
摘 要:隨著核心素養培養觀念的提出,在初中化學教學中滲透分類思想,對學生思維品質的提升具有重要推進作用。教師在教學過程中應注重培養學生的化學分類觀,幫助學生建構知識架構。文章以初中人教版化學教材為例,基于分類思想在化學課程中的應用價值,討論化學分類思想的內涵、方法等。在此基礎上,文章結合一系列教學實踐活動,圍繞分類思想闡述其在初中化學教學中的應用策略。
關鍵詞:初中化學;分類思想;教學策略
滲透分類思想是培養學生化學核心素養的重要途徑,初中學生不僅需要從課程中習得相關化學知識,還應逐步實現從“知識為本”到“觀念建構”過渡。學者Johnstone將中學生在化學課堂中面臨的困境總結為化學知識、實驗事實、微觀現象等聯系難以解釋的問題,學生對化學知識的理解相對片面,認知結構中缺乏化學表征之間的聯系。基于此,教師需熟練掌握宏觀、微觀、事實之間的知識架構,以此幫助學生快速吸收與整合化學知識,促進學生深度學習思維與化學核心素養的培養。
一、 分類思想在初中化學的應用價值
(一)化學分類思想
分類思想具有概括性、相對性、多維性特征,它指結合事物異同點,以某維度為切入點對事物進行分類,通過某一事物的特性反推同類事物的共性特征,以此幫助人們更加便捷、透徹理解事物本質。化學分類思想的培養是新課程標準對中學化學教學的基本要求,中學生在學習化學時,應逐步培養化學分類思想,通過分類方法對繁雜、多元、海量的化學物質進行分門別類研究,更好地應用化學規律把握事物之間的本質聯系。
初中階段,分類思想在化學課程中的滲透程度較淺,人教版教材將物質分類分散到各章節中,將混合物、純凈物、單質、化合物、氧化物、酸、堿、鹽、有機化合物等概念逐步呈現。由于初中化學的分類架構相對泛化,因此,教師可在此基礎上進一步加深分類思想的滲透力度,使學生在應用分類思想的過程中實現由模糊分類到分類觀念遷移應用的動態過程。
(二)化學分類思想應用價值
新課標明確指出,中學化學教學需逐步滲透化學思想,培養學生對物質及其變化本質的理解能力,使學生把握事物之間的內在聯系及變化,并通過化學思想實現對化學知識的遷移。新課標充分體現了化學分類思想在化學教學中的重要地位。
傳統化學教學被桎梏于應試框架中,教師過多強調化學知識的記憶、化學習題的訓練,將教學重心放在知識點的難易與多少層面,卻忽視了學生對化學知識的整體架構。鑒于上述原因,學生學習過程中容易出現知識遷移性差、知識本質掌握不佳、學習負擔重、記憶時間短等問題。通過應用分類思想,學生可以在初中化學課程中更加透徹地理解知識本質與內在聯系,通過自主分類、舉一反三等方式架構化學知識,進而強化學生的化學核心素養,促進學生內化與遷移化學知識,在一定程度上達成新課程改革的目標。
二、 基于分類思想的初中化學教學策略
根據化學分類思想的滲透作用,在此結合一系列實踐教學內容,探究符號分類、思維導圖、問題驅動分別在初中化學新知課、復習課、實驗課的分類思想應用策略。
(一)符號分類,初步搭建知識體系
“符號”具有表征性,化學符號可代表抽象度較高的概念或事物,是化學分類思想中重要的表征方式,學生通過化學符號建構化學知識骨架,通過前概念與新知概念的連接與分類,實現對初中化學分類思想的滲透。
課堂教學時,學生根據既往生活經驗具備了化學知識的前概念,但對化學知識與現實中的現象難以連接起來,因此,教師可以以化學符號認知為線索,為學生搭建化學分類思維架構。以人教版九年級上冊《元素》分類思想教學為例,傳統課堂中,學生普遍反映難以理解該課題內元素、分子、原子之間的聯系,對三種物質的認識僅停留在概念層面。以化學符號認知層面進行教學設計,首先提煉該課的化學符號(核心線索):元素、分子、原子。其中,宏觀符號為元素,微觀符號為分子、原子。本課將分類思想滲透于化學符號中,以化學符號為線索,基于現實生活中的事物討論與學習每類符號的特性及其內在聯系。課堂開始,教師首先拋出問題“世間萬物,到底由什么組成呢?上一單元我們學習了空氣,空氣又是由什么組成呢?”根據前概念,學生普遍回答“氮氣、氧氣、二氧化碳”等。此時,教師便以CO2為切入點,引導學生一起從組合層面拆解CO2。首先,將CO2分為兩種元素,一種是C,一種是O,教師由此引出宏觀符號“元素”,指出“CO2由C元素和O元素組成”。接著,從數量層面進一步拆解CO2,引出微觀符號“分子和原子”,指出“1個CO2分子由1個C原子和2個O原子構成”。
在既有符號關系的基礎上,教師再結合教材內容詳細解釋每個符號的特性,以宏觀與微觀兩個維度為切入點,使學生初步認知化學的宏觀、微觀分類思想,進階探究宏觀符號元素、微觀符號分子、原子的內在架構與聯系。以符號為線索,引導學生以具象的思維形成化學符號知識認知結構與內部化學知識體系的統一。
