初中化學(xué)微粒觀有序構(gòu)建的教學(xué)策略研究

高金維

摘 要：微粒觀是義務(wù)教育階段要求學(xué)生構(gòu)建的基本觀念之一。只有讓學(xué)生切實(shí)構(gòu)建物質(zhì)的微粒觀，從微觀視角認(rèn)識(shí)和考察物質(zhì)世界，才能為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文筆者通過(guò)對(duì)微粒觀進(jìn)行剖析，提出了初中化學(xué)對(duì)微粒觀教學(xué)的具體策略，使學(xué)生有序地構(gòu)建微粒觀。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；微粒觀；有序構(gòu)建；初中化學(xué)

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，“化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的一門(mén)基礎(chǔ)自然科學(xué)，其特征是研究分子和創(chuàng)造分子……使學(xué)生從化學(xué)的角度初步認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界?！?，畢華林教授提出了化學(xué)學(xué)習(xí)的三重表征思維方式，即從宏觀、微觀和、符號(hào)三種水平上認(rèn)識(shí)和理解化學(xué)知識(shí)，并建立三者之間的內(nèi)在聯(lián)系，形成化學(xué)學(xué)科特有的思維方式。其中微觀表征就是我們?nèi)藗兤胀ㄒ饬x上的微粒觀。初中化學(xué)要求滲透的微粒觀主要包括：物質(zhì)的組成是有層次的——宏觀、微觀；物質(zhì)都是由分子、原子、離子等基本微粒構(gòu)成的；微粒極其微??；微粒是不斷運(yùn)動(dòng)的；微粒間有間隙；微粒間存在著相互作用且這種作用有強(qiáng)弱之分，存在空間取向；原子（或原子團(tuán)）是化學(xué)變化的最小微粒。

一、以微粒觀的價(jià)值引導(dǎo)學(xué)生整體理解微粒觀

微粒觀是理解化學(xué)概念和其他知識(shí)的整體背景和與基礎(chǔ)，具有包攝范圍廣、概括性程度高的特征，它支配著化學(xué)知識(shí)的獲得與應(yīng)用，對(duì)于后續(xù)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)具有強(qiáng)大的遷移力。教師在落實(shí)知識(shí)和技能的同時(shí)，要不忘滲透化學(xué)基本觀念，將每一單元的知識(shí)教學(xué)目標(biāo)與微粒觀有機(jī)結(jié)合起來(lái)，確確實(shí)實(shí)地讓學(xué)生感受到宏微結(jié)合對(duì)化學(xué)知識(shí)理解的作用，切實(shí)提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

在人教版新課標(biāo)九年級(jí)《化學(xué)》中，有七個(gè)單元共十幾處涉及微粒觀的內(nèi)容，除了第三、四、五單元比較集中外，其他單元需要教師充分挖掘并明確對(duì)構(gòu)建微粒觀的作用。如下表所列：見(jiàn)表1。

通過(guò)把微粒觀的應(yīng)用分散為單元教學(xué)的目標(biāo)，可以深化單元主題，突出學(xué)習(xí)材料的認(rèn)識(shí)價(jià)值，以便學(xué)生由淺及深、循序漸進(jìn)整體理解微粒觀。

二、以微粒模型等引導(dǎo)學(xué)生深入理解微粒觀

學(xué)生對(duì)微粒有了一定的認(rèn)識(shí)，對(duì)微粒的廬山真面目更加充滿好奇，但構(gòu)成物質(zhì)的化學(xué)微粒我們?nèi)藗兺ㄟ^(guò)肉眼是無(wú)法看到的，學(xué)生很難想象出這些化學(xué)微粒的形象，這對(duì)他們的理解造成一定的困擾，教學(xué)中可以通過(guò)制作模型使學(xué)生更好的地理解化學(xué)微粒?？衫靡恍┖?jiǎn)單易得的材料，我們很容易搭建球棍模型制作分子模型，另外增設(shè)各種游戲環(huán)節(jié)使學(xué)生參與其中，感官這些微觀的世界，更加深入的地理解化學(xué)微粒，逐步構(gòu)建起微粒觀。

