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

摘 要：文章以初中化學(xué)“金屬的冶煉與利用”單元復(fù)習(xí)為探究載體，從“自主構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)”“多角度構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)”“用知識網(wǎng)絡(luò)解決實(shí)際問題”等角度思考，呈現(xiàn)提升學(xué)科化學(xué)思維能力的重要手段.

關(guān)鍵詞：知識網(wǎng)絡(luò)；學(xué)科思維能力；初中化學(xué)

中圖分類號：G632 文獻(xiàn)標(biāo)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(xué)一級教師，從事初中化學(xué)教學(xué)研究.

基金項目：本文系蘇州市教育科學(xué)規(guī)劃課題“基于任務(wù)驅(qū)動下的‘創(chuàng)智實(shí)驗(yàn)活動，探究對促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)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(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)中，靈活運(yùn)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(shí)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(shí)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(shí)際問題的實(shí)效性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)初中化學(xué)學(xué)科的價值導(dǎo)向，達(dá)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(jìn)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(shí)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(zhǔn)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(jìn)行分析，合理運(yùn)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(jìn)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(jìn)行班級范圍內(nèi)匯報與展示，指出繪制的出發(fā)點(diǎn)，闡釋內(nèi)在的化學(xué)學(xué)科觀念和實(shí)際價值，化學(xué)教師針對學(xué)生的成果進(jìn)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(jìn)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(yùn)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(shí)際問題的實(shí)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(jìn)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(dá)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(diǎn)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(jìn)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(jìn)學(xué)生元素觀、轉(zhuǎn)化觀學(xué)科素養(yǎng)的提升.

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).

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(shí)際中，金屬冶煉的方法與金屬活動性的強(qiáng)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(rèn)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(kuò)大學(xué)生對化學(xué)學(xué)科認(rèn)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.

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(shí)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(jìn)行理解，解決問題的時候難以準(zhǔn)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(shí)際應(yīng)用，讓學(xué)生進(jìn)一步意識到化學(xué)學(xué)科的內(nèi)涵價值.

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(jìn)學(xué)生化學(xué)情感認(rèn)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.

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

知識的價值主要體現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)生活的應(yīng)用之中，應(yīng)用知識解決實(shí)際問題是知識的核心價值所在.在初中化學(xué)教學(xué)實(shí)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(shí)現(xiàn)化學(xué)知識真正內(nèi)化的目標(biāo)，達(dá)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(jìn)行“再加工、再改造”，創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用自主構(gòu)建的知識網(wǎng)絡(luò)，提煉出合適的模型進(jìn)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(jìn)而促進(jìn)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：

（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(diǎn)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］.

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(yùn)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(jìn)一步強(qiáng)化知識的實(shí)踐應(yīng)用，讓學(xué)生在實(shí)踐運(yùn)用中提升化學(xué)學(xué)科的思維能力.

參考文獻(xiàn)：

［1］宋連萍.構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò) 提升科學(xué)素養(yǎng)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2020（08）：24-25.

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

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

［責(zé)任編輯：季春陽］