基于“物質(zhì)的構(gòu)成奧秘”談化學(xué)模型認(rèn)知能力的培養(yǎng)

鄭雪珠

摘 要：模型認(rèn)知是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容之一，對(duì)加深學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)、提升學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)具有促進(jìn)作用，因此教師應(yīng)將學(xué)生模型認(rèn)知能力的培養(yǎng)作為教學(xué)重點(diǎn)，結(jié)合自身教學(xué)實(shí)際認(rèn)真落實(shí)。眾所周知，初中化學(xué)涉及一些微觀世界的知識(shí)點(diǎn)，為了加深學(xué)生的認(rèn)識(shí)，教師應(yīng)積極尋找有效的途徑，即結(jié)合具體問(wèn)題情景，通過(guò)引導(dǎo)與訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生模型認(rèn)知能力的提升。文章對(duì)初中化學(xué)涉及的模型進(jìn)行了簡(jiǎn)單探討，指出了培養(yǎng)學(xué)生模型認(rèn)知能力應(yīng)遵守的原則，提出了相關(guān)培養(yǎng)途徑，以供參考。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué);模型認(rèn)知能力;培養(yǎng)途徑;研究

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 收稿日期：2019-12-02 文章編號(hào)：1674-120X（2020）16-0088-02

模型是一種對(duì)事物的抽象性概括，可以幫助人們更加深入地研究事物，靈活地掌握事物的相關(guān)性質(zhì)，提高人們解決問(wèn)題的效率。顯然，模型包括了事物的主要特征，對(duì)理解事物的本質(zhì)具有重要意義。初中化學(xué)學(xué)科中的模型主要是針對(duì)無(wú)法用肉眼直接觀察的事物，如原子、分子等。培養(yǎng)學(xué)生的模型認(rèn)知能力，可以幫助學(xué)生理解物質(zhì)內(nèi)部的構(gòu)成，更好地掌握物質(zhì)的宏觀性質(zhì)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與理解能力意義重大。因此，在授課中，教師應(yīng)結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐，積極探尋培養(yǎng)學(xué)生模型認(rèn)知能力的有效途徑，保證培養(yǎng)工作不折不扣地落實(shí)。

一、初中化學(xué)模型概述

初中化學(xué)“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”這一單元，主要介紹了分子、原子以及原子結(jié)構(gòu)等知識(shí)，從微觀角度對(duì)物質(zhì)的構(gòu)成進(jìn)行了講述。能否深入理解分子和原子，關(guān)系著學(xué)生以后對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)。因此，通過(guò)構(gòu)建分子和原子模型，幫助學(xué)生記憶與理解，是授課的重點(diǎn)。

分子模型：分子由原子構(gòu)成。構(gòu)成物質(zhì)的分子是保持該物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子。不同原子構(gòu)成不同分子，從而形成了各種各樣的化學(xué)物質(zhì)。初中化學(xué)中有關(guān)分子模型的知識(shí)點(diǎn)不多。原子模型：在化學(xué)變化中，原子不能再分，是化學(xué)變化的最小粒子。原子主要由原子核和核外電子構(gòu)成，其中原子核位于原子的中心，體積較小，由質(zhì)子和中子構(gòu)成。質(zhì)子帶正電，中子不帶電。原子所帶正電核數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相等。原子本身不顯電性，但失去電子則變?yōu)殛?yáng)離子，得到電子則變?yōu)殛庪x子。在進(jìn)行原子核模型學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生需要牢固掌握以下內(nèi)容：核電核數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù);中子數(shù)不一定等于質(zhì)子數(shù);原子內(nèi)可以沒(méi)有中子。

在講解原子模型時(shí)有一個(gè)非常重要的概念，即“相對(duì)原子質(zhì)量”。以一種碳原子的質(zhì)量的1/12為標(biāo)準(zhǔn)，其他原子的質(zhì)量與它相比所得到的值，稱為這種原子的相對(duì)原子質(zhì)量。

