(1.福州市楊橋中學,福建福州350002;2.福州市時代中學,福建福州350007)
基于分類觀的建構促進認識發展
——以初中化學物質分類復習為例
陳學侃1侯協鑾2
(1.福州市楊橋中學,福建福州350002;2.福州市時代中學,福建福州350007)
物質分類是化學學科體系的重要組成部分。學生在初中階段要逐步建立“從類別認識同類物質屬性及其變化規律”的化學觀念。依據最近發展區理論對初中階段物質分類學習進行了展望,開展初中物質分類復習教學設計與實踐,促進學生逐漸由物質的個別學習到從類別的角度認識物質及變化規律,力求在學生獲取學科知識的過程培養分類科學思維和方法,促進學生科學認識發展。
最近發展區;物質分類;知識網絡;變化規律
人類認識自然環境、社會關系的一種重要方法就是分類法。自然界及人類社會中各種物質是化學研究的對象,《義務教育化學課程標準(2011)版》中提出“化學教育要引導學生從化學的角度初步認識物質的世界,認識物質世界的變化規律,形成有關的化學基本觀點,認識化學對社會生活的重大價值”。物質的多樣性讓化學科學的研究、認識的過程必須要有科學的思維與方法,利用分類的方法把數以千萬計的化學物質構成一個有序的邏輯體系,為從整體上認識化學物質及其變化提供內在線索,有利于學生的認知過程。[1]
物質分類的學習從初中階段到高中階段有不同的要求,整個中學階段物質分類的認識由靜態分類到動態分類。在義務教育階段沒有明確提出分類這種方法,只是要求能夠根據物質的組成進行分類;高中階段要求能夠應用分類法進行學習,如從“宏觀組成、微觀結構”等多角度認識化學物質。以科教版九年級化學教材為例,從《第二章空氣的成分》開始認識混合物、純凈物,直到《第九章現代化學與生活》中了解有機物,經歷了從空氣、氧氣、碳及其化合物、常見金屬、酸堿鹽、典型有機物等學習,但物質分類知識分散于各單元。
如何將這些知識有機聯系結合起來,從物質組成角度整體認識物質分類,從物質類別角度了解物質的化學性質,形成“從類別認識同類物質屬性及其變化規律”的化學觀念。這是學生學習困惑,也是初高中銜接有待解決的問題,更是初步建立分類觀的需要。因此,有必要在初中新課教學之后開展初中物質分類復習,表1對物質分類復習最近發展區作了展望。

表1 初中物質分類復習展望
根據最近發展區理論對物質分類已有教學進行分析發現,物質分類穿插在新課學習的過程,學生對混合物、單質、氧化物、酸、堿、鹽概念等已經具有了一定的認識基礎,能夠舉出一些常見的物質并加以區別;但并不是都能說明清楚這樣分類的理由,還不能夠較好地建構物質分類知識網絡,更無法有效解決物質轉化的問題。
因此,有必要開展專題復習教學,注意在引導學生復習金屬、酸、堿等同一類別物質屬性的過程中促進學生自主構建物質分類知識網絡,研究同類物質相似性及差異,研究以類別為維度的物質轉化關系作為學生潛在發展水平,促進學生樹立“組成不同,分類不同;物以類聚,相似相通;物質轉化,觸類旁通”的基本化學理念。
物質分類復習教學提供給學生根據物質組成從整體認識“物質分類”的機會,同時以“物質分類”為載體開展物質性質、轉化的學習,在提高學習的實效同時認識分類觀對化學學習的價值和作用。例如,在新課學習過程,學生初步掌握了氫氧化鎂的化學性質,但對于同一類氫氧化鉀的性質并不能夠很好地做出預測,因為對于物質類別屬性所蘊含的信息學生并不十分明確,所以要通過復習促進學生進一步從類別認識物質的屬性及變化規律。有研究認為,“分類觀”的培養可以按照掌握物質分類方法,形成以分類法研究物質性質的基本思路,應用“分類”的思路解決化學問題的能力,最終形成“分類觀”這一化學學科觀念的路徑進行。[2]
教學實踐中,教師要打破復習教學“講、練、析”陳舊模式,建構能讓學生積極參與的教學活動,讓學生經歷整體構建物質分類過程,讓學生樂學善學于其中,在學習活動過程感受分類法對于化學學習的重要作用,使學生思維由無序向有序發展,由低級向高級進化。[3]教學實踐活動如下。

