基于新課標的知識體系構建策略

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課程標準”）提出“增強選擇性，強化實踐性”的教學目標。以“金屬材料”為例，在此背景下，如何通過教學內容的重組、重組后內容與章節內容的有機整合、融合來構建知識體系呢？本文結合課程標準、教育理論和實踐經驗，提出了如下教學策略。

一、基于課標要求，重組教材內容

課程標準指出，高中化學課程要以學習科學研究方法為核心，促進學生形成“科學探究與問題解決”的學科核心素養。在教學過程中，教師要從“問題”出發，結合具體的教學內容，在適當的時機進行適當的“重組”，讓學生形成探究意識、方法和能力。教學中教師可以借助表格、圖例等形式展示各學習主題下的核心概念和核心素養要求，使學生明確學習目標。教師在教學過程中，要根據課程標準要求和學生實際情況靈活處理教材內容。例如，在人教版第一冊“金屬材料”的第一單元中，涉及“鐵、鋁、銅、鎂等金屬的基本性質”這一節內容，學習目標：認識金屬材料的基本性質；認識金屬元素及其化合物的重要作用；掌握常見金屬材料的特點和應用。針對內容，教師可以根據課標要求和學生實際情況進行重組。

（一）鐵、鎂的性質

（1）鐵是最活潑的金屬，常溫下能與空氣中的氧氣反應，在常溫下能與氧氣和水反應；鐵有強烈的氧化性，能將鐵屑變成紅褐色，使澄清石灰水變渾濁；鎂在空氣中加熱時會與氧氣和水反應生成氫氧化鎂和二氧化碳。鐵、鎂都是紅褐色粉末或塊狀固體，能在空氣中燃燒。（2）鐵是銀白色金屬，鎂是淡黃色或淺棕色的金屬。金屬鐵與氧氣、二氧化碳、水反應時，生成一種黑色的固體——氧化鐵（或黑色粉末）；鐵與氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液發生置換反應，生成一種淡黃色固體——氫氧化鐵（或白色粉末）；鎂與空氣中的氧氣、水、二氧化碳反應時，生成一種白色固體——氧化鎂（或白色粉末）。（3）金屬鎂在空氣中加熱時能與氧氣發生劇烈的氧化反應而生成氫氧化鎂和氫氣；在高溫下與水反應生成氫氧化鎂和氫氣。（4）鐵、鎂的工業制法：電解法、熱化學法。

（二）銅、鋁的性質

通過學生實驗和多媒體展示，認識銅、鋁的物理性質，并提出問題：銅和鋁有哪些性質上的不同？通過分析實驗現象得出結論：鋁能使紫色石蕊試液變紅，而銅不能。同時教師可展示鋁熱反應和銅熱反應的對比實驗，得出鋁比銅活潑。多媒體展示銅、鋁與酸、堿及鹽的反應現象，得出銅、鋁能與酸、堿及鹽發生置換反應。然后通過多媒體展示四種常見金屬與酸反應的實驗現象，讓學生觀察。并總結出金屬活動性順序表中常見金屬的活動性順序，然后利用對比實驗說明。最后展示“常見金屬在生活中的應用”，使學生明確：在生活中常見的金屬有鋁和銅，其中鋁與酸發生置換反應生成氫氣；銅與稀硫酸發生置換反應生成氫氣；鐵與稀硫酸發生置換反應生成氫氣。

（三）鋅、錳的性質

鋅、錳在常溫下為銀白色金屬，熔點較高，常見的金屬單質都是銀白色，可用作白色顏料，用于陶瓷、玻璃等制品中。鋅在常溫下與水反應生成氫氣，而錳在常溫下與水反應生成硫酸和氯化鐵。

鋅和錳的重要用途：（1）工業上用于制造硫酸、鹽酸、硝酸、鉻酸、雙氧水等。（2）用作制造氫氧化鋅的原料和制造人造纖維的原料。（3）用來制造涂料、油墨和油漆。

錳的重要用途：（1）冶煉鋼鐵，促進鋼鐵生產的發展。（2）錳及其化合物的化學性質對人體健康有益。（3）錳在醫學上可用作診斷人體缺鐵的試劑。

在學習“鐵、鋁等金屬的基本性質”時，教師可以結合“鐵、鋁等金屬的性質”進行重組：（1）從鐵、鋁這兩種常見金屬入手，認識鐵和鋁在生活中及工業上的廣泛應用。（2）從鋅和錳這兩種常見金屬入手，認識鋅和錳在生活中及工業上的廣泛應用。

