在化學(xué)教學(xué)中將宏觀辨識(shí)與微觀探析有機(jī)結(jié)合

郭輝

《水的組成》是初中化學(xué)第四單元課題2的內(nèi)容，我是這樣設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的：在演示水的電解實(shí)驗(yàn)過程中，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考，問題1：看到什么現(xiàn)象？?jī)芍г嚬芏加袩o色的氣體生成，是什么物質(zhì)？怎么驗(yàn)證？問題2：物質(zhì)是由元素組成的，那么水也是由元素組成的，是由什么元素組成的？你是怎么知道的？分析與解釋：與電源負(fù)極連接的試管產(chǎn)生的氣體能夠燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，證明是氫氣，氫氣是由氫元素組成的；與電源正極連接的試管產(chǎn)生的氣體能夠使帶有火星的木條復(fù)燃，證明是氧氣，氧氣是由氧元素組成的；水在通電的條件下，生成了氫氣和氧氣，這是一個(gè)什么反應(yīng)類型？（分解反應(yīng)），根據(jù)第三單元學(xué)習(xí)學(xué)生知道：化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，得出水是由氫元素和氧元素組成的。這兩個(gè)問題從宏觀層面設(shè)計(jì)問題促使學(xué)生對(duì)電解水實(shí)驗(yàn)和水的宏觀組成有了理解和掌握。

問題3：物質(zhì)由分子構(gòu)成，水由水分子構(gòu)成，那么水分子是怎么樣的？它由什么原子構(gòu)成？怎么構(gòu)成？一個(gè)水分子中有幾個(gè)原子？氫元素的原子是氫原子，氧元素的原子是氧原子，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中原子的種類、數(shù)目不變，可以推出水分子是由氫原子和氧原子構(gòu)成的。

提供資料：相同條件下（常溫常壓），氣體的體積比等于分子數(shù)比。

問題4：如何從微觀角度分析水電解的化學(xué)過程呢？能否從定量的角度去分析產(chǎn)生的氫氣和氧氣的體積比2∶1？這個(gè)體積比能否推理出水分子的構(gòu)成呢？學(xué)生認(rèn)識(shí)的障礙點(diǎn)是：怎么根據(jù)產(chǎn)生的氫氣和氧氣的體積比2∶1，推理出水分子中氫原子與氧原子的個(gè)數(shù)比是2∶1？從促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展的角度出發(fā)，具體解決措施是：利用小球模型、在白板上用微觀動(dòng)畫的教學(xué)措施讓學(xué)生感性認(rèn)知水分子分解的微觀過程，確定水的化學(xué)式為H2O。這兩個(gè)問題從微觀設(shè)計(jì)問題促使學(xué)生理解宏觀現(xiàn)象的成因。

通過練習(xí)和提問學(xué)生知道，學(xué)生對(duì)水的電解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和變化過程理解透徹，能夠由宏觀世界轉(zhuǎn)向微觀世界，從微觀的角度認(rèn)識(shí)宏觀世界。本節(jié)課是繼第三單元《物質(zhì)構(gòu)成的奧秘》學(xué)習(xí)了分子、原子和離子等微觀粒子概念后將微觀粒子動(dòng)態(tài)化的一個(gè)版塊，并對(duì)以后學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律，認(rèn)識(shí)和分析化學(xué)變化及其本質(zhì)奠定基礎(chǔ)，在教材中起到了承前啟后的作用。將抽象問題具體化，通過引導(dǎo)學(xué)生將宏觀辨識(shí)與微觀探析有機(jī)結(jié)合，很好的培養(yǎng)了學(xué)生由現(xiàn)象到本質(zhì)的分析能力和邏輯思維能力。

在關(guān)于《分子和原子》的內(nèi)容教學(xué)中，為了使學(xué)生對(duì)微觀性的分子、原子有一個(gè)宏觀的認(rèn)識(shí)，可以將玉米與芝麻這兩類物質(zhì)相混合，使學(xué)生獲得關(guān)于分子、原子特征的啟發(fā)。當(dāng)學(xué)生認(rèn)識(shí)到分子與原子之間的區(qū)別之后，教師可以再進(jìn)一步引導(dǎo)，“分子之間會(huì)不會(huì)存在間隔？”通過問題的思考與探究，使學(xué)生深化對(duì)知識(shí)的理解。在這一例子中，分子和原子屬于微觀世界中的物質(zhì)，而玉米和芝麻則是宏觀世界中的物質(zhì)，其中這兩組對(duì)象之間的特征差異就是“標(biāo)志”。

從宏觀與微觀兩個(gè)角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)的特殊視角是化學(xué)不同于其他科學(xué)最特征的思維方式。從微觀上看，化學(xué)變化就是一個(gè)“破而立 的過程，即在一定條件下，構(gòu)成原物質(zhì)的分子被破壞，分裂成原子，原子重新組合成其他物質(zhì)的分子，再由這些分子構(gòu)成物質(zhì)，有的原子可直接構(gòu)成物質(zhì)。例如氧化汞發(fā)生分解反應(yīng)時(shí)，在受熱的條件下，每個(gè)氧化汞分子分成一個(gè)氧原子和一個(gè)汞原子，每?jī)蓚€(gè)氧原子重新組合構(gòu)成一個(gè)氧分子，大量的氧分子構(gòu)成了氧氣。大量的汞原子直接構(gòu)成了金屬汞。

在宏觀--微觀--符號(hào)之間建立聯(lián)系，是化學(xué)學(xué)科特有的思維方式，化學(xué)是通過微觀解釋宏觀性質(zhì)的一門學(xué)科，和其他學(xué)科不同的思維方式就是宏觀和微觀的聯(lián)系。在化學(xué)教學(xué)中將宏觀辨識(shí)與微觀探析有機(jī)結(jié)合不僅可以通過微觀說明物質(zhì)的構(gòu)成和變化，還可以通過宏觀展示物質(zhì)的形態(tài)和本質(zhì)，通過觀察、想象、類比、模型化得方法使學(xué)生理解化學(xué)現(xiàn)象后的本質(zhì)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，建立科學(xué)的物質(zhì)觀。