學(xué)生通過(guò)微粒模型不僅可以構(gòu)建分子的空間結(jié)構(gòu)，還可以演示化學(xué)反應(yīng)過(guò)程以及反應(yīng)過(guò)程中微粒的數(shù)量關(guān)系。例如，如學(xué)生通過(guò)組建氫分子、氧分子以及、水分子模型，可以很清楚的地理解水分子是由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成的。再如，在解釋“二氧化碳中不含氧氣”時(shí)，很多學(xué)生覺(jué)得難以理解，因?yàn)閺幕瘜W(xué)式上看，CO2確實(shí)好像含有O2，我們教師可以讓學(xué)生做一做二氧化碳分子、氧分子模型，學(xué)生在組建這兩個(gè)分子模型時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，二氧化碳分子中兩個(gè)氧原子的結(jié)合方式和氧分子中兩個(gè)氧原子的結(jié)合方式不一樣，老師不用解釋什么，同學(xué)們學(xué)生們自然就很清楚CO2中不含有O2了。這樣通過(guò)構(gòu)建對(duì)分子、原子模型，讓抽象的事物形象化、可視化，學(xué)生能更深入的理解微粒觀。

三、以化學(xué)實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)微粒性質(zhì)

微粒觀構(gòu)建的難點(diǎn)之一是這些微粒是看不到的，這對(duì)于初中生來(lái)講無(wú)形中增加了難度，理論結(jié)合實(shí)踐，可在實(shí)踐中讓學(xué)生使用微粒觀理解和解釋宏觀現(xiàn)象，而實(shí)踐就是借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓學(xué)生獲得一些直觀認(rèn)識(shí)，，從而降低學(xué)生理解微觀世界的難度，學(xué)生通過(guò)親身實(shí)踐，積極參與有趣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象的思考，深化學(xué)生對(duì)微粒觀的理解。

化學(xué)微粒具有：質(zhì)量和體積非常小的特點(diǎn)，，微粒是在不斷運(yùn)動(dòng)的，，微粒之間有間隔三個(gè)性質(zhì)，微粒的質(zhì)量與體積小我們到人們無(wú)法通過(guò)常規(guī)的測(cè)量得到，另外兩個(gè)性質(zhì)可以分組進(jìn)行簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。一組學(xué)生通過(guò)觀察冷、熱水中品紅的擴(kuò)散，認(rèn)識(shí)微粒是不斷運(yùn)動(dòng)的，溫度會(huì)影響它們的運(yùn)動(dòng)速率；，另一組學(xué)生通過(guò)壓縮醫(yī)用注射器里的空氣和水，認(rèn)識(shí)微粒之間是存在間隙的。，然后兩組同學(xué)經(jīng)過(guò)討論、變換實(shí)驗(yàn)來(lái)加深理解微粒的性質(zhì)。為了證明分子之間間隔很好的實(shí)驗(yàn)是50ml 酒精加入50ml 水中混合后體積小于100ml，這可以跟其他看的見(jiàn)看得見(jiàn)的實(shí)物類(lèi)比使學(xué)生跟更清楚的理解，例如顆粒比較大的半燒杯花生和顆粒比較小的半燒杯大米相混合，由于花生粒之間的間隙可以容納大米粒，這就造成兩者混合后不到一杯，通過(guò)這種類(lèi)比實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的積極性，通過(guò)宏觀現(xiàn)象來(lái)理解微觀知識(shí)，這樣就很容易把50ml 酒精加入50ml 水中混合后體積小于100ml的現(xiàn)象歸結(jié)為分子之間具有間隔。學(xué)生親自參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，有益于構(gòu)建化學(xué)知識(shí)、形成化學(xué)觀念，這種直觀的教學(xué)方式是無(wú)法替代的。另外，學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)中感知、體會(huì)、思考，在學(xué)習(xí)具體化學(xué)知識(shí)的同時(shí)，使學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)探究的過(guò)程。

四、以動(dòng)畫(huà)模擬及現(xiàn)代化教學(xué)手段幫助學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)過(guò)程實(shí)質(zhì)

