構建化學分類觀的教學策略研究

黃秀珠

[摘要]結合教學案例，闡述構建化學分類觀的具體教學策略：建立“觀念為本”的教學觀念;以元素化合物知識為載體;讓學生在活動中自主構建。

[關鍵詞]分類觀;教學策略;元素化合物

科學觀念是科學認識和實踐的思維和基石，是組成科學素質的最高層次要素。[1] 《課程標準》在“課程目標”中明確要求化學教學要使學生“形成基本的化學觀念”。[2]宋心琦教授也認為：“中學化學教學的第一目標應該是幫助學生建立起基本的化學觀念?！盵3]因此，近年來，觀念建構教學是比較熱門的研究話題，已成為不少學者和中學教師進行教學研究的重要課題。2022年4月，在《中國知網(wǎng)》的基礎教育全文數(shù)據(jù)庫中，以“構建化學基本觀念”為主題進行檢索，共顯示57條結果。分類觀是化學基本觀念的重要組成部分，[4]但有關“構建分類觀”的研究卻是冷門。2022年4月，在《中國知網(wǎng)》的基礎教育全文數(shù)據(jù)庫中，以“構建化學分類觀”為主題進行檢索，顯示只有2條結果。

而在已有的有關“構建化學基本觀念”研究結果中，主要是對化學基本觀念的涵義、特點、內容構成等進行理論研究，或是闡述促進“觀念建構”為本的教學實踐的必要性和可行性，很少涉及對促進某個具體觀念的形成進行教學策略的研究。因此，研究如何促進分類觀形成的教學策略具有一定的現(xiàn)實意義。

一、建立“觀念為本”的教學觀念，促進化學分類觀的構建

傳統(tǒng)教學以“知識為本”，以掌握具體性知識為目的，強調對事實性知識的記憶。美國課程專家H.Lynn Erickon提出了“觀念為本”的課程與教學，她認為：“學習重心應該從記憶事實轉移到理解可遷移的核心觀念和對更為根本的知識結構進行深層理解，培養(yǎng)和發(fā)展思維能力”[5]。即“觀念為本”的化學教學強調在習得化學知識同時幫助學生建構具有持久性、遷移性的化學基本觀念。顯然，“觀念為本”與“知識為本”的教學觀念具有本質上的區(qū)別?，F(xiàn)以人教版必修1第三章第二節(jié)《碳酸鈉和碳酸氫鈉》的教學設計為例進行說明。

從上表的比較中不難看出，“觀念為本”與“知識為本”的教學設計確實存在較大差異?！爸R為本”的教學側重低水平認知，忽視了這些具體知識背后含有的豐富的化學基本觀念，從而降低了知識價值?！坝^念為本”的教學是把具體知識作為觀念形成的工具和載體，在具體觀念的引領下，使學生通過高水平的思維活動，理解和掌握化學知識，并通過不斷地概括提煉形成化學基本觀念。

綜上所述，要培養(yǎng)學生的分類觀，教師首先要轉變教學觀念，變“知識為本”為“觀念為本”，讓學生從本質上認識和理解所學知識，從而形成化學學科的思想、觀點和方法。

二、以元素化合物知識為載體，促進化學分類觀的構建

分類觀主要是指將物質按照種類、結構、性質、變化等分別歸類地學習。分類標準是分類的核心和依據(jù)。運用分類觀，不但可以把繁多的物質通過分類構成一個有序的邏輯體系，更重要的是有利于把握物質之間的本質區(qū)別和聯(lián)系，進而探討各類物質之間的轉化關系，為從整體上認識化學物質及其變化提供內在線索。

縱觀化學科學的發(fā)展歷程，可以發(fā)現(xiàn)化學基本觀念并不是單獨存在的，它總是寓于具體的化學知識當中。[6]因此，要促進學生分類觀的構建，我們必須以具體的化學知識為工具和載體。元素化合物是高中化學的主體，貫穿于化學學科的始終，因此，元素及其化合物知識的教學一直受到重視。另外，從高中化學課程必修模塊的編排體系來看，元素化合物知識內容的承載功能從原來側重物質的具體性質，到現(xiàn)在不僅要求物質性質的相關知識與技能，還強調結合具體的物質性質學習和理解關鍵性概念和原理，注重學生思維方法的培養(yǎng)和核心觀念的建構。顯而易見，元素化合物知識是構建化學分類觀的重要工具和載體。

