“素养为本”的“物质的分类”教学设计

【摘要】本文以苏教版高中化学《物质及其反应的分类》教学为例，论述开展“素养为本”的“物质的分类”教学设计，通过单元教材分析、学情分析紧扣新课标要求，优化概念教学策划，合理分解和定位教学目标与评价目标，驱动学生转变学习方式，形成化学概念和观念。

【关键词】素养为本 概念教学 核心素养

教学策略 分类观

【中图分类号】G63 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2022）14-0091-05

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《新课标》）提出了“以发展化学学科核心素养为主旨”“重视开展‘素养为本的教学”等理念。《新课标》把“素养为本”的教学价值功能定位为激发学习化学的兴趣、促进学习方式的转变和培养创新精神以及实践能力，并对开展“素养为本”的教学提出了“倡导真实问题情境的创设、开展以化学实验为主的多种探究活动，重视教学内容的结构化设计”等建议。

高中化学中的“物质的分类”和“物质的转化”教学内容与初中化学密切衔接，有着承上启下的重要作用，是学生进入高中阶段化学学习的最初“一公里”。这一教学内容所介绍的概念、理论以及研究物质的一般思路和方法等，是学生今后形成关键能力、提升学科核心素养以及核心价值的基础。从课型分类看，该教学内容属于化学基本观念的概念教学，而传统的概念教学常常使得概念学习变成机械记忆，学习方式单一，导致学生的学习兴趣不高，难以发展化学学科核心素养。如何根据《新课标》和新教材开展“素养为本”的概念教学，是目前亟待研究和解决的问题。

一、设计理念

一线教师一直都非常重视概念教学，但由于缺乏对概念教学的准确认知和概念教学实施策略，不少教师在进行概念教学时往往重结果、轻过程，重机械记忆、轻认知体验。人民教育出版社副总编辑赵占良在《生物学概念教学论》一书中指出：将概念当作知识来教学，所达到的就只是知识目标;将概念视作智慧技能，掌握一个概念就不仅仅是知道这个概念的内涵和外延，还掌握了面对一类具体事物去辨别是非、分析原因、预测其发展变化的能力。为此，他提出了实施概念教学的六大策略：情景建构策略、问题驱动策略、探究建构策略、HPS策略、概念结构化策略、应用和评价策略。这些策略与《新课标》中的“素养为本”的教学要求是一致的，是对这一教学要求更为具体细化的实施策略，为创新化学概念教学设计提供了支撑。化学概念反映化学事实与现象的本质，对建构化学学科观念、促进认识发展有着重要的价值。因此，进行化学概念教学设计时，教师可充分运用或借鉴上述理念，优化传统化学概念教学方法。

二、单元教材分析

苏教版高中化学必修课程是以单元为基础，以专题为大框架进行编写的。在日常教学中，教师应先了解单元的内容和功能，才能更好地定位单元和课时的教学目标及评价目标。

专题1《物质的分类及计量》是高中化学必修课程的首个专题，它所包含的《物质及其反应的分类》《物质的化学计量》和《物质的分散系》等三个单元的内容是中学化学重要的基础知识，是培养学生学科核心素养的基础。通过本单元的学习，学生应建立认知物质及其变化的三个重要观念：分类观、变化观和微粒觀，并通过本单元的学习构建起定量研究化学的微观视角，发展“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”等5个方面的化学学科核心素养。

第一单元《物质及其反应的分类》包含非常基础的化学知识，是衔接初高中化学学习的重要内容。学习本单元后，学生要能从不同的视角对物质及其变化进行分类，初步形成研究物质性质的基本思路，体验分类对化学学习和研究的现实意义和价值。本单元分两个课时进行教学，第一课时完成教材文本中物质的分类知识板块的教学，第二课时完成物质的转化和化学反应的分类知识板块的教学。第一课时有两个教学目标：一是认识元素可以组成不同种类的物质，根据物质的组成和性质对物质进行分类;二是建立同类物质具有相似的性质的认知，并能运用这一认知解决问题。第二课时也是两个教学目标：一是加深对“一定条件下，各类物质可以转化”的理解;二是认识元素在物质中可以具有不同价态，能够通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化。

三、学情分析

知识基础方面：学生对物质的分类、物质的转化和化学反应类型有一定的认知经验，已经掌握了混合物、纯净物（单质、氧化物、酸、碱、盐）的类别、典型物质的基本性质和四大基本反应类型，但分类观、转化观和微粒观浅薄，分类和转化意识不强，将微观与宏观结合能力弱，符号理解能力以及信息转化能力不强，对物质的分类及转化认知碎片化，不能将不同类别的物质进行灵活关联，难以自主地建构物质分类的结构网络，缺乏从化合价视角认知化学反应的能力。本单元的内容是对学生在初中阶段学习过的知识的总结、归纳和提升。能力基础方面：高一新生已经具备了初步的知识迁移能力、分析解决问题能力，具体形象思维丰富，抽象思维能力尤其是逻辑推理能力较弱。

