建构科学方法与化学学习的桥梁

建构科学方法与化学学习的桥梁

“简单分类法及其应用”是一节相对独立的关于科学方法的教学内容，目前一些教师对其教学目标的认识以及实现上存在较多问题。例如，有的教师认为这节课的内容简单，学生在初中已经掌握了单质、氧化物、酸、碱、盐的类别，对于碳酸钠，学生也能知道其既属于钠盐又属于碳酸盐，因此忽视了分类方法的学习，而把这节课上成了初中知识的复习课；还有很多教师引导学生讨论了许多生活中与分类相关的例子，忽视了分类方法对于化学学习的指导作用；也有教师对于分类法的化学价值，只关注到了对物质性质进行归类整理，忽视了分类法对新知识学习的重要作用等等。其实分类法既是分析问题的一种方法，也是获得知识的一种手段。下面通过一节课例探讨简单分类法的教学策略。一、教学内容的价值分析“简单分类法及其应用”是人教版必修1第二章第一节的内容，也是相比旧教材新增加的内容。本节课的教学内容包含两种分类方法。两种分类方法的教学价值是：(1)分类是有层次性的，这对于今后关于胶体和电解质的理解具有重要的作用。胶体是分散系（混合物）范畴下的概念，电解质是化合物的下属概念。(2)研究物质的性质是有多重角度的，可以从物质类别属性来研究，也可以从化合价角度来分析其氧化性或还原性。对于强电解质在溶液中的反应，还可以从电离出的阳离子或阴离子的角度分析。考虑到本节课的教学价值，在教学时要渗透分类的层次性和多角度性。由于教学的阶段性，对于交叉分类不可能进行更多的探讨，但是可以开拓如何使学生建立起从类别属性来研究物质性质的思路。二、建立科学方法与化学学习有机联系的教学策略1.用实景图片创设情景，为科学方法寻找生活中的支撑点学生在生活中对于分类这一话题并不陌生，缺乏的是将分类的思想应用于化学中。因此选择可迁移的事例，从生活中寻找合适的教学生长点就变得十分必要。教学实录：师：许多同学在西单图书大厦买过书，那么高一化学练习册放在图书大厦的什么位置呢？生（许多学生回答）：在西单图书大厦的三层。师：即使我们第一次去西单图书大厦，也可以顺利找到需要的图书。你是怎么寻找的？生：按照楼层分布等目录式的指引就可以找到。师：按照楼层分布了解到学生教辅在三层（展示实景图片），在三层找到高中教辅（图片），然后找到高中新课标练习册（图片），挑选需要的图书。师：我们能够便捷地找到自己所需的图书，是因为工作人员在将这些图书陈列摆放之前，就按照事先设定的标准进行了分类，而我们便是按照这一标准寻找图书。西单图书大厦共有图书30多万册，如果没有对图书进行分类，要找一本书简直是大海捞针。化学物质有3000多万种，分类的作用更是无可替代的。通过上述生活中的实例，引入了本节学习的内容是化学物质的分类，同时使学生了解到分类要按照一定的标准进行。分类的目的不仅是对已知事物的整理、归类（类似于图书大厦工作人员的任务），更重要的是对于不熟悉的事物能有初步的认识以便进一步研究（类似于我们去购买图书）。2.对分类方法进行辨析，澄清学生思维中的模糊点教材重点介绍了交叉分类法和树状分类法。两种方法均能应用于大量化学物质的分类。在对于同一组物质的不同分类结果的展示和辨析的过程中，可以使学生了解两种分类方法的联系、区别和意义。教学实录：从上述回答可以看出，学生对于大量的物质，由于关注的角度不同，自然会按照不同的标准给出多种分类方法，这就是介绍交叉分类法的最好契机。另外，从前两组学生的分类过程中又自然产生了树状分类法的教学点。教学实录：师：你更欣赏上述哪种分类结果？说明理由。生：更欣赏第二种将物质分为混合物、单质、氧化物、酸、碱、盐。因为这比分成混合物和纯净物更加细化了。将物质按状态区分没有太大的意义。师：这位同学更欣赏将物质的类别进行细化的分类方法，物质的类别越细化，我们对物质的了解也更加详细。但是物质按状态区分真的没有意义吗？实验室中如何保存固体样品和液体试剂的？生：固体保存在广口瓶中，液体保存在细口瓶中。