基于上述認識，現(xiàn)將人教版必修1、必修2教材中元素化合物知識所承載的分類觀構建功能整理如下：

三、重視學生的自主活動，促進化學分類觀的構建

觀念的建構需要學生在有意義的、真實的、具有挑戰(zhàn)性的學習情境中，以積極主動的態(tài)度，通過參與具有驅動性的問題和活動，獨立地或與同學、老師合作去探究和發(fā)現(xiàn)知識之間的聯(lián)系和隱藏在事實背后的重要思想和觀點，最終建構起自己的觀念體系。因此，教師應創(chuàng)設多樣化的學生活動，讓學生在活動中提高分類的意識，掌握分類的方法，體驗分類的價值，逐漸形成分類觀。

（一）重視學生的思維活動，促進化學分類觀的構建

高考中有關元素化合物知識的題目占較大的比例，因此，在高考復習中，通常會花大力氣復習這部分內容。傳統(tǒng)的復習方法就是讓學生逐一羅列各物質的性質和對應的方程式，最后進行練習鞏固，強調熟記。思維發(fā)展心理學的研究表明，學生思維的發(fā)展是外部活動轉化為內部活動的過程。因此，教師應創(chuàng)設以分類觀建構為目的的問題情境，激起學生主動參與學習的熱情的同時，讓學生在問題的思考中形成分類觀。

案例1? ?高三復習課——鈉及其化合物的性質

教學片斷一：

師：請你寫出常見的含鈉元素的物質的化學式并對它們進行分類。

生：費力、零亂、不全面地寫出少數(shù)幾種鈉元素的物質的化學式。

師：如何輕松、快速、有序、全面地寫出常見的含鈉元素的物質的化學式？

設計此任務情境的目的是讓學生回憶并寫出常見的含鈉元素的物質。在此活動中，由于學生分類意識不強，以致無法順利地完成老師布置的任務。此時老師指導學生調用金屬元素的常見物質類別這一分類知識，即單質、氧化物、氫氧化物、鹽，從而快速、有序、準確地回憶并寫出常見的含鈉元素的物質：Na、Na2O、Na2O2、NaOH、NaCl、Na2CO3 、NaHCO3。

師：用箭頭畫出Na可轉化為上述哪些物質，并寫出對應反應方程式。

為順利完成此任務，指導學生調用金屬單質的通性進行整理、歸納：因具還原性，通常能與非金屬單質、水、酸溶液、鹽溶液反應，從而分析出Na可在一定條件下轉化為Na2O、Na2O2、NaOH、NaCl等物質。同理，其它各物質性質的復習，也是強調根據(jù)該物質所屬類別，結合該類物質的通性進行整理、歸納。

教學片斷二：

師：除H2O外，Na還可與哪些物質反應生成氫氣？

生甲：Na與鹽酸反應可生成氫氣。

生乙：不對。Na與酸反應生成的氫氣實際是與水反應生成的。

師：追問生甲：“你認為Na與鹽酸反應可生成氫氣的原因是什么？”

生甲：事實上，Na與H2O反應生成氫氣的反應機理是Na與H2O電離產(chǎn)生的H+發(fā)生置換生成氫氣，而鹽酸也能電離產(chǎn)生H+。

師：結合前面的分析，只要是能提供活性氫的物質，就能與鈉反應生成氫氣，除酸、水外，還有哪些物質能與Na反應生成氫氣？

生：酚類如苯酚等;醇類，如乙醇等。

師：請比較鈉與酸溶液、水、酚類、醇類反應的劇烈程度，并解釋原因。

在案例1中，教師結合鈉及其化合物知識的特點，以分類觀為線索創(chuàng)設問題情境，讓分類觀與具體問題有機結合，即把學生觀念的生成過程問題化，讓學生在問題的思考、討論中，學會利用分類觀對物質進行分類，并利用同類物質具有相似的性質，可以發(fā)生相似的化學反應來整理、歸納物質的性質。

