丁培培

（南通市第一中學(xué)，江蘇 南通 226000）

《物質(zhì)的分類》教學(xué)設(shè)計(jì)

丁培培

（南通市第一中學(xué)，江蘇 南通 226000）

本文從生活實(shí)例出發(fā)，闡述了分類法、樹(shù)狀分類法和交叉分類法三個(gè)概念，通過(guò)三個(gè)思維提升，詳細(xì)介紹了分類法的使用，以及如何將分類的思想滲透到以后的學(xué)習(xí)中。

分類；分類標(biāo)準(zhǔn)；樹(shù)狀分類法；交叉分類法

《物質(zhì)的分類》是普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《化學(xué)1（必修）》第二章第一節(jié)內(nèi)容。作為從學(xué)科內(nèi)容方面使學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)的起始章節(jié)，物質(zhì)的分類是連接義務(wù)教育階段化學(xué)與高中化學(xué)的紐帶，具有非常重要的承前啟后的作用。分類是把某些特征相似的物體歸類到一起的方法，它是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)物質(zhì)及其變化的一種常用科學(xué)方法。運(yùn)用分類的方法不僅能使有關(guān)化學(xué)物質(zhì)及其變化的知識(shí)系統(tǒng)化，還可以通過(guò)分門別類的研究，發(fā)現(xiàn)物質(zhì)及其變化的規(guī)律。分類這一科學(xué)方法不僅是化學(xué)研究常用的科學(xué)方法，也是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的一種重要方法，而且是一種各個(gè)學(xué)科常用的研究方法和學(xué)習(xí)方法。根據(jù)這部分知識(shí)內(nèi)容的特點(diǎn)和學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際，指導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)的視角對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類，并幫助學(xué)生形成認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)的元素觀、分類觀、轉(zhuǎn)化觀。

根據(jù)“課程標(biāo)準(zhǔn)”和教科書(shū)的要求，以及學(xué)生的實(shí)際接受能力，制定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)如下：

一、知識(shí)與技能

①明確分類、樹(shù)狀分類、交叉分類三個(gè)概念及相互聯(lián)系。

②明確分類標(biāo)準(zhǔn)不同，分類的結(jié)果也一定不同。

③能依據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類。

過(guò)程與方法

①能舉例說(shuō)明生活中的分類，并指出分類的標(biāo)準(zhǔn)。

②學(xué)會(huì)把分類法用于實(shí)際解題過(guò)程中。

二、情感態(tài)度與價(jià)值觀

①充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)學(xué)生善于合作、勤于思考、勇于實(shí)踐、樂(lè)于創(chuàng)新的科學(xué)精神。

②體驗(yàn)分類法的重要意義。

三、教學(xué)重點(diǎn)

用樹(shù)狀分類法從物質(zhì)組成和性質(zhì)對(duì)物質(zhì)分類的概念圖。

四、教學(xué)難點(diǎn)

分類法在解題中的應(yīng)用。

五、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

[引入]多媒體展示超市琳瑯滿目的商品。以超市購(gòu)物為例，面對(duì)如此豐富的商品，如何快速找到自己所需要的東西，自然要用到分類。由此可見(jiàn)，分類是一種行之有效、簡(jiǎn)單易行，而且生活中被人普遍使用的手段。

[設(shè)計(jì)意圖：從貼近學(xué)生生活的實(shí)例入手，導(dǎo)入自然，而且給出圖片，能激發(fā)學(xué)生的興趣，激活他們的思維]

[板書(shū)]分類：把大量事物按照事先設(shè)定的“標(biāo)準(zhǔn)”進(jìn)行分類，是人們最熟悉的、也是最方便的工作方法。

[講述]根據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)的不同，把分類分為樹(shù)狀分類法和交叉分類法，所以在分類的時(shí)候一定要強(qiáng)調(diào)分類的標(biāo)準(zhǔn)是什么。舉一個(gè)大家熟知的例子：運(yùn)動(dòng)員田亮和姚明，按國(guó)籍分都是國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)員；按運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目分，田亮是跳水運(yùn)動(dòng)員，而姚明是籃球運(yùn)動(dòng)員；按性別分，他們都是男運(yùn)動(dòng)員。按不同的分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類的方法叫做交叉分類法，而樹(shù)狀分類法是對(duì)同類事物進(jìn)行連續(xù)分類的方法。

