建構(gòu)科學(xué)方法與化學(xué)學(xué)習(xí)的橋梁

建構(gòu)科學(xué)方法與化學(xué)學(xué)習(xí)的橋梁

“簡單分類法及其應(yīng)用”是一節(jié)相對獨(dú)立的關(guān)于科學(xué)方法的教學(xué)內(nèi)容，目前一些教師對其教學(xué)目標(biāo)的認(rèn)識以及實現(xiàn)上存在較多問題。例如，有的教師認(rèn)為這節(jié)課的內(nèi)容簡單，學(xué)生在初中已經(jīng)掌握了單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽的類別，對于碳酸鈉，學(xué)生也能知道其既屬于鈉鹽又屬于碳酸鹽，因此忽視了分類方法的學(xué)習(xí)，而把這節(jié)課上成了初中知識的復(fù)習(xí)課；還有很多教師引導(dǎo)學(xué)生討論了許多生活中與分類相關(guān)的例子，忽視了分類方法對于化學(xué)學(xué)習(xí)的指導(dǎo)作用；也有教師對于分類法的化學(xué)價值，只關(guān)注到了對物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行歸類整理，忽視了分類法對新知識學(xué)習(xí)的重要作用等等。其實分類法既是分析問題的一種方法，也是獲得知識的一種手段。下面通過一節(jié)課例探討簡單分類法的教學(xué)策略。一、教學(xué)內(nèi)容的價值分析“簡單分類法及其應(yīng)用”是人教版必修1第二章第一節(jié)的內(nèi)容，也是相比舊教材新增加的內(nèi)容。本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容包含兩種分類方法。兩種分類方法的教學(xué)價值是：(1)分類是有層次性的，這對于今后關(guān)于膠體和電解質(zhì)的理解具有重要的作用。膠體是分散系（混合物）范疇下的概念，電解質(zhì)是化合物的下屬概念。(2)研究物質(zhì)的性質(zhì)是有多重角度的，可以從物質(zhì)類別屬性來研究，也可以從化合價角度來分析其氧化性或還原性。對于強(qiáng)電解質(zhì)在溶液中的反應(yīng)，還可以從電離出的陽離子或陰離子的角度分析?？紤]到本節(jié)課的教學(xué)價值，在教學(xué)時要滲透分類的層次性和多角度性。由于教學(xué)的階段性，對于交叉分類不可能進(jìn)行更多的探討，但是可以開拓如何使學(xué)生建立起從類別屬性來研究物質(zhì)性質(zhì)的思路。二、建立科學(xué)方法與化學(xué)學(xué)習(xí)有機(jī)聯(lián)系的教學(xué)策略1.用實景圖片創(chuàng)設(shè)情景，為科學(xué)方法尋找生活中的支撐點(diǎn)學(xué)生在生活中對于分類這一話題并不陌生，缺乏的是將分類的思想應(yīng)用于化學(xué)中。因此選擇可遷移的事例，從生活中尋找合適的教學(xué)生長點(diǎn)就變得十分必要。教學(xué)實錄：師：許多同學(xué)在西單圖書大廈買過書，那么高一化學(xué)練習(xí)冊放在圖書大廈的什么位置呢？生（許多學(xué)生回答）：在西單圖書大廈的三層。師：即使我們第一次去西單圖書大廈，也可以順利找到需要的圖書。你是怎么尋找的？生：按照樓層分布等目錄式的指引就可以找到。師：按照樓層分布了解到學(xué)生教輔在三層（展示實景圖片），在三層找到高中教輔（圖片），然后找到高中新課標(biāo)練習(xí)冊（圖片），挑選需要的圖書。師：我們能夠便捷地找到自己所需的圖書，是因為工作人員在將這些圖書陳列擺放之前，就按照事先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分類，而我們便是按照這一標(biāo)準(zhǔn)尋找圖書。西單圖書大廈共有圖書30多萬冊，如果沒有對圖書進(jìn)行分類，要找一本書簡直是大海撈針?