教學實踐證明，在高三元素化合物復習中，以構建分類觀為核心的復習策略，學生掌握的不是零散而繁多的事實性知識，而是有規(guī)律可循的一類物質的性質，從而讓學生形成多角度的、立體的知識網(wǎng)絡，更為重要的是，讓學生生成與發(fā)展分類觀，以此指導其他元素化合物知識的復習。

（二）重視學生的實驗探究活動，促進化學分類觀的構建

化學基本觀念的形成既不可能是空中樓閣，也不可能通過大量記憶化學知識自發(fā)形成，它需要學生在積極主動的探究活動中，深刻理解和掌握有關的化學知識和核心概念，在對知識的理解、應用中不斷概括、提煉而形成。[6]因此，教師可把教材上的知識點改編成需要學生探究的問題，讓學生在在探究活動中形成分類觀。

案例2? 新授課：人教版化學必修1第四章第四節(jié)

——硫酸

師：實驗室里制取氫氣時，可用鋅和稀硫酸反應，但不能用濃硫酸，理由是什么？

生：稀硫酸是非氧化性酸，與鋅反應生成氫氣。濃硫酸是強氧化性酸，與鋅反應不生成氫氣。

師：請你設計實驗方案，探究濃硫酸具有強氧化性。

限選試劑及儀器：濃硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、品紅溶液、銅絲、鋅片、FeCl2溶液、燒杯、試管、帶塞導氣管、滴管、酒精燈。

生：在老師的引導下思考、交流實驗方案中藥品的選擇： 為探究濃硫酸具有強氧化性，則必須選擇具有還原性的物質與之反應。根據(jù)對所提供的試劑分類，可知具有還原性的物質有銅片、鋅片和FeCl2溶液。根據(jù)金屬活動性順序，鋅能與非氧化性酸反應生成氫氣，而銅則不能與非氧化性酸反應。而根據(jù)氧化還原反應的原理推測，因濃硫酸的氧化性比稀硫酸強，故鋅必能與濃硫酸反應，而銅則可能與濃硫酸反應。因此，為區(qū)別濃硫酸為氧化性酸與稀硫酸等非氧化性酸的不同，選擇銅會更好。而比較銅與FeCl2溶液，因濃硫酸加入FeCl2溶液中會被稀釋為稀硫酸。因此，選擇銅絲是最理想的。

師：請設計實驗方案、實驗裝置驗證預測。

生：思考、交流、討論，設計如右圖實驗裝置進行實驗。

在此案例中，對于濃硫酸強氧化性這一知識的學習，教師不是通過向學生呈現(xiàn)宏觀的實驗現(xiàn)象、加以微觀的分析，最終以化學反應方程式進行符號表征而了事，而是深入挖掘其觀念建構的功能，以探究濃硫酸具有強氧化性的活動為載體，引導學生從氧化還原的角度進行深入的思考，強調運用物質分類的觀點評價、分析和選擇實驗試劑。學生通過完成這一探究活動，這不僅很好地讓學生掌握掌握濃硫酸的強氧化性，更重要的是，還讓學生建構了從氧化還原反應這一分類角度認識物質的性質的觀念，并深刻體會了分類觀的價值。

（三）重視學生的交流展示、評價反思活動，促進化學分類觀的構建

化學觀念不能靠簡單的灌輸或說教來構建，它除了可在活動過程中發(fā)生，也可在交流合作中激蕩、在評價反思中生成。隨著新課程實施的不斷推向深入，學生自主學習的時間與空間也得到很大的拓展，課堂交流展示活動也成為“高效課堂”關鍵性的環(huán)節(jié)。因此，教師有必要搭建以分類觀建構為目的的活動平臺，讓學生向同學交流展示自主學習的過程、方法或成果，相互啟發(fā)，從而生成、發(fā)展分類觀。