交叉分類法引導(dǎo)我們從不同角度認(rèn)識(shí)事物，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)的全面性，培養(yǎng)發(fā)散思維能力，做到由此及彼，舉一反三；而樹(shù)狀分類法是對(duì)同類事物進(jìn)行連續(xù)分類的方法，此分類方法層次鮮明、一目了然，完成對(duì)事物的系統(tǒng)性把握。

[設(shè)計(jì)意圖：能聯(lián)系生活中的例子，淺顯易懂，學(xué)生容易接受。田亮、姚明是學(xué)生熟知并喜愛(ài)的運(yùn)動(dòng)員，能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用化學(xué)的眼光認(rèn)識(shí)豐富多彩的物質(zhì)世界。樹(shù)狀分類法和交叉分類法同時(shí)給出，利于兩個(gè)概念進(jìn)行比較，并強(qiáng)調(diào)分類時(shí)一定指明分類的標(biāo)準(zhǔn)]

[板書(shū)]樹(shù)狀分類法：對(duì)同類事物進(jìn)行連續(xù)分類的方法。

交叉分類法：按不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類的方法。

[練習(xí)1]按照物質(zhì)的組成和性質(zhì)，對(duì)下列物質(zhì)：空氣、Fe、O2、CaO、NaOH、Na2CO3、H2SO4、CH4進(jìn)行分類，并用樹(shù)狀分類法對(duì)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分類。

[板書(shū)并總結(jié)]

設(shè)計(jì)意圖：該概念圖的構(gòu)建是對(duì)初、高中化學(xué)物質(zhì)間關(guān)系的一個(gè)整合，是樹(shù)狀分類法的典型應(yīng)用，使學(xué)生能夠直觀地了解不同類別的化學(xué)物質(zhì)之間的關(guān)系。

[練習(xí)2]運(yùn)用交叉分類法將下列物質(zhì)進(jìn)行如下分類：

以上6種分類方法中，他們的分類標(biāo)準(zhǔn)分別是什么？

[設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)分類結(jié)果來(lái)反推分類標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力，并使學(xué)生深刻領(lǐng)悟到交叉分類法的內(nèi)涵。從物質(zhì)的不同角度出發(fā)，對(duì)一組物質(zhì)的分類可以有很多種，但每一種分類都對(duì)應(yīng)著一種分類標(biāo)準(zhǔn)]

遵循由淺入深、循序漸進(jìn)的原則，先由生活中常見(jiàn)的物質(zhì)、事物的分類入手，再練習(xí)對(duì)化學(xué)物質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)等化學(xué)領(lǐng)域中的對(duì)象進(jìn)行分類。讓學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固以前的知識(shí)的同時(shí)，加深對(duì)分類標(biāo)準(zhǔn)的理解，并引導(dǎo)他們把握各類物質(zhì)之間的區(qū)別和聯(lián)系，使學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)一步系統(tǒng)化，進(jìn)一步提升他們的學(xué)習(xí)方法和思維方法。

[過(guò)渡]下面我們通過(guò)三個(gè)思維提升來(lái)研究一下如何運(yùn)用分類法。

[思維提升1]由Na、H、C、O四種元素中一種或幾種組成的化學(xué)物質(zhì)有哪些，你能對(duì)他們進(jìn)行分類嗎？（暫不考慮有機(jī)化合物）