二、整合教材內容，形成知識網絡

教材是課程資源，是實現課程目標的重要載體。為了體現新課程改革的理念，落實課標要求，教師應對教材進行二次開發和整合，構建新的教學體系。因此，教師在教學中要樹立“內容為王”的思想，從教材中提取并整合出新的教學內容，通過知識整合形成知識網絡，培養學生的學科素養。

（一）以“金屬材料”為例，教材中有金屬和合金兩個板塊內容

在“金屬與合金”板塊中主要講述了鐵、鋁、銅、鎳、錫、鈦等常見金屬及其合金的性質和用途。在“材料”板塊中主要講述了金屬的冶煉及熔煉、金屬材料在工業生產中的應用以及金屬材料在生活和生產中的應用。教師通過二次開發和整合教材內容，可以形成以“金屬材料”為主線，以“鐵及其合金”“銅及其合金”為兩翼，以“材料應用”為目的的知識結構體系。同時，教師在教學過程中應引導學生對知識進行梳理和整合，并通過比較、歸納等方法形成知識網絡，培養學生學科思維和實踐能力。

比較“金屬與合金”和“材料”兩個板塊內容，歸納出各自的教學重點。

在“金屬與合金”板塊中，教師要引導學生學習常見金屬及其合金的性質和用途，并根據學生已有的知識儲備、生活經驗、社會發展需要等來歸納這些金屬及其合金的用途；同時，還可以引導學生歸納出鐵和鋁的主要性質、鐵在工業上的應用以及鐵和鋁在生活和生產中的應用。在“材料”板塊中，教師要引導學生學習金屬材料在工業生產中的應用，以及金屬材料在生活和生產中的應用；同時，還可以引導學生歸納出金屬材料與日常生活、社會發展、人類健康之間的關系。

例如，鐵是人類最早發現和利用的金屬之一，它被廣泛用于冶煉鋼鐵，制造各種器具。鐵不僅是人類生產、生活中不可缺少的重要材料之一，而且與農業生產密切相關。鐵在農業上主要用來制作犁、耙、鋤、犁等農具；在工業上主要用來制作鋼和其他金屬材料。人們還用鐵來制造各種工具、武器。現代工業生產中使用了很多合金鋼和不銹鋼等鋼材，而這些鋼材一般都是以鐵為原料經過冶煉及熔煉得到的。

（二）在“金屬與合金”板塊中，從鐵、銅、鋁的性質、用途的角度整合知識，形成知識網絡

這三種金屬材料在生活中都有廣泛的用途，如鐵可用作交通工具、武器和工具等；鋁是常用的建筑材料，鋁的熔點很低，用鋁做的門窗、幕墻不易生銹；銅是重要的化工原料，在許多領域都有廣泛應用，如銅做催化劑、電線、電纜等；在化學工業中，銅常用作導電材料。因此，教師在教學過程中可從“鐵及其合金”“鋁及其合金”出發，按照它們在生活中的用途進行整合，從而形成如下知識網絡：鐵及其合金（Fe與Cu等）；鐵的冶煉及熔煉（還原性）；鐵及其合金的用途（用作鋼鐵）；鋁的性質（耐腐蝕、導熱性、導電性和可塑性等）；鋁及其合金的用途（鋁在汽車、電器等工業中的應用）。

在教學過程中可將Fe與Cu等金屬材料相比較，使學生理解它們的共同特點：都是活潑金屬，容易氧化；都具有良好的導電性和導熱性。同時教師還可以讓學生根據已有的知識經驗對以上三種金屬材料進行比較分析，從而加深學生對這三種金屬材料性質及用途的理解。

三、基于問題解決，構建知識體系

在教學中，教師要注重引導學生根據課程標準和教材提供的材料和數據，結合自己的認知經驗和知識結構設計問題情境，通過觀察、分析、綜合、推理等方式思考問題。在此過程中，要注意以下幾點。

第一，引導學生對材料數據進行分析。教師應指導學生從金屬材料的組成和結構出發，對數據進行分類歸納整理。對金屬材料的組成結構進行分類歸納，是學生對知識進行深度理解的過程；而對金屬材料的組成結構進行分析，是學生基于已有知識進行新問題解決的過程。

