分類是根據(jù)對象的共同點(diǎn)和差異性,將對象區(qū)分為不同的種類,并且形成有一定從屬關(guān)系的不同等級的系統(tǒng)的邏輯方法。分類方法在科學(xué)研究中有重要的作用。首先,分類可以使大量繁雜的材料系統(tǒng)化、條理化,可以使科學(xué)研究對象之間建立起立體的從屬關(guān)系。這樣,既便于存入和提取資料,為人們分門別類、深入研究打下基礎(chǔ),又便于人們利用分類找出事物之間的本質(zhì)區(qū)別和聯(lián)系,進(jìn)而探討各類事物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,為科學(xué)研究提供了更豐富的線索。其次,由于科學(xué)分類系統(tǒng)反映了事物之間內(nèi)部的規(guī)律性聯(lián)系,因而可以根據(jù)系統(tǒng)的特性,推出某些未被發(fā)現(xiàn)的事物的性質(zhì),進(jìn)而為科學(xué)預(yù)見奠定基礎(chǔ)。分類思想是高中化學(xué)的核心思想之一,在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中,分類思想無處不在。在魯科版高中必修教材中,分類思想的引入,是在第二章“元素與物質(zhì)世界”,意在引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)組成與性質(zhì)、物質(zhì)在水溶液中的狀態(tài)和行為、化學(xué)反應(yīng)中是否得失電子等不同角度進(jìn)行分類,體會(huì)分類的重要意義,為后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)、方法培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。下面談一談筆者在使用魯科版高中必修教材中,用分類思想指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行元素化合物的學(xué)習(xí)的體會(huì)。
1、引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)的類別及通性的角度對物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行整理,為新物質(zhì)性質(zhì)的預(yù)測提供思路。
新課程高中化學(xué)教學(xué)是以促進(jìn)學(xué)生發(fā)展、提高每個(gè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨,促進(jìn)學(xué)生在知識(shí)技能、過程方法、情感態(tài)度價(jià)值觀等方面的全面發(fā)展。元素化合物的學(xué)習(xí),充分體現(xiàn)以探究為核心的學(xué)習(xí)過程。在探究物質(zhì)性質(zhì)過程中,往往要對物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測,教師可以引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)的類別及通性的角度對物質(zhì)性質(zhì)做出預(yù)測。
案例一:在碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)學(xué)習(xí)中,初中教材只將碳酸鈉作為一種具體物質(zhì)來進(jìn)行研究,而沒有將它上升到物質(zhì)類屬的角度(將碳酸鈉歸到鈉鹽或碳酸鹽)來進(jìn)行看待。因此,教學(xué)過程中,在引入碳酸鈉后,可引導(dǎo)學(xué)生對比初中已學(xué)的碳酸鈣,從碳酸鹽角度對比推測它的化學(xué)性質(zhì),從鈉鹽的角度來分析碳酸鈉的溶解性等。在學(xué)生對碳酸鈉性質(zhì)做出預(yù)測的基礎(chǔ)上,以個(gè)人或者小組合作形式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、并完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)后各小組匯總實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析得出結(jié)論。由此引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)出碳酸鈉的性質(zhì)。在碳酸氫鈉性質(zhì)的探究中,引導(dǎo)學(xué)生分析碳酸鈉和碳酸氫鈉在組成和類屬上的異同。學(xué)生通過分析,很容易注意到碳酸鈉和碳酸氫鈉都屬于鈉鹽和碳酸鹽,但組成上相差一個(gè)H,它們分別是碳酸的正鹽和酸式鹽。此時(shí),學(xué)生很順利的根據(jù)碳酸鈉的性質(zhì)推斷碳酸氫鈉可能具有的化學(xué)性質(zhì)。而對碳酸氫鈉能夠與堿反應(yīng),教師可以通過它們組成上的差異性,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究。
在引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用分類思想對新物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測中,大量的運(yùn)用了對比、概括等思維方法。不但突出了“過程與方法”目標(biāo)的落實(shí),還符合學(xué)生的認(rèn)知過程,有效促進(jìn)了科學(xué)學(xué)習(xí)方法的形成。
2、運(yùn)用分類思想,為物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)習(xí)提供新思路