二、培養(yǎng)模型認(rèn)知能力的原則

在初中化學(xué)授課中培養(yǎng)學(xué)生的模型認(rèn)知能力，可使學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)物質(zhì)本質(zhì)，更好地學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，所以教師應(yīng)積極踐行學(xué)生模型認(rèn)知能力的培養(yǎng)工作。結(jié)合以往教學(xué)實(shí)踐得出，在開(kāi)展培養(yǎng)工作時(shí)遵守以下原則，可獲得良好效果：

其一，啟發(fā)性原則。無(wú)論是講解模型知識(shí)還是組織學(xué)生開(kāi)展訓(xùn)練活動(dòng)，都不能直接將結(jié)果告知學(xué)生，而應(yīng)通過(guò)設(shè)置相關(guān)問(wèn)題給予學(xué)生啟發(fā)，要求學(xué)生自己聯(lián)系所學(xué)，積極思考、認(rèn)真討論，尋找問(wèn)題的答案，使學(xué)生參與到知識(shí)的形成過(guò)程中，以加深學(xué)生印象。其二，趣味性原則。初中化學(xué)分子、原子模型較為抽象，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師應(yīng)注重增強(qiáng)課堂的趣味性，既可運(yùn)用多媒體技術(shù)化抽象為具體，也可制作實(shí)物模型，使學(xué)生更加清晰、直觀地認(rèn)識(shí)分子與原子模型。另外，靈活運(yùn)用多種授課方式，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的新鮮感，積極營(yíng)造活潑的課堂氛圍，使學(xué)生在愉悅的氛圍中完成對(duì)模型知識(shí)的學(xué)習(xí)。其三，優(yōu)化性原則。培養(yǎng)學(xué)生模型認(rèn)知能力時(shí)，不能滿足于現(xiàn)狀，應(yīng)樹(shù)立良好的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，認(rèn)真分析培養(yǎng)工作中遇到的問(wèn)題與不足，通過(guò)理論學(xué)習(xí)以及向經(jīng)驗(yàn)豐富的教師請(qǐng)教，不斷優(yōu)化相關(guān)培養(yǎng)環(huán)節(jié)，不斷提高模型認(rèn)知能力的培養(yǎng)水平與質(zhì)量。

三、培養(yǎng)模型認(rèn)知能力的途徑

為獲得良好的模型認(rèn)知能力的培養(yǎng)效果，應(yīng)結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際以及初中化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，積極探尋與之相關(guān)的培養(yǎng)途徑。

（一）做好教材內(nèi)容的講解，夯實(shí)基礎(chǔ)

牢固掌握教材內(nèi)容，是培養(yǎng)學(xué)生模型認(rèn)知能力的基礎(chǔ)，因此教師應(yīng)積累與應(yīng)用優(yōu)秀的授課方法，做好教材內(nèi)容的講解，使學(xué)生牢固夯實(shí)基礎(chǔ)，為模型認(rèn)知能力的培養(yǎng)做好鋪墊。一方面，分子以及原子用肉眼難以觀察，所以應(yīng)充分利用現(xiàn)有教學(xué)資源為學(xué)生細(xì)致、透徹地講解分子與原子模型，既可以運(yùn)用多媒體技術(shù)制作直觀的教學(xué)課件，在課堂上從不同角度給學(xué)生展示，又可以鼓勵(lì)學(xué)生利用生活中的材料，嘗試著制作相關(guān)物質(zhì)的分子的球棍模型。另一方面，為避免學(xué)生走進(jìn)理解的誤區(qū)，應(yīng)結(jié)合學(xué)生易混淆的知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)相關(guān)的問(wèn)題，對(duì)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)訓(xùn)練。學(xué)生通過(guò)基礎(chǔ)訓(xùn)練能夠發(fā)現(xiàn)與糾正理解的誤區(qū)，切實(shí)夯實(shí)相關(guān)模型的基礎(chǔ)知識(shí)。

