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初中化学分类观的学习进阶分析与教学策略

2019-01-14黄丹娜

中小学教学研究 2019年12期
关键词:学习进阶初中化学

黄丹娜

[摘 要]物质分类观是化学学科素养的重要组成部分,初中化学学习中分类观念的初步形成是一个进阶过程。文章讨论了初中阶段物质分类观的主要内涵,以人教版九年级化学教材为例,分析了基于分类观的教材内容与学习进阶的关系,并提出促进学生分类观形成的教学策略。

[关键词]初中化学;分类观;学习进阶

一、问题的提出

新课程改革提出,各学科应发展学生的核心素养。化学学科核心素养,是指学生通过化学学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。化学课程应当帮助学生形成看待和研究物质及其变化的基本观念[1],使学生掌握化学学科中最有价值的学科思维,逐步形成元素观、微粒观、分类观等化学基本观念。

近年来,中考化学聚焦核心素养,“素养立意”的试题凸显化学学科本质和价值,重视学科思维和化学观念,试题多以多样化的素材情境、题型呈现,要求学生获取、提炼信息,并与已有知识整合,建立新旧知识之间的联系,迁移到新问题的解决中去,这对考生的能力提出了很高要求。由于试题情境取材宽泛,所涉及到的物质及反应对学生而言并不熟悉,陌生度较高,导致学生在分析和解答问题时出现困难。在面对陌生的物质和反应时,要求学生能辨识新物质的类别,用分类比较的思维对其性质及变化进行猜想和探究,也就是要具有科学的物质分类观,形成从分类的视角去认识事物、找到解决问题的方法。如何将发展物质分类观落实在课堂教学中,教师不仅要深刻理解分类观的内涵,结合教材和学情,合理选择和利用教学资源,创设能有效驱动学生开展思维的学习情境和学习活动,还要通过其他多样化的教学手段,帮助学生建立科学的分类观。笔者结合九年级人教版教材,对初中化学物质分类观的学习进阶和促进分类观形成的教学策略,进行了探索和研究。

二、对初中化学分类观的理解

分类是化学学习中一种极为重要的科学思维方法。化学分类观是指在学习和研究复杂多样的化学物质及其变化时,将具有某一种或几种共性特征的一类事物,与其他特征的事物区分开来的思维方法。在初中阶段,由于学生刚刚接触化学学科,尤其是学习下册内容时,面对较多的物质及变化,很难形成系统的知识网络,而科学、正确的分类观的建立,不仅可以使学生自觉地给物质分类,预测物质的性质,还能运用分类的思维联系各物质之间的关系,自主建构知识体系。

(一)初中化学的主要分类方式

分类观可以帮助学生有效地分析物质的结构、性质及其变化规律,在面对复杂多样的物质及变化时,依据分类的标准不同也存在多样化的分类方式。初中化学分类观中涉及的具体核心概念有:金属元素与非金属元素,混合物与纯净物,单质与化合物,氧化物、溶液、酸、碱、盐,无机化合物与有机化合物,氧化性与还原性,化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应,氧化反应与还原反应,中和反应,放热反应与吸热反应等。这些基本概念将初中阶段所學的物质和反应进行梳理,将具有相同特点或相似性质物质归为一类,将具有相同变化规律的反应归为一类,帮助学生理解物质及变化的本质,促进分类观的建构。

初中化学学习中需要掌握的主要分类方式有:

元素周期表是按元素的核电荷数(即质子数)对物质进行分类的结果,从原子的核外电子排布特点,可将元素分为金属元素和非金属元素。

根据物质种类(或分子种类),分为纯净物和混合物;根据组成物质(或分子)的元素(或原子)种类将纯净物分为单质、化合物。

根据物质的组成和性质,可将化合物分为氧化物、酸、碱、盐,或分为无机化合物、有机化合物。

根据反应物、生成物的种类及变化规律,将化学反应分为化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应四种基本类型。

