构建化学分类观的教学策略研究

黄秀珠

[摘要]结合教学案例，阐述构建化学分类观的具体教学策略：建立“观念为本”的教学观念;以元素化合物知识为载体;让学生在活动中自主构建。

[关键词]分类观;教学策略;元素化合物

科学观念是科学认识和实践的思维和基石，是组成科学素质的最高层次要素。[1] 《课程标准》在“课程目标”中明确要求化学教学要使学生“形成基本的化学观念”。[2]宋心琦教授也认为：“中学化学教学的第一目标应该是帮助学生建立起基本的化学观念。”[3]因此，近年来，观念建构教学是比较热门的研究话题，已成为不少学者和中学教师进行教学研究的重要课题。2022年4月，在《中国知网》的基础教育全文数据库中，以“构建化学基本观念”为主题进行检索，共显示57条结果。分类观是化学基本观念的重要组成部分，[4]但有关“构建分类观”的研究却是冷门。2022年4月，在《中国知网》的基础教育全文数据库中，以“构建化学分类观”为主题进行检索，显示只有2条结果。

而在已有的有关“构建化学基本观念”研究结果中，主要是对化学基本观念的涵义、特点、内容构成等进行理论研究，或是阐述促进“观念建构”为本的教学實践的必要性和可行性，很少涉及对促进某个具体观念的形成进行教学策略的研究。因此，研究如何促进分类观形成的教学策略具有一定的现实意义。

一、建立“观念为本”的教学观念，促进化学分类观的构建

传统教学以“知识为本”，以掌握具体性知识为目的，强调对事实性知识的记忆。美国课程专家H.Lynn Erickon提出了“观念为本”的课程与教学，她认为：“学习重心应该从记忆事实转移到理解可迁移的核心观念和对更为根本的知识结构进行深层理解，培养和发展思维能力”[5]。即“观念为本”的化学教学强调在习得化学知识同时帮助学生建构具有持久性、迁移性的化学基本观念。显然，“观念为本”与“知识为本”的教学观念具有本质上的区别。现以人教版必修1第三章第二节《碳酸钠和碳酸氢钠》的教学设计为例进行说明。

从上表的比较中不难看出，“观念为本”与“知识为本”的教学设计确实存在较大差异。“知识为本”的教学侧重低水平认知，忽视了这些具体知识背后含有的丰富的化学基本观念，从而降低了知识价值。“观念为本”的教学是把具体知识作为观念形成的工具和载体，在具体观念的引领下，使学生通过高水平的思维活动，理解和掌握化学知识，并通过不断地概括提炼形成化学基本观念。

综上所述，要培养学生的分类观，教师首先要转变教学观念，变“知识为本”为“观念为本”，让学生从本质上认识和理解所学知识，从而形成化学学科的思想、观点和方法。

二、以元素化合物知识为载体，促进化学分类观的构建

分类观主要是指将物质按照种类、结构、性质、变化等分别归类地学习。分类标准是分类的核心和依据。运用分类观，不但可以把繁多的物质通过分类构成一个有序的逻辑体系，更重要的是有利于把握物质之间的本质区别和联系，进而探讨各类物质之间的转化关系，为从整体上认识化学物质及其变化提供内在线索。

纵观化学科学的发展历程，可以发现化学基本观念并不是单独存在的，它总是寓于具体的化学知识当中。[6]因此，要促进学生分类观的构建，我们必须以具体的化学知识为工具和载体。元素化合物是高中化学的主体，贯穿于化学学科的始终，因此，元素及其化合物知识的教学一直受到重视。另外，从高中化学课程必修模块的编排体系来看，元素化合物知识内容的承载功能从原来侧重物质的具体性质，到现在不仅要求物质性质的相关知识与技能，还强调结合具体的物质性质学习和理解关键性概念和原理，注重学生思维方法的培养和核心观念的建构。显而易见，元素化合物知识是构建化学分类观的重要工具和载体。

基于上述认识，现将人教版必修1、必修2教材中元素化合物知识所承载的分类观构建功能整理如下：

三、重视学生的自主活动，促进化学分类观的构建

观念的建构需要学生在有意义的、真实的、具有挑战性的学习情境中，以积极主动的态度，通过参与具有驱动性的问题和活动，独立地或与同学、老师合作去探究和发现知识之间的联系和隐藏在事实背后的重要思想和观点，最终建构起自己的观念体系。因此，教师应创设多样化的学生活动，让学生在活动中提高分类的意识，掌握分类的方法，体验分类的价值，逐渐形成分类观。

（一）重视学生的思维活动，促进化学分类观的构建

高考中有关元素化合物知识的题目占较大的比例，因此，在高考复习中，通常会花大力气复习这部分内容。传统的复习方法就是让学生逐一罗列各物质的性质和对应的方程式，最后进行练习巩固，强调熟记。思维发展心理学的研究表明，学生思维的发展是外部活动转化为内部活动的过程。因此，教师应创设以分类观建构为目的的问题情境，激起学生主动参与学习的热情的同时，让学生在问题的思考中形成分类观。