(二)思維導圖,分類建模歸納知識
思維導圖是常用的組織性思維工具,是化學教學中常用的分類思想方式。通過繪制思維導圖可以幫助學生以清晰的脈絡進行物質分類,有利于對雜亂、繁雜知識的整理歸納,促進學生對所學化學知識的吸收,有助于學生在學習化學時延展深度與廣度。
傳統化學復習課是將所有知識點進行復述、串聯,加以大量習題訓練加深學生的印象,但此類復習方式不符合學生的心理認知特征與學習發展需求。將思維導圖引入化學復習課中,可幫助學生靈活使用分類思想,利用思維導圖將化學宏觀知識與微觀知識聯系在一起,以分類思想加深學生印象,把握初中化學知識脈絡。以《酸和堿》單元復習課程為例,教師首先從宏觀角度列出“酸和堿”核心詞匯,在此基礎上依次列出二、三級分支。二級分支分別為“酸”“堿”“酸堿中和反應”。以“酸”為例,三級分支分別為“常見的酸”“化學性質”“pH值”等。上述思維導圖的分支內容均由教師繪制,后續內容需要學生自主補充與重構知識架構。如學生補充“酸的化學性質”時,回憶課堂教學時的相關實驗,以實驗項目為維度進行補充:(1)酸遇酚酞溶液仍無色;(2)酸遇石蕊溶液變紅——原因是酸會電離出H+離子;(3)酸可以與多種活潑金屬反應。在此基礎上,學生依次寫出鎂、鋁、鐵與酸反應的化學方程式。通過繪制與補充思維導圖,學生實現了對宏觀概念“酸和堿”逐步分解到微觀知識“電離出H+離子”“金屬反應方程式”等的化學知識分類。
在補充思維導圖的過程中,學生的思維與記憶會被分支關鍵詞喚醒,在復習中利用思維導圖逐步培養分類思想,引導學生盡可能全面地整理“酸和堿”分類知識,將宏觀知識與微觀知識按照一定邏輯架構起來,實現“整體把握,局部分析”的化學分類思想。
(三)問題驅動,小組合作分類探究
人教版初中化學教材實驗項目的編寫,充分體現了分類思想在應試教育背景下,部分化學教師在課堂上只是單純地逐一講解理論知識,忽視了對學生分類思想的滲透與培養。對于內容龐雜、看似無序的實驗知識,教師更應采取一定方式將其串聯為相應項目,使學生在項目探索過程中根據實驗現象對物質性質、物質組成進行分類,從而達到分類思想在初中化學課程標準中的要求。
以《金屬的化學性質》實驗課程為例,教師首先呈現實驗素材:鋁、鐵、鋅、銅、鎂,同時為學生提供相關實驗微課,學生可以小組為單位通過觀看微課探究實驗。實驗前,教師提出小組討論問題:
問題1:這些都是生活中常見的金屬材料,把它們放在空氣中會有什么變化?
問題2:根據這些材料在空氣中的變化情況,把這些金屬材料的活潑性排序。
設計意圖:讓學生初步注意生活中常見的金屬材料,感受金屬材料在空氣中的變化,并以活潑性為主對金屬材料進行分類,激發學生的分類思想。
問題3:觀看微課視頻,以小組為單位分別用金屬材料進行鹽酸反應實驗,并將實驗現象記錄成表格,嘗試寫出化學反應方程式。
設計意圖:根據教師的提示,分析出不同金屬與鹽酸反應的現象與差異。從分類角度分析,反應劇烈的是活潑金屬,不劇烈的是非活潑金屬。從生成物質角度分析,生成的物質又被分為單質與化合物。
問題4:根據上述實驗的化學方程式,小組分析上述方程式的特點是什么?
設計意圖:在教師指導下,通過小組討論分析,發現置換反應的規律(單質與化合物反應生成另一種單質與另一種化合物)。學生可以運用總結出來的結論自主滲透分類思想,體驗科學探究的主要過程。
拓展探究:根據金屬的活動性順序,討論一下,現實生活中有哪些現象或工程和金屬活動性有關?為什么現實生活中有這些現象。
設計意圖:通過拓展探究與討論,促使學生將化學分類思想遷移至現實生活的化學應用中,幫助學生依托分類思想形成整體意識,提升對金屬性質、置換反應的理解。
在初中化學教學中滲透分類思想,可以促進學生形成邏輯更縝密、條理更清晰的思維能力,學生在分類思想影響下能夠快速發現化學知識本質及內在聯系。教師進行化學分類思想教學設計時,應充分挖掘化學事物之間的聯系與合理架構,通過為學生搭建化學分類觀,促使學生的思維能力、批判能力、問題解決能力得到良好發展。需要說明的是,每個學生的接受能力存在差異,教師需結合學生實際學情設計循序漸進、由淺入深的分類思想教學策略,使學生在化學學習過程中自主感受分類思想的妙用與優勢,進而促使學生主動利用分類思想實現對化學知識的內化與遷移。
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作者簡介:
王曉斌,福建省廈門市,福建省廈門海滄實驗中學。