第二，引導學生聯系實際生活和社會生產。教師要讓學生主動關注社會熱點問題，從多角度思考問題。如金屬的用途、金屬與非金屬的反應、金屬材料在生活中的應用等；還要引導學生對不同類型的材料進行對比分析，如鐵與鋁、銅與鋅等。

第三，引導學生關注社會發展和科技進步。教師要讓學生從身邊熟悉的事物入手，發現并思考有關金屬材料的問題；從不同類型材料的功能出發，提出假設并設計實驗驗證假設；從實際生活出發，研究生活中存在的相關金屬材料問題；最后將這些問題放到更大背景中加以思考和解決。

（一）從金屬材料組成結構出發，引導學生構建知識網絡

在教學過程中，教師可以引導學生將金屬材料的組成結構分類歸納，從而構建知識體系。如可引導學生從鐵、銅、鋁和鋅等金屬的基本組成成分入手，建立不同類型金屬材料的知識體系。

鐵的基本組成成分是鐵、碳和氧。其中鐵的元素符號為Fe，碳元素符號為C，氧元素符號為O。鐵和碳的化合物是鐵碳合金，這一點教師可以引導學生在學習教材內容時就有所認識。這部分知識與前面學習的合金知識形成了有機聯系。

（二）通過比較分析，引導學生構建知識體系

金屬材料是高中化學的重要內容之一，涉及的知識點多，內容抽象。因此，教師應注重引導學生從不同角度進行比較分析，培養學生的思維能力和綜合探究能力。在教學過程中，教師可根據課程標準、教材和學情，通過比較分析引導學生構建知識體系：（1）鐵與鋁：鐵是由碳、氧元素組成的單質，鋁是由碳、氧、硅、鋁等元素組成的化合物。（2）鐵與錫：鐵和錫是具有良好導電性和導熱性的金屬材料，錫是具有良好導電性和導熱性的金屬材料。

（三）通過探究實驗，引導學生總結規律

學生在探究實驗中，通過分析、推理、判斷、驗證等方式，得出規律，形成知識體系：（1）引導學生結合教材中的探究實驗，探究、總結金屬材料的基本性質。（2）引導學生通過實驗探究鐵與銅、鐵與鋅、鐵與鋁之間的相互反應，總結反應時產生的現象和特征。

四、基于合作學習，發展思維品質

高中化學課程強調學生參與，強調探究與創新，強調自主、合作與交流。合作學習是指學生在小組或團隊中為了完成共同的任務，有明確的責任分工的學習活動。它是一種以學生為中心、以學生為主體、以團隊為組織形式、以探究和解決問題為核心的學習活動。合作學習能夠促進學生之間的溝通與交流，培養學生的合作意識和團隊精神，有利于培養學生獨立思考和解決問題的能力。

在“金屬材料”一章中，金屬材料這部分內容包括大量的實驗技能和實踐操作。為了有效地組織教學，達到知識體系構建的目的，可以采用分組合作學習方法。在完成相關實驗操作技能訓練的過程中，教師可以培養學生的合作意識、溝通能力和團隊精神。

五、總結

以上教學策略是筆者在長期教學實踐中積累的教學經驗，也是基于課程標準和教育理論的一些思考。當然，本文所提教學策略還存在一些不足，如課程標準強調學習方式的多樣化，然而我們在教學實踐中發現，對于學生而言，自主學習能力的培養比簡單的知識傳授更重要。在“金屬材料”一節教學中，筆者以“金屬材料”為載體，通過實驗、探究、問題解決等方式幫助學生逐步形成對金屬及其化合物性質、用途及其變化規律的認識。與此同時，教師通過教材中“金屬材料”一節內容的教學，使學生了解金屬及其化合物性質與用途之間的關系，并學會用化學語言來表達和交流。實踐證明，通過這一系列的教學活動，學生在“金屬材料”一節教學中逐漸形成了正確的學習方法和習慣，學會了以化學語言來表達和交流信息。當然，新課程改革還有很長的路要走，還需要我們不斷探索、不斷創新。相信，隨著新課程改革的不斷深入發展，我們一定會構建出適合學生發展需要的知識體系。

（作者單位：甘肅省榆中縣第二中學）

編輯：曾彥慧