活動1:了解日常生活分類現象
【活動內容】展示分類在生活中無處不在,思考分類的方法對于我們生活的幫助,思考在化學科學研究中分類法對認識物質的幫助。
【設計意圖】從生活走向化學,認識分類無處不在,了解分類對化學學習的意義,點明本節課學習的主題。
活動2:構建“物質分類”知識網絡


【活動內容】從給定“H、O、C、Na”這4種元素中,選擇適當的元素組成認識的物質,寫出其化學式及對應的物質分類,并對物質分類進行整理。要求:1.小組合作完成討論;用卡片寫出有關物質化學式和分類并上臺展示,說明分類理由。2.書寫有關物質的化學式,梳理不同類別物質的關系,構建物質分類的知識網絡。
【設計意圖】采用從元素組成物質形式,從元素組成角度分析物質分類,開展發卡片速寫化學式課堂游戲活動,利用學生之間的活動與相互交流,由從小類到大類,個別到一般構建物質分類的知識網絡,讓學生對物質分類的認識從無序到有序,從而認識到“組成不同,分類不同”。
活動3:從“物質分類”預測物質性質

【活動內容】根據物質類別要求寫出含鎂元素的物質化學式,并預測有關化學性質;利用物質類別屬性預測“金屬鎂”“氫氧化鎂”的化學性質。
【設計意圖】根據物質分類要求有序地書寫化學式,鞏固物質分類的知識網絡,回顧常見物質的化學性質,利用比較的方法從常見的物質化學性質預測同一類別物質的化學性質,鼓勵學生積極討論交流并作出發展性評價,進而認識“物以類聚,相似相通”。

活動4:從“物質的分類”中學會物質的轉化
【活動內容】回顧不同類別物質的化學通性,選擇適當的物質,應用不同的反應原理完成“酸、堿、氧化物”的有關轉化。要求:物質轉化“1、2、3”的化學反應規律各不相同,各寫出一個對應反應的化學方程式。
【設計意圖】在建構物質分類知識網絡基礎上,通過復習認識不同類別物質的屬性,物質雖然不同,但因其組成相似有著相似屬性;所以如果我們需要對物質進行轉化,可以從物質的類別上考慮制備的方法。幫助學生了解物質類別、物質的反應規律是構建物質知識網絡的基礎,是實現物質相互轉化的一般途徑。設計開放性的問題讓每一個學生都有自己的不同思考,提高課堂效率,初步認識“物質轉化,觸類旁通”。

活動5:分類是重要學習方法
【活動內容】分類在化學知識學習中無處不在。交流變化、性質、元素、微粒、化學反應基本類型等化學知識的分類。
【設計意圖】知識延伸,了解分類法是認識事物之間的聯系與區別的重要方法,對學習與工作效率提高有很大幫助作用。日常生活、化學學習中,我們應該善于發現和學會使用分類方法,以提高學習效率。
教學活動實踐過程以學生為主體,設置有效活動,從“生活中分類現象”引入,激發學生學習興趣;以“具體元素組成物質,小組合作展示”形式展開復習,構建物質分類的知識網絡,讓學生積極主動參與學習;通過“物質組成、分類認識一類物質性質”的學習,強化學生從類別看屬性的能力;在物質性質復習過程學習“物質相互轉化方法”,提升學生認識分類觀對化學學習的價值和作用。
分類觀是認識論、方法論,是化學學科體系重要組成部分,從認識化學開始它一直伴隨著學生整個學習過程乃至一生。教學通過講授具體性知識,設置有驅動性的問題和活動,讓學生以積極主動的態度,不斷地概括提煉形成深層的、可遷移的觀念。[4]通過物質分類復習教學活動,創設富有活動性的、開放性問題情境,激勵學生積極“用”知識解決問題,喚醒學生的思維,樹立“從類別認識同類物質屬性及其變化規律”的化學觀念,讓學生更進一步認識物質世界的多樣性,掌握多樣的變化手段,為高中階段進一步用“分類法”作為化學學習的方法奠定較好的科學認識基礎。
[1]何彩霞.化學學科觀念建構是單元教學的核心——“物質的分類”單元教學的思考[J].化學教育,2009(2).
[2]黃威,張賢金,吳新建.基于“物質分類”教學形成“分類觀”的實踐[J].化學教與學,2015(1).
[3]胡志剛,蔡奕津,陳鍵.論熵理論視域下的化學教學[J].化學教學,2016(1).
[4]齊紅濤,趙河林,王磊.物質的分類相關概念及其教學分析[J].化學教育,2012(4).
(責任編輯:張賢金)
福州市教育科學研究“十二五”規劃課題“高素質初中化學教師的發展研究”(項目編號:FZ2014ZX061)。