構建知識網絡 提升化學學科思維能力

摘 要：文章以初中化學“金屬的冶煉與利用”單元復習為探究載體，從“自主構建知識網絡”“多角度構建知識網絡”“用知識網絡解決實際問題”等角度思考，呈現提升學科化學思維能力的重要手段.

關鍵詞：知識網絡；學科思維能力；初中化學

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）26-0131-03

作者簡介：王圣濤（1983-），男，江蘇省蘇州人，本科，中學一級教師，從事初中化學教學研究.

基金項目：本文系蘇州市教育科學規劃課題“基于任務驅動下的‘創智實驗活動，探究對促進學生創新能力提升的影響”階段性研究成果（編號：2021/LX/02/147/11）

在初中化學復習教學中，靈活運用知識網絡，能夠加深學生對化學知識的理解，引發學生深度學習，提升學生化學學科思維能力，實現課堂教學效益的提升［1］.在初中化學“金屬的冶煉與利用”復習教學實踐中，筆者嘗試從大概念視角構建單元復習知識網絡，充分發揮學生參與網絡構建的自主性、借助于知識網絡解決實際問題的實效性，進而實現初中化學學科的價值導向，達成提升學生化學學科思維能力的目的.

1 自主構建知識網絡，促進學科思維能力提升

在初中化學“金屬的冶煉與利用”復習教學中，多數教師會繪制知識網絡結構圖幫助學生記憶、理解化學知識，實踐表明，知識網絡繪制得再好，如果學生沒有參與，也無法激發學生深度思考的欲望，直接影響學生對化學基本知識的理解、對基本技能的掌握、對化學思維能力的提升.化學教師應從學生的視角構建知識網絡，首先在準備階段，引導學生回顧本章節所包含的知識，確定一個角度進行分析，合理運用一些連接構建知識網絡的大致輪廓；其次在建構階段，從多個角度整理、加工“金屬的冶煉與利用”單元知識內容，厘清知識之間的邏輯關系，凝練化學學科核心觀念，構建“主線清晰、中心突出、多元價值”的知識網絡，繪制化學單元知識網絡圖；再次在合作交流階段，各個小組學生面對不同“思考角度、繪制方法、梳理路線”繪制出來的知識網絡圖，進行充分的交流與評價，不斷完善后形成各個小組的終極成果進行班級范圍內匯報與展示，指出繪制的出發點，闡釋內在的化學學科觀念和實際價值，化學教師針對學生的成果進行恰當的評價與激勵；最后在整合拓展階段，基于學生小組匯報成果進行整合，形成完整的知識網絡圖譜，讓學生理解圖譜中蘊含的知識及內在本質規律，為以后解決問題做鋪墊，讓學生明確知識網絡解決實際問題的實效性［2］.

2 多角度構建知識網絡，助力學科思維能力提升

構建知識網絡是教師常用的教學手段之一，在初中化學單元復習教學過程中，化學教師可以引導學生圍繞物質的性質、變化、組成、結構、用途和制法等不同角度，從歸納、辨析、反思、拓展等方面構建知識網絡，充分體現化學學科大概念的理念，促進學生對化學知識的理解，讓學生在深度學習中提升化學學科思維能力，達成學生的自由生長.

2.1 “物質類別”視角：化合價

化學學科知識點多且比較零散，分類學習是行之有效的學習方法之一.在“金屬的冶煉與利用”單元復習中，教師可以引導學生從“宏觀——元素種類及數量、化合價”和“微觀——微粒的種類和特征”兩個視角對物質進行有效分類，根據物質的種類和化合價之間的關聯構建網絡關系圖（如圖1所示），揭示內在的變化規律，從化學學科大概念的視角幫助學生理解“物質變化的關聯性”，促進學生元素觀、轉化觀學科素養的提升.

2.2 “能量變化”視角：反應過程

化學反應過程中伴隨著物質種類和能量的變化，能量變化是化學反應中重要表象特征之一，化學反應包含放熱反應和吸熱反應；在放熱反應中，反應物的能量總和大于生成物的能量總和，在吸熱反應中，生成物的能量總和大于反應物的能量總和.在初中化學“金屬的冶煉與利用”單元復習教學中，化學教師可以引導學生利用探究化學反應中能量的變化情況，來揭示化學反應的內在本質，如圖2所示為冶煉金屬的化學反應過程能量變化圖，這種處理方式有助于學生從化學學科大概念的角度理解“化學反應中的能量守恒定律”，有助于學生對化學反應的全面理解，有助于提升學生“化學能量觀”的學科素養.