；瘜W(xué)物質(zhì)有3000多萬種，分類的作用更是無可替代的。通過上述生活中的實例，引入了本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容是化學(xué)物質(zhì)的分類，同時使學(xué)生了解到分類要按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。分類的目的不僅是對已知事物的整理、歸類（類似于圖書大廈工作人員的任務(wù)），更重要的是對于不熟悉的事物能有初步的認(rèn)識以便進(jìn)一步研究（類似于我們?nèi)ベ徺I圖書）。2.對分類方法進(jìn)行辨析，澄清學(xué)生思維中的模糊點(diǎn)教材重點(diǎn)介紹了交叉分類法和樹狀分類法。兩種方法均能應(yīng)用于大量化學(xué)物質(zhì)的分類。在對于同一組物質(zhì)的不同分類結(jié)果的展示和辨析的過程中，可以使學(xué)生了解兩種分類方法的聯(lián)系、區(qū)別和意義。教學(xué)實錄：從上述回答可以看出，學(xué)生對于大量的物質(zhì)，由于關(guān)注的角度不同，自然會按照不同的標(biāo)準(zhǔn)給出多種分類方法，這就是介紹交叉分類法的最好契機(jī)。另外，從前兩組學(xué)生的分類過程中又自然產(chǎn)生了樹狀分類法的教學(xué)點(diǎn)。教學(xué)實錄：師：你更欣賞上述哪種分類結(jié)果？說明理由。生：更欣賞第二種將物質(zhì)分為混合物、單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽。因為這比分成混合物和純凈物更加細(xì)化了。將物質(zhì)按狀態(tài)區(qū)分沒有太大的意義。師：這位同學(xué)更欣賞將物質(zhì)的類別進(jìn)行細(xì)化的分類方法，物質(zhì)的類別越細(xì)化，我們對物質(zhì)的了解也更加詳細(xì)。但是物質(zhì)按狀態(tài)區(qū)分真的沒有意義嗎？實驗室中如何保存固體樣品和液體試劑的？生：固體保存在廣口瓶中，液體保存在細(xì)口瓶中。師：我們可以將物質(zhì)按照組成進(jìn)行分類，如前兩組結(jié)果；也可以將物質(zhì)按照狀態(tài)進(jìn)行分類，按照多種不同的標(biāo)準(zhǔn)對物質(zhì)進(jìn)行多次分類，這就是交叉分類法。交叉分類法有什么好處呢？對于具體的一種物質(zhì)來說，一種分類方式可以代表物質(zhì)某一方面的特點(diǎn)，例如在狀態(tài)上是液體，保存在細(xì)口瓶中，在組成上是酸，具有酸類物質(zhì)的性質(zhì)。交叉分類法便于我們多角度地認(rèn)識某一物質(zhì)。師：如果從剛才的要求——對物質(zhì)進(jìn)行一次分類的角度考慮，第二種將物質(zhì)分為混合物、單質(zhì)、氧化物、酸、堿和鹽的分類方法是有一定問題的。什么是混合物？什么是單質(zhì)？生：由幾種物質(zhì)組成的物質(zhì)是混合物，只由一種元素組成的混合物是單質(zhì)。……師：可以看出單質(zhì)是純凈物的下屬概念。物質(zhì)的分類是有層次的，每次分類的子項應(yīng)該是同一層次的，即物質(zhì)可以分為混合物和純凈物，純凈物可以分為單質(zhì)和化合物。化合物又可以分為氧化物、酸、堿、鹽。對于同類物質(zhì)還可以進(jìn)行再進(jìn)行單一分類，這種分類方法叫做樹狀分類法。我們對物質(zhì)的分類越細(xì)，對物質(zhì)的認(rèn)識就更加深刻，應(yīng)用起來也更加方便。通過上述的辨析過程，學(xué)生對于分類的認(rèn)識就經(jīng)歷了從直覺型經(jīng)驗思維向抽象型思維過渡的過程，初步了解了分類觀。學(xué)生對于交叉分類法的了解就不只局限于將物質(zhì)與類別的連線，而是能夠?qū)Υ罅课镔|(zhì)可以采用多種標(biāo)準(zhǔn)分類，達(dá)到多角度的認(rèn)識物質(zhì)的目的。