化學(xué)反應(yīng)的定義是有新物質(zhì)生成，這也可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察到，但化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是組成分子的原子重新組合成新的物質(zhì)的分子的過(guò)程，這是微觀上的變化，是無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象看到的。分子模型已經(jīng)讓學(xué)生對(duì)分子的構(gòu)成有了一定的了解，講解化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)時(shí)，完全可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬分子、原子等微觀粒子的微觀結(jié)構(gòu)，并用視頻等立體的、動(dòng)態(tài)的方式模擬展示化學(xué)反應(yīng)的微觀過(guò)程， 從而使抽象的東西形象化，使靜態(tài)的理論動(dòng)態(tài)化，增進(jìn)學(xué)生的理解。例如視頻演示氧化汞分子分解反應(yīng)過(guò)程，從宏觀上看到新物質(zhì)氣體產(chǎn)生，再制作成動(dòng)畫(huà)（圖2如圖1所示），學(xué)生可以清晰地看到氧化汞分子分解的過(guò)程。不同顏色不同大小的球型體分別代表汞原子和氧原子，將代表汞原子和氧原子的球挨在一起構(gòu)成一個(gè)氧化汞分子。，加熱后氧化汞分子分為兩種不同的原子——汞原子和氧原子，而后許多汞原子聚在一起構(gòu)成汞這種物質(zhì)，每2個(gè)氧原子又重新組合成新的分子——氧分子，這樣學(xué)生可以理解氧化汞分解的反應(yīng)實(shí)質(zhì)、微粒的變化?？蛇@樣通過(guò)多媒體等現(xiàn)代教學(xué)手段把微觀世界可視化、形象化，再通過(guò)分組討論，加深對(duì)化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)的理解。

五、以“宏觀-微觀-符號(hào)”三重表征強(qiáng)化學(xué)生的微粒觀

化學(xué)符號(hào)是宏觀物質(zhì)與微觀實(shí)質(zhì)的橋梁，它從微觀層面科學(xué)簡(jiǎn)明的闡述了宏觀物質(zhì)反應(yīng)的規(guī)律，這也是化學(xué)這門(mén)學(xué)科的通用語(yǔ)言，分子、原子、離子等微粒是客觀存在的，但是學(xué)生無(wú)法輕易地通過(guò)常規(guī)方法感知到，更加無(wú)法直觀地認(rèn)識(shí)微粒的結(jié)構(gòu)及其物質(zhì)反應(yīng)的變化規(guī)律。教師在初中化學(xué)微粒觀教學(xué)中要發(fā)揮元素符號(hào)、化學(xué)式、化學(xué)方程式等各種化學(xué)符號(hào)對(duì)宏觀物質(zhì)和微觀含義的形象詮釋。例如：如在《質(zhì)量守恒定律》第二部分 “化學(xué)方程式”的教學(xué)中，為了了解化學(xué)方程式是描述化學(xué)變化的語(yǔ)言，可以設(shè)計(jì)下面的學(xué)生活動(dòng)，幫助學(xué)生借助化學(xué)符號(hào)“走進(jìn)”物質(zhì)及其變化的微觀世界，體會(huì)化學(xué)方程式作為化學(xué)反應(yīng)微觀過(guò)程、宏觀現(xiàn)象之間的橋梁作用。

化學(xué)方程式和微觀粒子的模型化教學(xué)，可以直觀地表示出物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化是要遵循質(zhì)量守恒定律的，之所以發(fā)生了化學(xué)變化不是微粒的數(shù)量減少了只是而是微粒的組成結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，并且組成結(jié)構(gòu)變了和性質(zhì)也都變了。從宏觀—微觀—符號(hào)的三重表征思維方法是構(gòu)成學(xué)生微粒觀的重要步驟，它強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)微粒觀念的理解，讓學(xué)生在潛移默化中構(gòu)建微粒觀。

六、結(jié)語(yǔ)

綜上所述總之，在初中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師可以通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)、生活或生產(chǎn)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，借助微粒模型、多媒體動(dòng)畫(huà)演示等多種教學(xué)手段將宏觀-微觀-符號(hào)三重表征相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生循序漸進(jìn)地構(gòu)建微粒觀，進(jìn)而使學(xué)生逐漸建立起從微粒角度看物質(zhì)及其變化的意識(shí)和能力，正確理解宏觀化學(xué)反應(yīng)，培養(yǎng)科學(xué)思維，解決實(shí)際問(wèn)題。

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