促進初中生微粒觀形成的思考和實踐

曹 力

（南京市鼓樓區寧海中學分校 江蘇 南京 210036）

《義務教育化學課程標準(2011年版)》指出：化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質及其應用的一門基礎自然科學。因此，初中化學教學中的一個重要任務就是幫助學生從微觀的角度認識物質世界，建立起對宏觀物質的微粒性認識，形成對物質性質及其變化的微觀認識，形成科學的微粒觀。但是，有關微粒觀的知識是比較抽象的，在教材中分散在諸多單元，這對于處于化學啟蒙階段的初中學生而言，無疑具有一定的難度。這就需要教師從教材的宏觀結構出發，進行統籌安排和系統設計，確定每一階段的學習要求；在教學中通過觀察圖片、模型和動畫，分組實驗及實驗解釋，高層次的問題討論，真實情景下實際問題的解決等多樣化的學生活動，幫助學生逐步構建微粒觀的知識體系并引導學生運用微粒觀的知識解決問題。

一、分析教材中關于微粒觀的內容，進行統籌安排與系統設計

教學中應依據課標的要求和教材的內容分布，在學生已有的認知水平上，對各種涉及微粒觀的內容及要求進行統籌安排與系統設計，幫助學生的微粒觀隨著學習的深入而不斷地深化。結合教材（人教版）內容的編排和學生的認知規律，作者對微粒觀的形成在各階段的學習要求進行了系統設計，見表1。

表1 微粒觀形成各階段的學習要求及達到水平

第四單元課題3 1.能描述出水蒸發和水電解兩個變化過程中水分子的變化情況，進一步加深對物質變化的微觀認識；2.能從微觀角度區分物質的類別。課題4 能說出化學式周圍數字的含義，認識化學式的微觀含義。第五單元課題1 能用微粒的觀點解釋質量守恒定律。完善微粒觀知識體系——基本知道初中階段關于微粒觀的所有知識并形成知識網絡課題2 能說出化學計量數的微觀含義，進一步認識化學反應的微觀實質。階段復習課 能歸納出微粒觀的核心概念，找出概念間的聯系，形成知識網絡第六單元1.能解釋金剛石、石墨物理性質不同的原因；2.能解釋一氧化碳、二氧化碳性質不同的原因；3.初步認識結構對性質的影響。第九單元 能說出蔗糖和氯化鈉溶解的微觀過程，能用微粒的觀點解釋溶液具有均一的原因。1.能從微觀的角度認識酸、堿溶液的通性；2.能用微粒的觀點解釋中和反應；3.能從微觀的角度認識pH的含義。第十一單元 能用微粒的觀點解釋復分解反應的條件。專題復習課 1.能從微觀的角度認識物質的類別、性質和變化；2.能用微粒的觀點解釋常見問題。第十單元初步形成微粒觀——在教師的提醒下能夠運用微粒觀的知識認識問題、解釋問題成熟微粒觀的形成——自覺運用微粒觀的知識認識問題、解釋問題

由上表可以看出，微粒觀的形成是一個系統工程，在教學中要把握每一階段的學習要求，既要幫助學生達到某階段相應的觀念水平，為下一階段的學習打下基礎，也不能在某階段對學生要求過高，使學生對于微粒觀知識的學習產生畏難情緒。

二、通過多樣化的學生活動，幫助學生逐步構建微粒觀的知識體系

1.通過觀察圖片、模型或動畫，收獲微觀知識

［教學片段1］

師：隨著科學技術的進步，通過先進的科學儀器我們可以觀察到一些微觀粒子。

投影：圖2、圖3和圖4

圖2 苯分子

圖3 通過移走硅原子構成的文字

圖4 氯化鈉晶體模型

生：認真觀察。

師：通過觀察這些圖片你收獲了哪些微觀方面的知識？

生：物質是由微觀粒子構成的；這些微觀粒子是真實存在的。

師：那么從圖片中可以看出構成物質的粒子有哪些？

生：分子、原子和離子。

教學中利用模型、模擬等方法，使抽象問題形象化、直觀化，可以豐富學生的微觀世界，這樣的例子還有許多。比如，通過觀察氧分子、氫分子、二氧化碳分子和氨分子的模型（教材50頁），學生可以很輕松地得出分子由原子構成的結論，再經過教師的引導，還可以得出有些分子由同種原子構成，大多數分子由不同種原子構成。再比如，通過對水蒸發和水電解過程中水分子動畫的觀察，學生也能夠比較輕松得出結論：物理變化中分子一般不發生改變；化學變化中分子破裂成原子，原子重組成新分子，原子不發生改變。學生通過分析圖表的信息，并用恰當的語言表達出來，不僅收獲了知識，更提升了觀察能力、分析圖表能力和語言表達能力。