同時感受到同類物質(zhì)的再分類（樹狀分類法）是我們對于物質(zhì)性質(zhì)具體化的重要思路。3.挖掘分類法應(yīng)用的價值，使學(xué)生初步建立學(xué)習(xí)化學(xué)物質(zhì)的一般方法學(xué)習(xí)分類方法的目的是將其應(yīng)用于化學(xué)研究和學(xué)習(xí)，分類法作用之一是梳理大量繁雜的化學(xué)知識，但是如果分類法不能提供新的知識，其作用就相當(dāng)有限。分類法更重要的作用是進(jìn)行類比，為我們提供研究新事物的方向。本節(jié)課最大的難點(diǎn)是如何使學(xué)生建立起研究物質(zhì)性質(zhì)的思路，針對這一問題，筆者有機(jī)整合了元素化合物中二氧化硫的性質(zhì)教學(xué)，讓學(xué)生真正認(rèn)識到分類法提供了認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì)的思路和方法，提高了分析問題和解決問題的能力。教學(xué)實錄：師：按照組成屬于哪類物質(zhì)？它可能具有怎樣的性質(zhì)？說明你推測的依據(jù)。生：按照組成應(yīng)該屬于非金屬氧化物，由于也是非金屬氧化物，它們的性質(zhì)可能相似，能與水生成酸、能與堿反應(yīng)生成鹽和水，推測可能具有的性質(zhì)是與水反應(yīng)和與堿反應(yīng)。師：請設(shè)計實驗方案檢驗是否能與水反應(yīng)生成酸？是否能與NaOH反應(yīng)？生：（設(shè)計實驗方案，實施實驗。）……師：通過大家的實驗，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)驗證的確具有與類似的性質(zhì)，我們把、這種能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物成為酸性氧化物，大多數(shù)非金屬氧化物是酸性氧化物。師：、也是非金屬氧化物，同樣可以通過實驗研究它是否與水反應(yīng)，是否與堿反應(yīng)。分類法的意義是同類物質(zhì)的相似性可以舉一反三，從而形成研究未知物質(zhì)的一般性方法。分類法是一種非常有效的科學(xué)方法，我們研究和學(xué)習(xí)化學(xué)物質(zhì)時，通常先將物質(zhì)進(jìn)行分類，通過類比推測它可能具有該類物質(zhì)的通性，但是類比法有或然性，因此需要通過實驗來驗證其準(zhǔn)確性。如果本節(jié)課僅以的性質(zhì)探究為例，不利于學(xué)生對類比法的或然性有所感悟，也不利于學(xué)生深化實驗必要性的認(rèn)識，為此補(bǔ)充了稀硝酸的性質(zhì)討論。教學(xué)實錄：師：稀硝酸可能具有怎樣的性質(zhì)？生：可能使指示劑變色；與活潑金屬反應(yīng)生成鹽和氫氣；與堿反應(yīng)生成鹽和水；與某些金屬氧化物反應(yīng)生成鹽和水；與鹽反應(yīng)生成鹽和酸。師：我們同樣需要進(jìn)行實驗來檢驗上述推測是否正確。（演示實驗：向細(xì)銅屑中加入稀硝酸，產(chǎn)生五色氣體。）師：事實證明，稀硝酸的大多數(shù)性質(zhì)與我們的推測相符，但是稀硝酸能與Cu發(fā)生反應(yīng)，且不生成氫氣。我們理解物質(zhì)的類別通性，不能苛求所有同類物質(zhì)都具有完全相似的性質(zhì)。物質(zhì)除了可能具有類別通性外，還可能具有特性。這也是我們強(qiáng)調(diào)從實驗學(xué)化學(xué)的原因。通過本節(jié)課，學(xué)生可以形成這樣一種思路：研究和學(xué)習(xí)化學(xué)物質(zhì)時，通常先將物質(zhì)進(jìn)行分類，推測它可能具有該類物質(zhì)的通性，然后通過實驗驗證它的性質(zhì)。在研究物質(zhì)的通性時，也注意到物質(zhì)是否具有特性。在教學(xué)細(xì)節(jié)上，考慮到本節(jié)課交叉分類法的兩種標(biāo)準(zhǔn)分別是物質(zhì)的組成和狀態(tài)，因此的性質(zhì)