例1：分子模型可以直觀地表示分子的微觀結(jié)構(gòu)，分子模型中不同顏色、大小的小球代表不同的原子，圖1所示的分子模型表示的分子是（）

A.HCHO? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?B.CO2

C.NH3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?D.CH4

該題目是對(duì)分子模型的直接考查。認(rèn)真觀察圖1可知，該分子由三種原子構(gòu)成，分析給出的四個(gè)選項(xiàng)，只有A選項(xiàng)由三種原子構(gòu)成，因此正確答案為A。

（二）注重經(jīng)典例題的分析，深化理解

初中化學(xué)涉及模型的知識(shí)點(diǎn)較多，因此僅僅讓學(xué)生記憶理論知識(shí)是不行的，還需要通過(guò)分析經(jīng)典例題，進(jìn)一步深化學(xué)生理解，保證學(xué)生能夠正確運(yùn)用模型知識(shí)來(lái)分析、解答化學(xué)試題。一方面，初中化學(xué)課堂時(shí)間寶貴，為提高授課效率，教師平時(shí)應(yīng)注重經(jīng)典例題的積累，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容及時(shí)地展示給學(xué)生。先鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)所學(xué)獨(dú)立思考，嘗試著解答;然后與學(xué)生一起分析解題思路，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固所學(xué)，掌握分析化學(xué)問(wèn)題的方法與步驟，遇到相似題型時(shí)能夠及時(shí)破題。另一方面，鼓勵(lì)學(xué)生做好例題聽(tīng)課總結(jié)，尤其認(rèn)真分析例題特點(diǎn)以及相關(guān)的解題方法，反思解答過(guò)程中存在的問(wèn)題，并認(rèn)真分析原因，看是對(duì)模型認(rèn)知不夠深入還是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握不牢固，然后加以強(qiáng)化。

例2：如圖2所示，甲是溴（Br）的原子結(jié)構(gòu)示意圖，乙摘自元素周期表。下列說(shuō)法正確的是（）

A.甲元素屬于金屬元素

B.甲、乙兩種元素形成化合物的化學(xué)式是NaBr

C.乙原子的核內(nèi)中子數(shù)為11

D.甲原子核外共有5個(gè)電子層

該題目很好地考查了原子結(jié)構(gòu)知識(shí)，對(duì)深化學(xué)生對(duì)原子模型的理解很有意義。溴元素屬于非金屬元素，A錯(cuò)誤;溴元素最外層電子數(shù)為7，容易得到1個(gè)電子，顯-1價(jià)，鈉元素最外層電子數(shù)是1，容易失去1個(gè)電子而顯+1價(jià)，B項(xiàng)正確;乙中的質(zhì)子數(shù)是11，而非中子數(shù)，C錯(cuò)誤;由圖可知甲原子核外共有4個(gè)電子層，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

（三）創(chuàng)設(shè)相關(guān)問(wèn)題情景，鼓勵(lì)思考

為使學(xué)生遇到相關(guān)問(wèn)題時(shí)能夠及時(shí)找到解題思路，促進(jìn)模型認(rèn)知能力的進(jìn)一步提升，教師在授課過(guò)程中應(yīng)多給學(xué)生提供思考的機(jī)會(huì)，不斷提高其思維的嚴(yán)謹(jǐn)性，使其掌握與積累相關(guān)的解題技巧。一方面，在講解相關(guān)例題后，可及時(shí)設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題，并給學(xué)生留下一定的思考時(shí)間，要求學(xué)生運(yùn)用從例題中學(xué)習(xí)到的方法進(jìn)行解答，以檢驗(yàn)學(xué)生是否真正地理解與掌握所學(xué);另一方面，為提高學(xué)生思考的積極性，可靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法，如小組競(jìng)賽法，即讓班級(jí)學(xué)生分成若干小組，相互比賽，看哪個(gè)小組先得出正確結(jié)果，在激活初中化學(xué)課堂的同時(shí)，提高學(xué)生思考的熱情。