基于以上学情，教师在进行本单元教学时，应以学生为主体，突出学生主动参与和自主探究，从学生的最近发展区入手创设情境，增设实验激发学生的学习兴趣，激活学生的思维，引导学生抓住概念的内涵和本质，推动学生思维模式由记忆型进阶为推理型，提升学生化学学科核心素养。

四、“物质的分类”课时教学与评价目标

（一）教学目标

1.通过生活中的物品分类现象和物质分类探究活动，衔接和深化元素可以组成不同种类物质的认识以及分类的意义，增强分类观。

2.在运用分类思想的过程中，体会从不同的角度、按不同标准、根据物质的组成和性质对物质分类的重要性。

3.通过对分类的再认识活动，理解同类物质具有相似的性质，初步建立物质分类的认知和研究物质的模型。

（二）评价目标

1.通过展示丰富多彩的物质，开展对生活物品以及具体化学物质进行分类的活动，诊断和发展学生的分类观，促进物质分类知识的结构化，形成物质分类的大概念。

2.通过对分类观的具体应用、对具体物质分类的判断分析，诊断和发展学生对物质分类的认识和认识思路的结构化水平。

3.通过预测和讨论陌生物质的性质，诊断和发展学生的分类观认知水平。

五、“物质的分类”课时教学与评价总体思路

根据上述分析，笔者将《物质及其反应的分类》这一单元的教学设计为“体验物质分类的应用”“感受物质科学分类的意义”以及“体验物质科学分类的价值”等三大板块（如图1所示）。

六、主要教学过程

环节一：体验分类在生活中的应用

【导入】物质世界千姿百态，变化万千。人类的发展史也是化学的发展史，有限的一百多种元素组成了上亿种组成、结构、性质各异的物质，现在每年新合成的化学物质已达到一百多万种。（教师通过多媒体展示苏教版教材中的丰富多彩的化学物质图片）

【活动任务1】请根据初中阶段所学的化学知识，以氢、碳、钙元素为例，举例说明“有限的元素组成了种类繁多的物质”。

设计意图：教师利用创设情境和问题驱动策略，通过文字和图片，创设了一个真实的情境导入新课，让学生充分感受到化学物质种类繁多，进而引发学生思考，调动学生主动参与，激发学生学习化学的兴趣;活动任务1的问题驱动学生调用和自我诊断已有知识与观念，使学生在认识含有同种元素的不同种类物质的过程中，把认知视角从宏观转向微观，从宏观辨识走向微观探析从而分类研究化学物质，为化学学科核心素养的养成筑牢基础。

【小结】1.含有氢元素的物质有：H2、H2O、H2O2、盐酸（HCl溶液）、NaOH溶液，等等。

2.含有碳元素的物质有：金刚石、石墨、C60、CO、CO2、H2CO3、Na2CO3、NaHCO3、CH4、C2H5OH、食醋（CH3COOH），等等。

3.含有钙元素的物质有：Ca、CaO、Ca（OH）2、CaCO3、CaSO4，等等。

【引入】从上述例子中可以感受到：有限的元素組成了种类繁多的物质。化学是研究物质组成、性质和用途的学科，化学物质种类如此繁多，该如何研究呢？让我们到生活中获取一些启发。

【提问】到超市购买练习本时，如何顺利找到练习本呢？

设计意图：教师再次运用创设情境和问题驱动策略，通过创设真实的生活情境作为教学“物质的分类”的切入口，让学生感受化学知识与生活的紧密联系，体验运用分类能够给我们的生活带来的便利，使得所要学习的新内容更具有吸引力和现实意义，再次激发学生的学习兴趣，提高学生的学习自主性，变被动学习为主动学习。

【讲解】购买练习本的方法：按照超市货架上的指引，到学习用品类的区域找。这一小小的举动实际上运用了分类的原理。要在超市购买苹果，需要到食品类区域找;要购买毛巾，需要到生活用品类区域找……超市中的这些区域是根据物品的用途来划分的，目的是使物品存放有序，方便顾客选购。图书馆的书籍存放、生活垃圾分类等也都利用了分类的原理。可以说，分类无处不在。

【多媒体展示】按不同的标准对物质分类会有不同的结果。

1.根据物质的存在状态可分为：气态物质、液态物质、固态物质。

2.根据物质的导电性可分为：导体、半导体、绝缘体。

3.根据物质的溶解性可分为：易溶性物质、可溶性物质、微溶性物质、难溶性物质。

【归纳总结】关于分类，可以形成这样的认识思路（如图2所示）。

环节二：感受物质科学分类的意义

【活动任务2】学生小组合作，根据一定的标准对下列12种物质进行分类并展示结果：H2、H2O、盐酸（HCl溶液）、NaOH溶液、金刚石、CO2、Na2CO3、CH4、C2H5OH、CaO、Ca（OH）2、CaSO4。

设计意图：教师运用概念结构化策略与应用和评价策略，引导学生对12种物质进行分类，诊断和发展学生对物质分类的认识和认识思路的结构化水平。让学生能够采用多种标准对大量物质进行分类，达到多角度地认识物质的目的，同时感受到同类物质的再分类（树状分类法）是将物质性质具体化的重要思路，使学生对物质的分类学习结构化，发展学生模型认知素养。