解析：由一種或幾種元素組成的化學(xué)物質(zhì)有單質(zhì)和化合物兩種，那么由Na、H、C、O組成的單質(zhì)有：Na、H2、C、O2、O3；化合物又具體分為氧化物、酸、堿、鹽，由這四種元素組成的氧化物有：Na2O、CO2、CO、H2O、H2O2；酸有：H2CO3；堿有 NaOH；鹽有：Na2CO3、NaHCO3?；蛘吒鶕?jù)組成元素的種類，由一種元素組成（即單質(zhì)），此類物質(zhì)有：Na、H2、C、O2、O3；由兩種元素組成的物質(zhì)：Na2O、CO2、CO、H2O、H2O2；由三種元素組成的物質(zhì)：H2CO3、Na2CO3；由四種元素組成的物質(zhì)：NaHCO3。

[設(shè)計(jì)意圖：表面上看這道題目是在物質(zhì)寫(xiě)出來(lái)以后再進(jìn)行物質(zhì)的分類，而實(shí)際上我們?cè)趯?xiě)化學(xué)物質(zhì)的時(shí)候就已經(jīng)把分類滲透其中，先在腦海中分好類，再逐一寫(xiě)出。按照物質(zhì)的組成和性質(zhì)或是根據(jù)組成元素的種類兩個(gè)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，都可以把所有的化學(xué)物質(zhì)無(wú)一遺漏地寫(xiě)出來(lái)，并做到心中有數(shù)]

[思維提升2]已知

寫(xiě)出這一系列變化中涉及的化學(xué)反應(yīng)，并對(duì)它們進(jìn)行分類。

解析：本題為“物質(zhì)的分類”這一節(jié)中實(shí)踐活動(dòng)第3題的擴(kuò)充。S與C同類，都屬于非金屬元素；Na與Ca同類，都屬于金屬元素。從分類的角度，掌握同類物質(zhì)具有相似的性質(zhì)，從特殊——普通——特殊的學(xué)習(xí)方法，這也是高中階段學(xué)習(xí)物質(zhì)性質(zhì)的重要方法。所以：

化學(xué)反應(yīng)：

⑧H2SO3+Na2O Na2SO3+H2O

根據(jù)是否為化合反應(yīng)判斷：反應(yīng)①、②、③、④、⑥為一類；產(chǎn)物是否有水生成判斷，反應(yīng)⑤、⑦、⑧同一類型。

[設(shè)計(jì)意圖：同類物質(zhì)具有相似的性質(zhì)，這是我們學(xué)習(xí)化學(xué)的一種方法，也是一種技巧，我們可以根據(jù)已知的知識(shí)去推測(cè)未知的內(nèi)容，這也是分類法意義之所在。對(duì)反應(yīng)的分類與物質(zhì)的分類是類似的，從不同的視角去認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)并對(duì)它進(jìn)行分類會(huì)有不同的結(jié)果。如何進(jìn)行分類，關(guān)鍵是確定分類的標(biāo)準(zhǔn)，不同分類標(biāo)準(zhǔn)的確定，會(huì)有不同的分類結(jié)果，這就是前面提到的交叉分類法。當(dāng)然我們也可以進(jìn)行樹(shù)狀分類，如根據(jù)是不是氧化反應(yīng)：反應(yīng)1、3為一類，進(jìn)一步分，反應(yīng)1是非金屬與氧氣反應(yīng)，反應(yīng)3是金屬與氧氣反應(yīng)。由化學(xué)物質(zhì)的分類推廣到化學(xué)反應(yīng)的分類，這是能力的升華，同時(shí)也是對(duì)所學(xué)的分類知識(shí)的檢驗(yàn)]

[思維提升3]只用一種試劑鑒別下列固體物質(zhì)：CaCO3、KNO3、BaCl2、Na2O、CuSO4，并說(shuō)出鑒別的思路。

解析：從水溶性角度來(lái)看：CaCO3不溶于水，其余均溶于水，再?gòu)娜苡谒笏芤旱念伾珌?lái)看：CuSO4溶于水得藍(lán)色溶液，其余均為無(wú)色溶液，無(wú)色溶液為KNO3、BaCl2、NaOH，根據(jù)陰陽(yáng)離子性質(zhì)不同，加入已鑒別出的CuSO4，分別是無(wú)明顯現(xiàn)象、白色沉淀和藍(lán)色絮狀沉淀。