根据反应中得氧失氧的情况,将化学反应分为氧化反应、还原反应,将物质的性质分为氧化性、还原性。

根据反应的能量变化不同,分为放热反应、吸热反应。

根据混合物中微粒的大小将混合物分为溶液、乳浊液、悬浊液。

根据构成化合物的微粒不同区分酸、碱、盐三类物质。

(二)初中阶段对分类观的基本理解

化学物质与变化是多种多样的,能按照一定的标准进行分类,对上述核心概念的理解是学习物质性质及变化规律的基础,概念的层层递进有利于分类思维的不断深化,促进学生运用分类的思维研究和掌握物质及其变化的本质规律,逐步建立分类观念。

初中阶段对分类观应建立如下基本理解:

具有分类的意识,面对复杂多样的事物时能自觉对其分类,按照类别探究规律。

理解物质及变化的分类标准多样化,分类的标准不同,会得到不同的结果,同类物质具有相似的性质,会发生相似的化学变化;同类反应具有共同的变化规律和特点。

能从宏观、微观两个角度对物质及其变化进行分类,深入理解物质及变化的微观本质。

面对未知的物质或化学反应,能迅速分析其特点,判断其与所学物质或反应相同的类型,并推断或预测物质具有的性质或反应的规律。

三、初中化学分类观的进阶分析

学习进阶理念认为,学习是一个不断累积和渐进的过程,学生对某一内容主题的理解存在多个不同的认知水平,学生通过各学段的学习,对该内容的理解和思维将依次进阶、逐级深化[2]。分类观的思维形成也要经历一个连续的、逐级递进的过程,因此,教学应合理规划学生在各个学习阶段对分类观的理解水平。人教版九年级化学教材分为上、下两册,共安排了十二个单元的学习主题内容,教材充分体现了新课程理念,重视化学基本观念的形成,合理安排各阶段的学习内容,促进学生分类观的进阶形成。现以人教版九年级化学教材为例,分析不同学段分类观的学习进阶如表1所示。

学生对物质及其变化的分类,是一个从宏观现象分类到微观本质分类的逐步深化过程。学习进阶描述了学生对分类观的理解经历了多个层次的发展,根据对学习进阶的分析,确定学生在不同学习阶段应达到的进阶目标,教师可以根据学习内容和进阶目标,规划分类观建构的教学路径。关于初中化学教学中,基于发展分类观的不同学习层次与要达到的进阶水平如图1所示。

四、初中化学分类观建构的有效教学策略

理解初中化学有关物质分类观的内涵,课堂教学则是培养学生物质分类观的主要途径。教学应以观念建构为目标,分析具体的化学知识对于发展学生物质分类观的作用,制定具体的教学目标,通过设计合理的学习情境和多种形式的学习活动,让学生在解决问题的过程中感知和运用分类思想,初步形成有利于终身学习的初中化学分类观。

(一)设计合理的情境和问题,让学生在活动中体验分类观念

化学知识贴近社会、贴近生活,在教学活动中教师应挖掘对发展分类观具有意义的素材,创设情境,激发学生的学习兴趣,感受分类的思想。要让学生真正理解分类观念,要把知识中蕴含的分类观念转化为具体的驱动性问题。问题的设计要对应不同阶段对分类观的理解和思维水平,具有层次性和启发性,符合学生的认知发展,才能真正促使学生进行积极的思维活动。针对提出的问题可设计各种各样的学习活动,引导学生在积极主动的探究活动中,结合已有知识经验解决问题。同时,课堂中应给学生交流和表达的机会,让学生充分表达自己的看法,阐述自己的思维过程,通过对各种观点的归纳整合,形成对知识的深层次理解,将知识内化,进而形成稳定的物质分类的观念。