案例1   高三复习课——钠及其化合物的性质

教学片断一：

师：请你写出常见的含钠元素的物质的化学式并对它们进行分类。

生：费力、零乱、不全面地写出少数几种钠元素的物质的化学式。

师：如何轻松、快速、有序、全面地写出常见的含钠元素的物质的化学式？

设计此任务情境的目的是让学生回忆并写出常见的含钠元素的物质。在此活动中，由于学生分类意识不强，以致无法顺利地完成老师布置的任务。此时老师指导学生调用金属元素的常见物质类别这一分类知识，即单质、氧化物、氢氧化物、盐，从而快速、有序、准确地回忆并写出常见的含钠元素的物质：Na、Na2O、Na2O2、NaOH、NaCl、Na2CO3 、NaHCO3。

师：用箭头画出Na可转化为上述哪些物质，并写出对应反应方程式。

为顺利完成此任务，指导学生调用金属单质的通性进行整理、归纳：因具还原性，通常能与非金属单质、水、酸溶液、盐溶液反应，从而分析出Na可在一定条件下转化为Na2O、Na2O2、NaOH、NaCl等物质。同理，其它各物质性质的复习，也是强调根据该物质所属类别，结合该类物质的通性进行整理、归纳。

教学片断二：

师：除H2O外，Na还可与哪些物质反应生成氢气？

生甲：Na与盐酸反应可生成氢气。

生乙：不对。Na与酸反应生成的氢气实际是与水反应生成的。

师：追问生甲：“你认为Na与盐酸反应可生成氢气的原因是什么？”

生甲：事实上，Na与H2O反应生成氢气的反应机理是Na与H2O电离产生的H+发生置换生成氢气，而盐酸也能电离产生H+。

师：结合前面的分析，只要是能提供活性氢的物质，就能与钠反应生成氢气，除酸、水外，还有哪些物质能与Na反应生成氢气？

生：酚类如苯酚等;醇类，如乙醇等。

师：请比较钠与酸溶液、水、酚类、醇类反应的剧烈程度，并解释原因。

在案例1中，教师结合钠及其化合物知识的特点，以分类观为线索创设问题情境，让分类观与具体问题有机结合，即把学生观念的生成过程问题化，让学生在问题的思考、讨论中，学会利用分类观对物质进行分类，并利用同类物质具有相似的性质，可以发生相似的化学反应来整理、归纳物质的性质。

教学实践证明，在高三元素化合物复习中，以构建分类观为核心的复习策略，学生掌握的不是零散而繁多的事实性知识，而是有规律可循的一类物质的性质，从而让学生形成多角度的、立体的知识网络，更为重要的是，让学生生成与发展分类观，以此指导其他元素化合物知识的复习。

（二）重视学生的实验探究活动，促进化学分类观的构建

化学基本观念的形成既不可能是空中楼阁，也不可能通过大量记忆化学知识自发形成，它需要学生在积极主动的探究活动中，深刻理解和掌握有关的化学知识和核心概念，在对知识的理解、应用中不断概括、提炼而形成。[6]因此，教师可把教材上的知识点改编成需要学生探究的问题，让学生在在探究活动中形成分类观。

案例2  新授课：人教版化学必修1第四章第四节

——硫酸

师：实验室里制取氢气时，可用锌和稀硫酸反应，但不能用浓硫酸，理由是什么？

生：稀硫酸是非氧化性酸，與锌反应生成氢气。浓硫酸是强氧化性酸，与锌反应不生成氢气。

师：请你设计实验方案，探究浓硫酸具有强氧化性。

限选试剂及仪器：浓硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、品红溶液、铜丝、锌片、FeCl2溶液、烧杯、试管、带塞导气管、滴管、酒精灯。

生：在老师的引导下思考、交流实验方案中药品的选择： 为探究浓硫酸具有强氧化性，则必须选择具有还原性的物质与之反应。根据对所提供的试剂分类，可知具有还原性的物质有铜片、锌片和FeCl2溶液。根据金属活动性顺序，锌能与非氧化性酸反应生成氢气，而铜则不能与非氧化性酸反应。而根据氧化还原反应的原理推测，因浓硫酸的氧化性比稀硫酸强，故锌必能与浓硫酸反应，而铜则可能与浓硫酸反应。因此，为区别浓硫酸为氧化性酸与稀硫酸等非氧化性酸的不同，选择铜会更好。而比较铜与FeCl2溶液，因浓硫酸加入FeCl2溶液中会被稀释为稀硫酸。因此，选择铜丝是最理想的。

师：请设计实验方案、实验装置验证预测。

生：思考、交流、讨论，设计如右图实验装置进行实验。

在此案例中，对于浓硫酸强氧化性这一知识的学习，教师不是通过向学生呈现宏观的实验现象、加以微观的分析，最终以化学反应方程式进行符号表征而了事，而是深入挖掘其观念建构的功能，以探究浓硫酸具有强氧化性的活动为载体，引导学生从氧化还原的角度进行深入的思考，强调运用物质分类的观点评价、分析和选择实验试剂。学生通过完成这一探究活动，这不仅很好地让学生掌握掌握浓硫酸的强氧化性，更重要的是，还让学生建构了从氧化还原反应这一分类角度认识物质的性质的观念，并深刻体会了分类观的价值。