物質(zhì)性質(zhì)是服務(wù)于物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化,物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化體現(xiàn)了物質(zhì)的性質(zhì)。物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化存在著同價(jià)態(tài)間的轉(zhuǎn)化和不同價(jià)態(tài)間的轉(zhuǎn)化,前者涉及到非氧化還原反應(yīng),后者則涉及到氧化還原反應(yīng)。即前者的轉(zhuǎn)化體現(xiàn)了物質(zhì)在類別方面的通性,后者的轉(zhuǎn)化體現(xiàn)了物質(zhì)是否有氧化性或還原性。在物質(zhì)轉(zhuǎn)化中,從分類的角度為各類物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化設(shè)置“線索”,也為物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)習(xí)提供兩條主線索。
案例二:在“實(shí)驗(yàn)室里研究不同價(jià)態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化”時(shí),教材的意圖在于體現(xiàn)轉(zhuǎn)化思想的運(yùn)用。設(shè)計(jì)的流程圖為:①引導(dǎo)學(xué)生建立不同價(jià)態(tài)硫元素圖;②引導(dǎo)學(xué)生明確不同價(jià)態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化存在電子的得失,即主要依據(jù)為氧化還原反應(yīng)的規(guī)律,以便選擇合適的氧化劑和還原劑。③選擇含有相對應(yīng)價(jià)態(tài)硫元素的物質(zhì)進(jìn)行探究。④學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在此過程中,目的是讓學(xué)生形成利用氧化還原反應(yīng)研究物質(zhì)氧化性和還原性的思路和方法。
當(dāng)在進(jìn)行酸雨的學(xué)習(xí)時(shí),再引導(dǎo)學(xué)生從SO2的類別分析其具有酸性氧化物的性質(zhì),讓學(xué)生體會(huì)從另一角度---物質(zhì)的所屬類別分析物質(zhì)的性質(zhì),使學(xué)生對二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)有較為全面的認(rèn)識(shí)。
對物質(zhì)的性質(zhì)研究,引導(dǎo)學(xué)生從發(fā)生氧化還原反應(yīng)(體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性的角度)和非氧化還原反應(yīng)(體現(xiàn)物質(zhì)組成性質(zhì)的角度)兩條線索展開,既使學(xué)生對物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化有較全面的認(rèn)識(shí),也豐富了學(xué)生學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)的視野和角度。
3、運(yùn)用分類思想,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)
從反應(yīng)類型角度看,可以分為氧化還原反應(yīng)、非氧化還原反應(yīng),離子反應(yīng)和非離子反應(yīng)。教材先從“在熔融狀態(tài)下或水溶液中能否導(dǎo)電”對化合物進(jìn)行分類,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)電解質(zhì)與非電解質(zhì),既使學(xué)生能從不同的視角認(rèn)識(shí)了化合物,同時(shí)為學(xué)生從離子的角度對一個(gè)反應(yīng)進(jìn)行分析奠定了基礎(chǔ)。在教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生從微觀的角度,更深刻的分析溶液中進(jìn)行的反應(yīng)。
案例三:銅粉放入稀硫酸中,加熱后無現(xiàn)象,當(dāng)加入一種鈉鹽后,銅粉質(zhì)量減少。新加入的鹽可能是下列中的()
A、氯化物B、硫酸鹽C、硝酸鹽D、磷酸鹽
分析:電解質(zhì)在水溶液中的性質(zhì),實(shí)質(zhì)就是電解質(zhì)電離出的各種離子在溶液中表現(xiàn)出的性質(zhì)。教學(xué)中若能引導(dǎo)學(xué)生由表及里,從離子角度來分析溶液中的反應(yīng),往往能抓住本質(zhì),突破難點(diǎn)。
在本題中稀硫酸是電解質(zhì),在溶液中存在H+和SO42-。銅與稀硫酸不反應(yīng)。加入的鈉鹽為電解質(zhì),在溶液中會(huì)電離出相應(yīng)的酸根離子與鈉離子。加入不同酸的鈉鹽后,溶液中存在大量的H+、SO42-、Na+和酸根離子。當(dāng)分別加入氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽時(shí),相當(dāng)于溶液中有不同的酸鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸存在。這樣學(xué)生則不難分析選出正確選項(xiàng)C。
總而言之,在教學(xué)中,我們應(yīng)該大力挖掘教材功能,落實(shí)學(xué)科思想,促進(jìn)學(xué)生學(xué)科思想的形成,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在一學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐中,我深切地感受到山東科學(xué)技術(shù)出版社高中必修教材中體現(xiàn)的學(xué)科的核心思想之一“分類觀”對學(xué)生后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)、方法培養(yǎng)的重要作用。從分類的角度來看本教材,就會(huì)覺得有很強(qiáng)的系統(tǒng)性、條理性。
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