(二)注重宏微结合,深化分类思想

化学学科独特的思维方式,是建立物质与其宏观现象、微观结构、符号表达三者之间的内在联系。化学学科核心素养中的“宏观辨识与微观探析”内涵之一就是能从不同层次认识物质的多样性,并对物质进行分类[3]。要求学生不仅能通过宏观辨识物质及变化的特征,还要深入微观,认识物质微观上的组成与结构,认识化学反应中微粒的变化规律,依据微观结构和微粒变化规律进行分类,并会用化学用语表征这些分类。因此,在教学中应有意识地考查学生从宏观到微观的抽象能力,注重引导学生透过宏观现象进行微观分析,探求物质的微观结构和化学反应的微观变化过程,从微观粒子层次上认识和理解本质,建立将宏观现象和微观本质相结合的思维,进而走向深度学习,深化分类思想,促进分类观的发展。比如对于复分解反应的教学,可以从微观角度引导学生分析具体反应中微粒的变化,理解反应的实质,从而利用这种思维,延伸到理解这一类反应的微观实质,学会判断和用符号表征这类反应。

(三)引导学生及时整理规律,构建知识体系

初三化学教学进度快,复习时间少,不少学生在学完全部内容后感觉很迷茫,特别是对酸、碱、盐知识一知半解,在学习时会产生知识点散乱的感觉。在平时的教学中,教师就应注意提醒和引导学生利用分类思想及时将所学知识整理归纳,可以引导学生将知识与元素观、分类观、变化观等基本观念有机融合与渗透,整合物质和反应,整理规律,形成知识网络,构建知识体系。利用分类观将零散的元素化合物知识编织成网后,在学生头脑中产生了有序储存,加深了对知识的理解,也促进了分类思想的进一步深化。例如,碳单元学习后,可以让学生自主构建碳、一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸钙等物质间的相互转化关系图,在构建过程中从宏微结合角度理解物质具有共性或差异性的原因。对于复杂的酸碱盐知识也可以通过整理金属、酸、碱、盐这几类物质的组成特点和主要性质来构建知识体系,了解物质类别、反应类别的特点是理清各物质间的反应关系和各类反应的变化规律的基础,用分类的思想对知识进行整理归纳是构建知识网络的重要途径。

(四)帮助学生建立思维模型,学会迁移应用

物以类聚,相似相通,物质虽然不同,但因其属于同类物质所以有着相似属性。在面对陌生物质和未知反应时,利用观察比较的方法辨識物质的类别,从已学的物质性质预测同一类别物质的化学性质,并进行探究和验证,即建立“类别→性质→变化”的思维模型,是解决问题的重要方法。思维模型是需要学生在不断实践、不断感悟的学习过程中逐渐形成的,教学时,可以设计利于学生建立思维模型的探究活动。例如,设计猜想陌生物质的性质,预测化学反应的反应物或生成物等探究环节,促使学生在这些探究活动中运用分类思想进行思考和实践,从而建立利用分类思想认识和研究物质及变化的思维模型。例如,福建省2017年化学中考试题中的实验探究题,关于对碘化钾变质原理的探究,就需要学生能根据信息将其中陌生的氢氧化钾与所学的氢氧化钠联系起来,从组成上判断两者属于同类物质,具有相似的化学性质,从而进行推理,解决实际问题,这就是从类别认识同类物质属性及其变化规律的化学思维。

五、结语

科学的物质分类观,始终贯穿于整个化学学习过程,可以帮助学生更好地认识物质,研究物质之间变化的关系和规律。新的课程改革倡导以培养学生的科学素养为目标,形成正确的化学基本观念是化学核心素养的重要内容,对分类观的认识和理解从初中阶段到高中阶段有不同的要求。初中化学是化学学习的启蒙阶段,应逐步建立“从类别认识同类物质属性及其变化规律”的化学观念,为后阶段的化学学习提供良好的开端,奠定科学的认识基础。因此,初中化学教学应从具体知识的传授转变为观念建构的教学,设置能驱动学生思维的问题和活动,帮助学生从分类的视角看物质,在学习中不断地概括提炼形成深层的、可迁移的分类观念。

[参 考 文 献]

[1]王云生.学科核心素养的培养是学科教育的灵魂[J].中学化学教与学,2017(2).

[2]张颖之.理科课程设计新理念:“学习进阶”的本质、要素与理论溯源[J].课程·教材·教法,2016(6).

[3]顾建辛.关于化学核心素养培育的微观思考——“宏观辨识与微观探析”素养培育中的目标与行为分析[J].化学教学,2019(1).

(责任编辑:张华伟)

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