構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò) 提升化學(xué)學(xué)科思維能力

王圣濤

(蘇州市第二十四中學(xué)校,江蘇 蘇州 215000)

在初中化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)中,靈活運用知識網(wǎng)絡(luò),能夠加深學(xué)生對化學(xué)知識的理解,引發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí),提升學(xué)生化學(xué)學(xué)科思維能力,實現(xiàn)課堂教學(xué)效益的提升[1].在初中化學(xué)“金屬的冶煉與利用”復(fù)習(xí)教學(xué)實踐中,筆者嘗試從大概念視角構(gòu)建單元復(fù)習(xí)知識網(wǎng)絡(luò),充分發(fā)揮學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的自主性、借助于知識網(wǎng)絡(luò)解決實際問題的實效性,進而實現(xiàn)初中化學(xué)學(xué)科的價值導(dǎo)向,達成提升學(xué)生化學(xué)學(xué)科思維能力的目的.

1 自主構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò),促進學(xué)科思維能力提升

在初中化學(xué)“金屬的冶煉與利用”復(fù)習(xí)教學(xué)中,多數(shù)教師會繪制知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖幫助學(xué)生記憶、理解化學(xué)知識,實踐表明,知識網(wǎng)絡(luò)繪制得再好,如果學(xué)生沒有參與,也無法激發(fā)學(xué)生深度思考的欲望,直接影響學(xué)生對化學(xué)基本知識的理解、對基本技能的掌握、對化學(xué)思維能力的提升.化學(xué)教師應(yīng)從學(xué)生的視角構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò),首先在準備階段,引導(dǎo)學(xué)生回顧本章節(jié)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(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)的大致輪廓;其次在建構(gòu)階段,從多個角度整理、加工“金屬的冶煉與利用”單元知識內(nèi)容,厘清知識之間的邏輯關(guān)系,凝練化學(xué)學(xué)科核心觀念,構(gòu)建“主線清晰、中心突出、多元價值”的知識網(wǎng)絡(luò),繪制化學(xué)單元知識網(wǎng)絡(luò)圖;再次在合作交流階段,各個小組學(xué)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(wǎng)絡(luò)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(nèi)匯報與展示,指出繪制的出發(fā)點,闡釋內(nèi)在的化學(xué)學(xué)科觀念和實際價值,化學(xué)教師針對學(xué)生的成果進行恰當(dāng)?shù)脑u價與激勵;最后在整合拓展階段,基于學(xué)生小組匯報成果進行整合,形成完整的知識網(wǎng)絡(luò)圖譜,讓學(xué)生理解圖譜中蘊含的知識及內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律,為以后解決問題做鋪墊,讓學(xué)生明確知識網(wǎng)絡(luò)解決實際問題的實效性[2].

2 多角度構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò),助力學(xué)科思維能力提升

構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)是教師常用的教學(xué)手段之一,在初中化學(xué)單元復(fù)習(xí)教學(xué)過程中,化學(xué)教師可以引導(dǎo)學(xué)生圍繞物質(zhì)的性質(zhì)、變化、組成、結(jié)構(gòu)、用途和制法等不同角度,從歸納、辨析、反思、拓展等方面構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò),充分體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科大概念的理念,促進學(xué)生對化學(xué)知識的理解,讓學(xué)生在深度學(xué)習(xí)中提升化學(xué)學(xué)科思維能力,達成學(xué)生的自由生長.

2.1 “物質(zhì)類別”視角:化合價

化學(xué)學(xué)科知識點多且比較零散,分類學(xué)習(xí)是行之有效的學(xué)習(xí)方法之一.在“金屬的冶煉與利用”單元復(fù)習(xí)中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生從“宏觀——元素種類及數(shù)量、化合價”和“微觀——微粒的種類和特征”兩個視角對物質(zhì)進行有效分類,根據(jù)物質(zhì)的種類和化合價之間的關(guān)聯(lián)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖(如圖1所示),揭示內(nèi)在的變化規(guī)律,從化學(xué)學(xué)科大概念的視角幫助學(xué)生理解“物質(zhì)變化的關(guān)聯(lián)性”,促進學(xué)生元素觀、轉(zhuǎn)化觀學(xué)科素養(yǎng)的提升.

圖1 化合價-類別關(guān)系圖

2.2 “能量變化”視角:反應(yīng)過程

化學(xué)反應(yīng)過程中伴隨著物質(zhì)種類和能量的變化,能量變化是化學(xué)反應(yīng)中重要表象特征之一,化學(xué)反應(yīng)包含放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng);在放熱反應(yīng)中,反應(yīng)物的能量總和大于生成物的能量總和,在吸熱反應(yīng)中,生成物的能量總和大于反應(yīng)物的能量總和.在初中化學(xué)“金屬的冶煉與利用”單元復(fù)習(xí)教學(xué)中,化學(xué)教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用探究化學(xué)反應(yīng)中能量的變化情況,來揭示化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)在本質(zhì),如圖2所示為冶煉金屬的化學(xué)反應(yīng)過程能量變化圖,這種處理方式有助于學(xué)生從化學(xué)學(xué)科大概念的角度理解“化學(xué)反應(yīng)中的能量守恒定律”,有助于學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的全面理解,有助于提升學(xué)生“化學(xué)能量觀”的學(xué)科素養(yǎng).

圖2 化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化圖

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(guān)注的問題,在生產(chǎn)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(guān)的.在初中化學(xué)“金屬的冶煉與利用”單元復(fù)習(xí)教學(xué)中,化學(xué)教師可以引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)發(fā)展的歷史角度認識金屬的性質(zhì),厘清金屬活動性與金屬冶煉方法之間的變化關(guān)系(如圖3所示),這種處理的方式有助于學(xué)生從化學(xué)學(xué)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(zhì),有助于擴大學(xué)生對化學(xué)學(xué)科認知的視野,有助于學(xué)生“化學(xué)價值觀”素養(yǎng)的提升與發(fā)展.