案例? 人教版化學必修1第四章復習

在學完人教版化學1第四章后，學生普遍認為這章知識很零亂。確實，由于為強調突出基礎性及受課時間所限，此章只是選擇重要物質的主要性質進行學習。囿于內容特點，又采取了縱橫交錯的編排方法，先后共學習了十幾種物質，加上學生們又還未學習一些能指導元素化合物學習的相關理論知識，這也難怪學生會有產(chǎn)生這種看法了。

縱觀人教版化學1，分類法是其中所介紹的重要科學方法之一。因此，在讓學生對此章內容進行歸納整理時，并不是讓學生對知識進行簡單的摘錄，而是引導學生嘗試用分類法進行歸納整理。由于學生們的分類角度與方法各異，對知識的歸納整理形式與結果也不同，各具特點也各具優(yōu)點。因此，專門設置一節(jié)課讓學生展示自己的成果，或交流歸納整理的思路及分類的角度，還讓學生們相互評價各種分類方法的優(yōu)缺點，并提出完善的建議與意見。課后，還要求學生們對自己在活動過程的表現(xiàn)與收獲進行反思與評價。

在此案例中，學生通過一系列自主活動生成并發(fā)展了分類觀：從對知識的歸納、整理中，學會了運用分類法歸納整理知識;從與老師、同學的交流與展示中，認識到分類結果在不同分類標準下多樣性;從反思與評價中，體驗到分類法在化學學習中的重要作用，使分類觀得以內化。有學生在課后的反思中寫道：“剛開始用分類法時，還真的覺得很麻煩，但是當有一張屬于自己的分類表呈現(xiàn)出來時，卻很有滿足感。本章知識不但得到很好的梳理，而且也學會利用分類法去學習化學?！?/p>

四、結論

教學實踐證明，以構建分類觀為核心的元素化合物教學策略是符合化學學科的發(fā)展規(guī)律的，本人所上的公開課《從分類的角度復習必修1第四章》得到了廣州市教研室李南萍老師和其他聽課老師的的一致肯定。此外，以構建分類觀為核心的元素化合物教學策略也是符合學生的認識規(guī)律的，通過對學生的訪談和問卷調查，學生普遍認為以分類觀構建元素化合物知識體系，克服了學習元素合物的畏懼心理，從而增強了學好元素化合物知識的信心，成績也有了明顯的提高。以本人任教的兩屆高三學生的成績?yōu)槔?，因前一屆的元素化合物復習采取的是以構建分類觀為核心的復習策略，為檢測之后一年的復習效果，本人以前一屆學生作為對照組，后一屆學生作為實驗組，在開始元素化合物復習前，采用同樣一份試題進行前測和后測，測試結果如下：

據(jù)表中數(shù)據(jù)顯示：對照組、實驗組的后測平均成績較前測都有增加，但實驗組平均成績增幅明顯高于對照組，這一結果也肯定了分類觀在元素化合物知識教學中的積極意義。

另外，對照組、實驗組的前測、后測各分數(shù)段人數(shù)統(tǒng)計結果如圖1、圖2。

從實驗組、對照組前測結果中，顯示這兩組學生的各分數(shù)段的人數(shù)相接近，起點水平相當。但從后測結果中，卻顯示實驗組的高分段人數(shù)明顯比對照組多，而低分段人數(shù)又比對照組的少。因此，分類法為在元素化合物知識學習中，除了有利于培養(yǎng)優(yōu)秀學生，對化學學習有困難的學生也提供了較大的幫助。

通過問卷調查，學生反映如果遇到一種陌生的物質，能在分類觀的指導下，對所研究的物質進行熟練地分類，然后根據(jù)所屬的類型進行生成性學習。在學習其它學科及決日常生活中錯綜復雜的實際問題時，同樣會在分類觀的指導下，從容地分類處理。

這也表明了學生分類觀的構建能夠產(chǎn)生遷移性價值，從而提高學生整體的科學素養(yǎng)。

本文系廣州市教育科學“十二五”第一批立項資助名師專項課題“培養(yǎng)中學生化學基本觀念的實踐研究”研究成果（11C220）。

參考文獻

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