2.3 “冶煉方法”視角：活動性變化

從古到今金屬冶煉一直是社會關注的問題，在生產生活實際中，金屬冶煉的方法與金屬活動性的強弱是密切相關的.在初中化學“金屬的冶煉與利用”單元復習教學中，化學教師可以引導學生從化學發展的歷史角度認識金屬的性質，厘清金屬活動性與金屬冶煉方法之間的變化關系（如圖3所示），這種處理的方式有助于學生從化學學科大概念的角度理解金屬的用途、金屬的制法、金屬存在的形式取決于金屬的性質，有助于擴大學生對化學學科認知的視野，有助于學生“化學價值觀”素養的提升與發展.

2.4 “金屬用途”視角：合金的性質

金屬的用途往往是由金屬的性質所決定.合金具有一定的特殊性質，在教學實踐過程中，筆者發現不少學生將合金的特性與合金的用途分開進行理解，解決問題的時候難以準確對應.在初中化學“金屬的冶煉與利用”單元復習教學中，化學教師可以引導學生構建“合金性質與用途的關系圖”（如圖4所示），這種處理的方式有助于學生從化學學科大概念角度理解“合金的性質決定合金的用途”，有助于學生深刻理解合金的性質，有助于學生明晰合金特性的實際應用，讓學生進一步意識到化學學科的內涵價值.

2.5 “金屬生死”視角：金屬的產生與消失

金屬的產生與消失是初中化學課程必須掌握的知識.在初中化學“金屬的冶煉與利用”單元復習教學中，化學教師可以引導學生采取擬人化的手段，把金屬從“生”到“死”的過程用知識網絡圖形的形式繪制出來，如圖5所示為金屬“來”到“去”的知識網絡圖，學生在繪制知識網絡圖的過程中，逐步明白整體感知物質的重要思想，同時感受到化學知識也具有一定的“生命和溫度”，促進學生化學情感認知的提升，有助于學生從化學學科大概念的角度理解“符合一定的條件時物質可以轉化”，有助于學生化學學科“轉化觀”素養的提升.

3 用知識網絡解決問題，達成學科思維能力提升

知識的價值主要體現在現實生活的應用之中，應用知識解決實際問題是知識的核心價值所在.在初中化學教學實踐中，為了提升化學學科思維能力，一線教師在引導學生構建知識網絡的基礎上，還要特別關注知識網絡的應用價值，主要體現在“利用知識網絡解決問題”和“利用知識網絡探尋新知”兩個方面，逐步實現化學知識真正內化的目標，達成科學思維能力的提升.

3.1 根據知識網絡解決問題

在單元復習的過程中，一線教師可以從邏輯思維的角度梳理與整合所學知識與規律，建立思維模型，合理構建知識網絡.選取知識網絡中一部分內容進行“再加工、再改造”，創設問題情境，引導學生靈活運用自主構建的知識網絡，提煉出合適的模型進行解題，充分考查學生對化學知識的記憶、對基本規律的理解，進而促進學生化學學科思維能力的提升.

案例 如圖6所示為鐵及其化合物的轉化示意圖，其中涉及四個化學反應，試求：

（1）題中四個化學反應中鐵元素的化合價升高的是哪些？

（2）在①→③中放熱反應的是哪些？

（3）寫出化學反應③④中涉及的化學方程式.

點評 本題采取簡潔明了的框圖形式呈現題設信息內容，命題內容和形式源于物質的轉化視角，主要涉及鐵的氧化、酸溶、熱還原、冶金等知識，側重于考查學生對“物質轉化、能量變化、化合價變化”等方面的理解.

3.2 借助模型轉化探求新知

隨著新課程改革的不斷深化，對學生的學科素養要求越來越高.在初中化學教學中，不僅要求學生掌握一些重要物質的基本特征，而且要求學生掌握一些基本技能的遷移和應用能力.在初中化學“金屬的冶煉與利用”單元復習教學中，化學教師可以引導學生將根據鐵的性質、變化、結構、制備、用途等方面構建的知識網絡，應用于物質CaO，構建如圖7所示的知識網絡關系圖［3］.

在初中化學單元復習教學中，化學教師可以引導學生多視角挖掘知識的內涵本質，靈活運用知識之間的邏輯關系，從大概念的角度構建核心知識網絡，讓學生在知識網絡構建的過程中明晰因果關系，進一步強化知識的實踐應用，讓學生在實踐運用中提升化學學科的思維能力.

參考文獻：

［1］宋連萍.構建知識網絡 提升科學素養[J].中學化學教學參考，2020（08）：24-25.

[2] 江玉安.化學教學：打造科學的思維課堂[J].中學化學教學參考，2020（01）：15-17.

[3] 劉秋芳.“學悟思”建構初中化學可視化思維模型的教學[J].化學教與學，2021（04）：6-10.

［責任編輯：季春陽］