师：我们可以将物质按照组成进行分类，如前两组结果；也可以将物质按照状态进行分类，按照多种不同的标准对物质进行多次分类，这就是交叉分类法。交叉分类法有什么好处呢？对于具体的一种物质来说，一种分类方式可以代表物质某一方面的特点，例如在状态上是液体，保存在细口瓶中，在组成上是酸，具有酸类物质的性质。交叉分类法便于我们多角度地认识某一物质。师：如果从刚才的要求——对物质进行一次分类的角度考虑，第二种将物质分为混合物、单质、氧化物、酸、碱和盐的分类方法是有一定问题的。什么是混合物？什么是单质？生：由几种物质组成的物质是混合物，只由一种元素组成的混合物是单质。……师：可以看出单质是纯净物的下属概念。物质的分类是有层次的，每次分类的子项应该是同一层次的，即物质可以分为混合物和纯净物，纯净物可以分为单质和化合物。化合物又可以分为氧化物、酸、碱、盐。对于同类物质还可以进行再进行单一分类，这种分类方法叫做树状分类法。我们对物质的分类越细，对物质的认识就更加深刻，应用起来也更加方便。通过上述的辨析过程，学生对于分类的认识就经历了从直觉型经验思维向抽象型思维过渡的过程，初步了解了分类观。学生对于交叉分类法的了解就不只局限于将物质与类别的连线，而是能够对大量物质可以采用多种标准分类，达到多角度的认识物质的目的。同时感受到同类物质的再分类（树状分类法）是我们对于物质性质具体化的重要思路。3.挖掘分类法应用的价值，使学生初步建立学习化学物质的一般方法学习分类方法的目的是将其应用于化学研究和学习，分类法作用之一是梳理大量繁杂的化学知识，但是如果分类法不能提供新的知识，其作用就相当有限。分类法更重要的作用是进行类比，为我们提供研究新事物的方向。本节课最大的难点是如何使学生建立起研究物质性质的思路，针对这一问题，笔者有机整合了元素化合物中二氧化硫的性质教学，让学生真正认识到分类法提供了认识物质性质的思路和方法，提高了分析问题和解决问题的能力。教学实录：师：按照组成属于哪类物质？它可能具有怎样的性质？说明你推测的依据。生：按照组成应该属于非金属氧化物，由于也是非金属氧化物，它们的性质可能相似，能与水生成酸、能与碱反应生成盐和水，推测可能具有的性质是与水反应和与碱反应。师：请设计实验方案检验是否能与水反应生成酸？是否能与NaOH反应？生：（设计实验方案，实施实验。）……师：通过大家的实验，我们已经发现验证的确具有与类似的性质，我们把、这种能与碱反应生成盐和水的氧化物成为酸性氧化物，大多数非金属氧化物是酸性氧化物。师：、也是非金属氧化物，同样可以通过实验研究它是否与水反应，是否与碱反应。分类法的意义是同类物质的相似性可以举一反三，从而形成研究未知物质的一般性方法。分类法是一种非常有效的科学方法，我们研究和学习化学物质时，通常先将物质进行分类，通过类比推测它可能具有该类物质的通性，但是类比法有或然性，因此需要通过实验来验证其准确性。如果本节课仅以的性质探究为例，不利于学生对类比法的或然性有所感悟，也不利于学生深化实验必要性的认识，为此补充了稀硝酸的性质讨论。教学实录：师：稀硝酸可能具有怎样的性质？生：可能使指示剂变色；与活泼金属反应生成盐和氢气；与碱反应生成盐和水；与某些金属氧化物反应生成盐和水；与盐反应生成盐和酸。师：我们同样需要进行实验来检验上述推测是否正确。（演示实验：向细铜屑中加入稀硝酸，产生五色气体。）师：事实证明，稀硝酸的大多数性质与我们的推测相符，但是稀硝酸能与Cu发生反应，且不生成氢气。我们理解物质的类别通性，不能苛求所有同类物质都具有完全相似的性质。物质除了可能具有类别通性外，还可能具有特性。这也是我们强调从实验学化学的原因。通过本节课，学生可以形成这样一种思路：研究和学习化学物质时，通常先将物质进行分类，推测它可能具有该类物质的通性，然后通过实验验证它的性质。在研究物质的通性时，也注意到物质是否具有特性。在教学细节上，考虑到本节课交叉分类法的两种标准分别是物质的组成和状态，因此的性质