例3：化學(xué)上常用元素符號(hào)左下角的數(shù)字表示原子的質(zhì)子數(shù)，左上角的數(shù)字表示原子的中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之和，如C表示核內(nèi)有6個(gè)質(zhì)子和7個(gè)中子的碳原子。下列關(guān)于I和I的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）

A.各一個(gè)原子相比較，質(zhì)子數(shù)相同

B.各一個(gè)原子相比較，中子數(shù)相同

C.各一個(gè)原子相比較，核外電子數(shù)相同

D.屬于同種元素

根據(jù)所學(xué)的原子模型以及題干已知條件，因?yàn)镮和I的左下角的數(shù)字均是53，表明其質(zhì)子數(shù)均為53，則對(duì)應(yīng)的中子數(shù)分別為78，74，故A，C，D項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。

（四）加強(qiáng)相關(guān)試題的訓(xùn)練，提升能力

為進(jìn)一步提高學(xué)生的模型認(rèn)知能力，教師應(yīng)積極組織學(xué)生加強(qiáng)相關(guān)試題訓(xùn)練，通過(guò)開(kāi)展有針對(duì)性的專題訓(xùn)練，不斷提高學(xué)生應(yīng)用模型知識(shí)解題的靈活性，實(shí)現(xiàn)能力的提高。一方面，認(rèn)真分析學(xué)生作業(yè)以及測(cè)試情況，了解學(xué)生容易出錯(cuò)的知識(shí)點(diǎn)，做好合理的授課安排，積極開(kāi)展有針對(duì)性的訓(xùn)練活動(dòng)：篩選學(xué)生以往出錯(cuò)的題目，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行錯(cuò)題重做，以避免其再次出現(xiàn)類似的錯(cuò)誤，進(jìn)而幫助學(xué)生提高解題的正確率，樹(shù)立解題的信心。另一方面，認(rèn)真分析近幾年的中考試題，注重選擇新穎性試題，對(duì)學(xué)生進(jìn)行專題訓(xùn)練，開(kāi)闊學(xué)生視野，使學(xué)生通過(guò)訓(xùn)練掌握解答新穎性試題的方法，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到只有牢固掌握基礎(chǔ)，把握模型本質(zhì)，才能以不變應(yīng)萬(wàn)變，順利解答各類試題。

例4：某元素R的原子序數(shù)為m，能夠形成核外有x個(gè)電子的Rn+ 離子。下列關(guān)系式一定正確的是（ ）

A.m=n? ? ?B.m=n+x? ? ? C.m=n-x? ? ? D. m=x-n

此題較為新穎，間隔地考查了學(xué)生對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)與理解，顯然只有牢固掌握原子模型，才能正確求解。原子序數(shù)為m表示該元素的質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)為m，該離子顯+n價(jià)，表明其失去n個(gè)電子，此時(shí)核外還有x個(gè)電子，不難得出關(guān)系式m=n+x，故B項(xiàng)正確。

在初中化學(xué)授課中培養(yǎng)學(xué)生模型認(rèn)知能力的過(guò)程較為漫長(zhǎng)。因此，教師應(yīng)做好充分的教學(xué)規(guī)劃，結(jié)合以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，制訂詳細(xì)的授課目標(biāo)與計(jì)劃，尤其要做好教材中有關(guān)化學(xué)模型知識(shí)的剖析，認(rèn)真培養(yǎng)學(xué)生的模型認(rèn)知能力，并遵守的原則，積極尋找、大膽運(yùn)用新的培養(yǎng)途徑，并認(rèn)真優(yōu)化培養(yǎng)教學(xué)中的不足，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)水平的進(jìn)一步提高，高效、圓滿地完成學(xué)生模型認(rèn)知能力的培養(yǎng)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱萬(wàn)菁.初中化學(xué)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的途徑探析[J].科學(xué)咨詢·科技·管理，2019（11）：170.

[2]周孝容.基于“模型認(rèn)知”的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究[D].昆明：云南師范大學(xué)，2019.