【归纳总结】根据物质的组成和性质，可以对物质进行如下分类（如图3所示）。

【活动任务3】将教材中“学以致用”栏目中的物质进行分类并展示学习小组的分类结果。

设计意图：运用探究建构策略与应用和评价策略，结合教材“学以致用”栏目内容，让学生进行探究和应用的同时，诊断和发展学生分类观的层级结构，使其形成分类观大概念。

【活动任务4】从物质的组成、结构、性质、用途等多角度对以下两组物质再分类（如图4所示）。

设计意图：再次运用探究建构策略与应用和评价策略。通过对A组的物质进行再分类，丰富学生的分类视角，让学生掌握交叉分类法;通过对B组物质进行再分类，让学生从具体的物质中抽象出碱性氧化物、酸性氧化物概念。学习不同物质的联系、关联与分类，发展学生对物质分类的认识进阶和认识思路的结构化水平，进一步发展学生“证据推理与模型认知”素养，为学习第三单元物质的分散系奠定基础。

【归纳总结】教师运用思维导图帮助学生梳理“学以致用”栏目中的物质分类结果（如图5、图6所示）。

【引入概念】阅读教材第4页有关碱性氧化物、酸性氧化物、无氧酸、含氧酸、可溶性碱、难溶性碱的内容。

【检测】学生完成苏教版高中化学必修第一册配套教学软件《物质及其反应的分类》单元练习第1、2题。

【观点提炼】物质分类研究的价值：同一类物质在组成和性质方面往往具有相似性。

环节三：体验分类与转化的价值

【活动任务4】预测陌生物质的性质：如何吸收烟气中的SO2？

设计意图：要解决这一真实问题，学生要先判断出物质的类别，再类比推测此类物质可能具有的性质，从具体运用中抽象出研究物质的认知模型，体会分类法是一种有效的科学的方法。该活动设计还体现了“将概念视作智慧技能，掌握一个概念就不仅仅是知道这个概念的内涵和外延，还掌握了面对一类具体事物去辨别是非、分析原因、预测其发展变化的能力”这一理念。

【构建认知模型】教师带领学生构建基于物质类别研究物质的认知模型（如图7所示）。

【活动任务5】实验探究苏教版高中化学教学参考书必修第一册第5页的内容：酸性氧化物（CO2）与碱（NaOH溶液）的反应。用注射器分别取4 mL蒸馏水和质量分数为10%的NaOH溶液，实验装置如图8所示。打开设备，分别向充满CO2的三颈瓶注入蒸馏水和NaOH溶液，采集和记录数据（如图9所示）。

设计意图：笔者依据“素养为本”的教学对开展以实验为主的多种探究活动的要求，参照该版本的教学参考书，增加了此实验探究。在基于物质类别研究物质的认知模型上，借助气体压强传感器验证物质的性质，同时实现宏观现象、数据曲线的同步记录，打通实验数据、实验现象与物质性质的连接，既提升学生预测物质性质的实验获得感，增强学生学习化学的兴趣，又让学生强化对物质分类观的建立和应用，还培养了学生多重表征的意识，为学生定量认识化学反应奠定基础。

【检测】学生练习课本第5页习题第1题：从化学性质上看，SO2、Na2O分别属于哪一类氧化物？分别写出SO2与足量NaOH溶液、Na2O与稀硫酸反应的化学方程式。

【课后作业】预测硝酸可能具有怎样的性质，并写出相关反应的化学方程式。

设计意图：发挥作业对学生化学学科核心素养的诊断和评价功能，并为学习物质的转化及化学反应的分类铺垫。

本课时依据新课标“教、学、评”一体化和“素养为本”的化学学习评价观，通过单元教材分析、学情分析，紧扣《新课标》相关要求，优化概念教学策略，合理分解和定位课时教学目标和评价目标，以“物质的分类”这一课时内容为例，以学生已有的知识和原有的观念为原点，精心设计了5个活动任务，增强概念教学的实践性与探究性，驱动学生转变学习方式，让学生在学习、思考、交流、分析、判断和运用中形成化学概念和观念。通过大概念的构建、物质分类认知模型的进阶、增设实验探究等环节，發展学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识等化学学科核心素养，实现“教、学、评”活动有机结合。

参考文献

[1]赵占良.生物学概念教学论[M].南宁：广西教育出版社，2021.

[2]郑长龙，孙桂林.“素养为本”的化学课堂教学的设计与实施[J].课程·教材·教法，2018（4）.

[3]王宝斌.“素养为本”的化学：教学范式与案例评析[J].中学化学教学参考，2020（21）.

注：本文系广西教育科学规划2021年度资助经费重点课题（A类）立项课题“‘三新视域下高中化学‘科学探究与创新意识培养策略的实践研究”（2021A051）的阶段性研究成果。

作者简介：方美婷（1967— ），广西钦州人，高级教师，主要研究方向为教学研究与指导。