2.通過實驗體驗，收獲微觀知識

［教學片段2］

師：下面將進行男女生力氣對抗賽。男同學用注射器吸取15mL水，女同學用注射器吸取15mL空氣，所有同學用手堵住管口，另一只手壓縮注射器活塞，看看誰壓得動？

生：興趣盎然地進行實驗。

師：怎么樣，男同學沒有女同學力氣大？那是因為什么原因呢？

生：水分子間的間隙較小，不容易被壓縮；空氣中氣體分子間的間隙較大，容易被壓縮。

實驗教學是化學學科的一大特點，要培養微粒觀，與學生已有經驗和實際生活相關的探究實驗必不可少，這類實驗還有很多。比如，通過教材中氨分子運動現象的分組實驗，學生可以感知氨分子的真實存在且不斷運動。再比如，通過品紅在冷水、熱水中擴散情況的不同，學生可以感知品紅分子的運動，還能了解溫度越高分子運動速率越快。學生在實驗中感知、體會、思考，在獲得化學知識的同時，也體驗到科學探究的過程和樂趣。

3.通過思考、討論高層次問題，收獲微觀知識

［教學片段3］

師：1911年著名物理學家盧瑟福為探索原子的內部結構進行了實驗。在用一束比原子小的多的帶正電的、質量比電子大得多的高速運動的α粒子轟擊金箔，產生了如圖5所示的現象。

圖5 α粒子運動軌跡示意圖

師：大多數α粒子能穿透金箔而不改變原來的運動方向，說明原子內部的結構是怎樣的？

生：原子內部有很大的空間，不是實心球體。

師：一小部分α粒子改變了原來的運動方向，為什么？

生討論后回答：小部分α粒子經過了原子核附近，受到了排斥，說明原子核帶正電。

師：有極少部分α粒子被彈了回來，說明了什么？

生討論后回答：極少數α粒子正好撞到了原子核上，被彈了回來。說明原子核體積小但質量大。

教學中將核心概念轉化為高水平的問題，并以問題引領學生主動地思考、討論，不僅可以幫助學生積極地去獲取知識，還可以提升學生的思維能力，使學生在問題解決活動中受到思維的鍛煉和情感的陶冶。

三、引導學生運用微粒觀的知識解決問題，形成微粒觀

1.挖掘教材資源，引導學生運用微粒觀的知識解決問題

［教學片段4］

師：金剛石和石墨都是碳單質，為什么物理性質不同呢？

生：答不出。

師：沒關系，大家對比一下金剛石和石墨的結構模型（如圖6、圖7所示），看看能否找到答案。

圖6 金剛石的結構

圖7 石墨的結構

生：原來是碳原子排列方式的不同。

師：大家再想想，物質性質的不同可能是什么原因導致的？

生：物質的結構不同。

師：很好。微觀粒子的結構決定了宏觀物質的性質，這是化學學習的一個重要思想。

在教學中要準確理解教材設計的意圖，遇到類似的內容，教師應積極引導學生運用微粒觀解決問題，隨著這類問題解決次數的增多，學生的微粒觀也在慢慢地形成。

2.創設真實情境，幫助學生自覺運用微粒觀的知識解決問題

［教學片段5］

師：還記得化學課的第一節課，玻璃棒的精彩表演——將分別蘸有濃鹽酸和濃氨水的兩根玻璃棒靠近，產生大量白煙。經過一年的化學學習，現在的你能解釋產生白煙的原因嗎？

生討論后回答：氨分子和氯化氫分子不斷運動，相遇后發生化學反應，產生氯化銨固體，形成白煙。

師：如圖8裝置進行實驗，甲、乙兩微型燒杯里分別盛放濃鹽酸和濃氨水，可以看到容器中有白煙產生。你能解釋為什么白煙更靠近甲燒杯嗎？

圖8 氨分子和氯化氫分子運動速率比較的實驗

生思考、討論后回答：氨分子比氯化氫分子運動速率更快。

教學情境的創設可以把抽象、枯燥的化學知識變得生動、豐富多彩，同時可以提升學生在全新的情境中運用知識解決問題的能力。教學情境創設的素材可以是科學實驗情境，也可以來自學生的生活經驗、社會熱點、工農業生產等等。在真實的、不熟悉的情境下能夠自覺運用微粒觀的知識解決問題，說明學生的微粒觀已經形成并成熟。

［1］教育部.“義務教育化學課程標準”［S］.北京：北京師范大學出版社，2011

［2］薛春蘭.九年級化學環境保護內容的教學策略 ［J］.化學教學，2012，（11）：17～19

［3］盧 巍.對化學基本觀念及 “觀念建構”教學的認識［J］.當代教育科學，2010，（18）：62～64