故提出鑒別方案如下：

[設(shè)計(jì)意圖：鑒別其實(shí)就是選擇一個(gè)合適的分類標(biāo)準(zhǔn)使得其中一種物質(zhì)和其余的都不一樣，這樣這一種物質(zhì)就可被鑒別出來(lái)，在剩余的物質(zhì)中，再確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，挑出一個(gè)與眾不同的，依次下去，把物質(zhì)逐一鑒別出來(lái)，這就是我們上述提到的樹(shù)狀分類法，把這顆“樹(shù)”分成多個(gè)“枝”，即每一類中只有一種物質(zhì)，而且每一次分類現(xiàn)象都必須是明顯的，這樣就可以把每一種物質(zhì)都鑒別出來(lái)。但是，如果選擇的標(biāo)準(zhǔn)不合適，比如在這道題中按物質(zhì)的組成和性質(zhì)分，Na2O為氧化物其余均為鹽，這種分類沒(méi)有明顯的現(xiàn)象，不能完成對(duì)物質(zhì)的鑒別，那么我們就需要嘗試從其他的角度入手，所以在對(duì)物質(zhì)的鑒別過(guò)程中就對(duì)我們提出了很高的要求，要求我們能從多個(gè)角度去認(rèn)識(shí)一種化學(xué)物質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，我們從物質(zhì)的組成、性質(zhì)、用途、來(lái)源等方面入手，其中物質(zhì)的性質(zhì)用得更為廣泛些，而在物質(zhì)的性質(zhì)中由于物理性質(zhì)如顏色、氣味、溶解性等可以直觀、快速地鑒別出物質(zhì)，往往優(yōu)先被考慮]

[練習(xí)3]利用你所學(xué)的知識(shí)，用盡可能多的方法對(duì)下列物質(zhì)進(jìn)行簡(jiǎn)單分類，CH4、HNO3、CuO、Na2SO4、Ca（OH）2、H2、H2SO4。

①樹(shù)狀分類法

②交叉分類法

按照有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物可以將他們分為：

有機(jī)化合物 CH4無(wú)機(jī)化合物 HNO3CuO Na2SO4Ca(OH)2H2H2SO4

按照物質(zhì)的狀態(tài)可分為：

氣態(tài) H2CH4液態(tài) HNO3H2SO4固態(tài) CuOCa(OH)2Na2SO4

按照水溶性可分為：

難溶物 H2CH4CuO微溶物 Ca(OH)2可溶物 HNO3Na2SO4H2SO4

[設(shè)計(jì)意圖：這道題是一道開(kāi)放性的題目，直接考查了學(xué)生對(duì)化學(xué)物質(zhì)分類的認(rèn)識(shí)，通過(guò)發(fā)散性思維，根據(jù)不同的分類方法和分類標(biāo)準(zhǔn)，分類的結(jié)果也會(huì)有很多種。通過(guò)練習(xí)，使學(xué)生了解到對(duì)一類化學(xué)物質(zhì)可以同時(shí)使用樹(shù)狀分類法和交叉分類法，而不是只能使用其中的一種，兩種分類法相互補(bǔ)充，同時(shí)使用后，一些物質(zhì)的性質(zhì)就會(huì)一目了然，如該題中的H2是一種難溶于水的氣體單質(zhì)]

[總結(jié)]分類是把某些特征相似的物體歸類到一起的方法，它是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)物質(zhì)及其變化的一種常用的科學(xué)方法。分類是一種方法，是一種思想，要將這種方法、這種思想在平常的解題過(guò)程中體現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)對(duì)分類法的使用，可以使原本復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，對(duì)知識(shí)的掌握更加條理化、系統(tǒng)化，對(duì)事物的認(rèn)識(shí)也更加全面化。

[1]宋心琦等.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)化學(xué)1（必修）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[2]顧曄.談“物質(zhì)的分類”在新教材中的地位和作用[J].化學(xué)教育，2008（2）.

張華偉）