（三）重视学生的交流展示、评价反思活动，促进化学分类观的构建

化学观念不能靠简单的灌输或说教来构建，它除了可在活动过程中发生，也可在交流合作中激荡、在评价反思中生成。随着新课程实施的不断推向深入，学生自主学习的时间与空间也得到很大的拓展，课堂交流展示活动也成为“高效课堂”关键性的环节。因此，教师有必要搭建以分类观建构为目的的活动平台，让学生向同学交流展示自主学习的过程、方法或成果，相互启发，从而生成、发展分类观。

案例  人教版化学必修1第四章复习

在学完人教版化学1第四章后，学生普遍认为这章知识很零乱。确实，由于为强调突出基础性及受课时间所限，此章只是选择重要物质的主要性质进行学习。囿于内容特点，又采取了纵横交错的编排方法，先后共学习了十几种物质，加上学生们又还未学习一些能指导元素化合物学习的相关理论知识，这也难怪学生会有产生这种看法了。

纵观人教版化学1，分类法是其中所介绍的重要科学方法之一。因此，在让学生对此章内容进行归纳整理时，并不是让学生对知识进行简单的摘录，而是引导学生尝试用分类法进行归纳整理。由于学生们的分类角度与方法各异，对知识的归纳整理形式与结果也不同，各具特点也各具优点。因此，专门设置一节课让学生展示自己的成果，或交流归纳整理的思路及分类的角度，还让学生们相互评价各种分类方法的优缺点，并提出完善的建议与意见。课后，还要求学生们对自己在活动过程的表现与收获进行反思与评价。

在此案例中，学生通过一系列自主活动生成并发展了分类观：从对知识的归纳、整理中，学会了运用分类法归纳整理知识;从与老师、同学的交流与展示中，认识到分类结果在不同分类标准下多样性;从反思与评价中，体验到分类法在化学学习中的重要作用，使分类观得以内化。有学生在课后的反思中写道：“刚开始用分类法时，还真的觉得很麻烦，但是当有一张属于自己的分类表呈现出来时，却很有满足感。本章知识不但得到很好的梳理，而且也学会利用分类法去学习化学。”

四、结论

教学实践证明，以构建分类观为核心的元素化合物教学策略是符合化学学科的发展规律的，本人所上的公开课《从分类的角度复习必修1第四章》得到了广州市教研室李南萍老师和其他听课老师的的一致肯定。此外，以构建分类观为核心的元素化合物教学策略也是符合学生的认识规律的，通过对学生的访谈和问卷调查，学生普遍认为以分类观构建元素化合物知识体系，克服了学习元素合物的畏惧心理，从而增强了学好元素化合物知识的信心，成绩也有了明显的提高。以本人任教的两届高三学生的成绩为例，因前一届的元素化合物复习采取的是以构建分类观为核心的复习策略，为检测之后一年的复习效果，本人以前一届学生作为对照组，后一届学生作为实验组，在开始元素化合物复习前，采用同样一份试题进行前测和后测，测试结果如下：

据表中数据显示：对照组、实验组的后测平均成绩较前测都有增加，但实验组平均成绩增幅明显高于对照组，这一结果也肯定了分类观在元素化合物知识教学中的积极意义。

另外，對照组、实验组的前测、后测各分数段人数统计结果如图1、图2。

从实验组、对照组前测结果中，显示这两组学生的各分数段的人数相接近，起点水平相当。但从后测结果中，却显示实验组的高分段人数明显比对照组多，而低分段人数又比对照组的少。因此，分类法为在元素化合物知识学习中，除了有利于培养优秀学生，对化学学习有困难的学生也提供了较大的帮助。

通过问卷调查，学生反映如果遇到一种陌生的物质，能在分类观的指导下，对所研究的物质进行熟练地分类，然后根据所属的类型进行生成性学习。在学习其它学科及决日常生活中错综复杂的实际问题时，同样会在分类观的指导下，从容地分类处理。

这也表明了学生分类观的构建能够产生迁移性价值，从而提高学生整体的科学素养。

本文系广州市教育科学“十二五”第一批立项资助名师专项课题“培养中学生化学基本观念的实践研究”研究成果（11C220）。

参考文献

[1]杨梓生.试析《化学1（必修）》教材如何引导学生形成化学观念[J].化学教育，2008（4）：20-22.

[2]教育部.普通高中化学课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社.2003.4.

[3]宋心琦，胡美玲.对中学化学的主要任务专论和教材改革的看法[J].化学教育，2001（9）：9-13.

[4]卢巍.对化学基本观念及“观念建构”教学的认识[J].当代教育科学，2010（18）：64-66.

[5]H.Lynn Erickson著，兰英译.概念为本的课程与教学[M].北京：中国轻工业出版社.2003.

[6]毕华林，卢巍.化学基本观念的内涵及其教学价值[J].中学化学教与学，2011（6）：5-8.