圖3 金屬的活動性-金屬冶煉方法關(guān)系圖

2.4 “金屬用途”視角:合金的性質(zhì)

金屬的用途往往是由金屬的性質(zhì)所決定.合金具有一定的特殊性質(zhì),在教學(xué)實踐過程中,筆者發(fā)現(xiàn)不少學(xué)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(yīng).在初中化學(xué)“金屬的冶煉與利用”單元復(fù)習(xí)教學(xué)中,化學(xué)教師可以引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建“合金性質(zhì)與用途的關(guān)系圖”(如圖4所示),這種處理的方式有助于學(xué)生從化學(xué)學(xué)科大概念角度理解“合金的性質(zhì)決定合金的用途”,有助于學(xué)生深刻理解合金的性質(zhì),有助于學(xué)生明晰合金特性的實際應(yīng)用,讓學(xué)生進一步意識到化學(xué)學(xué)科的內(nèi)涵價值.

圖4 合金性質(zhì)與用途的關(guān)系圖

2.5 “金屬生死”視角:金屬的產(chǎn)生與消失

金屬的產(chǎn)生與消失是初中化學(xué)課程必須掌握的知識.在初中化學(xué)“金屬的冶煉與利用”單元復(fù)習(xí)教學(xué)中,化學(xué)教師可以引導(dǎo)學(xué)生采取擬人化的手段,把金屬從“生”到“死”的過程用知識網(wǎng)絡(luò)圖形的形式繪制出來,如圖5所示為金屬“來”到“去”的知識網(wǎng)絡(luò)圖,學(xué)生在繪制知識網(wǎng)絡(luò)圖的過程中,逐步明白整體感知物質(zhì)的重要思想,同時感受到化學(xué)知識也具有一定的“生命和溫度”,促進學(xué)生化學(xué)情感認知的提升,有助于學(xué)生從化學(xué)學(xué)科大概念的角度理解“符合一定的條件時物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化”,有助于學(xué)生化學(xué)學(xué)科“轉(zhuǎn)化觀”素養(yǎng)的提升.

圖5 金屬的“來→去”知識網(wǎng)絡(luò)圖

3 用知識網(wǎng)絡(luò)解決問題,達成學(xué)科思維能力提升

知識的價值主要體現(xiàn)在現(xiàn)實生活的應(yīng)用之中,應(yīng)用知識解決實際問題是知識的核心價值所在.在初中化學(xué)教學(xué)實踐中,為了提升化學(xué)學(xué)科思維能力,一線教師在引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,還要特別關(guān)注知識網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用價值,主要體現(xiàn)在“利用知識網(wǎng)絡(luò)解決問題”和“利用知識網(wǎng)絡(luò)探尋新知”兩個方面,逐步實現(xiàn)化學(xué)知識真正內(nèi)化的目標,達成科學(xué)思維能力的提升.

3.1 根據(jù)知識網(wǎng)絡(luò)解決問題

在單元復(fù)習(xí)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(xué)知識與規(guī)律,建立思維模型,合理構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò).選取知識網(wǎng)絡(luò)中一部分內(nèi)容進行“再加工、再改造”,創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生靈活運用自主構(gòu)建的知識網(wǎng)絡(luò),提煉出合適的模型進行解題,充分考查學(xué)生對化學(xué)知識的記憶、對基本規(guī)律的理解,進而促進學(xué)生化學(xué)學(xué)科思維能力的提升.

案例如圖6所示為鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化示意圖,其中涉及四個化學(xué)反應(yīng),試求:

圖6 鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化示意圖

(1)題中四個化學(xué)反應(yīng)中鐵元素的化合價升高的是哪些?

(2)在①→③中放熱反應(yīng)的是哪些?

(3)寫出化學(xué)反應(yīng)③④中涉及的化學(xué)方程式.

點評本題采取簡潔明了的框圖形式呈現(xiàn)題設(shè)信息內(nèi)容,命題內(nèi)容和形式源于物質(zhì)的轉(zhuǎn)化視角,主要涉及鐵的氧化、酸溶、熱還原、冶金等知識,側(cè)重于考查學(xué)生對“物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量變化、化合價變化”等方面的理解.

3.2 借助模型轉(zhuǎn)化探求新知

隨著新課程改革的不斷深化,對學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)要求越來越高.在初中化學(xué)教學(xué)中,不僅要求學(xué)生掌握一些重要物質(zhì)的基本特征,而且要求學(xué)生掌握一些基本技能的遷移和應(yīng)用能力.在初中化學(xué)“金屬的冶煉與利用”單元復(fù)習(xí)教學(xué)中,化學(xué)教師可以引導(dǎo)學(xué)生將根據(jù)鐵的性質(zhì)、變化、結(jié)構(gòu)、制備、用途等方面構(gòu)建的知識網(wǎng)絡(luò),應(yīng)用于物質(zhì)CaO,構(gòu)建如圖7所示的知識網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖[3].

圖7 與氧化鈣相關(guān)的知識網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖

在初中化學(xué)單元復(fù)習(xí)教學(xué)中,化學(xué)教師可以引導(dǎo)學(xué)生多視角挖掘知識的內(nèi)涵本質(zhì),靈活運用知識之間的邏輯關(guān)系,從大概念的角度構(gòu)建核心知識網(wǎng)絡(luò),讓學(xué)生在知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的過程中明晰因果關(guān)系,進一步強化知識的實踐應(yīng)用,讓學(xué)生在實踐運用中提升化學(xué)學(xué)科的思維能力.