初中化學微粒觀有序構建的教學策略研究

高金維

摘 要：微粒觀是義務教育階段要求學生構建的基本觀念之一。只有讓學生切實構建物質的微粒觀，從微觀視角認識和考察物質世界，才能為學生今后的學習和發展打下堅實的基礎。本文筆者通過對微粒觀進行剖析，提出了初中化學對微粒觀教學的具體策略，使學生有序地構建微粒觀。

關鍵詞：初中化學；微粒觀；有序構建；初中化學

《義務教育化學課程標準》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，其特征是研究分子和創造分子……使學生從化學的角度初步認識物質世界。”，畢華林教授提出了化學學習的三重表征思維方式，即從宏觀、微觀和、符號三種水平上認識和理解化學知識，并建立三者之間的內在聯系，形成化學學科特有的思維方式。其中微觀表征就是我們人們普通意義上的微粒觀。初中化學要求滲透的微粒觀主要包括：物質的組成是有層次的——宏觀、微觀；物質都是由分子、原子、離子等基本微粒構成的；微粒極其微小；微粒是不斷運動的；微粒間有間隙；微粒間存在著相互作用且這種作用有強弱之分，存在空間取向；原子（或原子團）是化學變化的最小微粒。

一、以微粒觀的價值引導學生整體理解微粒觀

微粒觀是理解化學概念和其他知識的整體背景和與基礎，具有包攝范圍廣、概括性程度高的特征，它支配著化學知識的獲得與應用，對于后續化學知識的學習具有強大的遷移力。教師在落實知識和技能的同時，要不忘滲透化學基本觀念，將每一單元的知識教學目標與微粒觀有機結合起來，確確實實地讓學生感受到宏微結合對化學知識理解的作用，切實提升學生的核心素養。

在人教版新課標九年級《化學》中，有七個單元共十幾處涉及微粒觀的內容，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構建微粒觀的作用。如下表所列：見表1。

通過把微粒觀的應用分散為單元教學的目標，可以深化單元主題，突出學習材料的認識價值，以便學生由淺及深、循序漸進整體理解微粒觀。

二、以微粒模型等引導學生深入理解微粒觀

學生對微粒有了一定的認識，對微粒的廬山真面目更加充滿好奇，但構成物質的化學微粒我們人們通過肉眼是無法看到的，學生很難想象出這些化學微粒的形象，這對他們的理解造成一定的困擾，教學中可以通過制作模型使學生更好的地理解化學微粒。可利用一些簡單易得的材料，我們很容易搭建球棍模型制作分子模型，另外增設各種游戲環節使學生參與其中，感官這些微觀的世界，更加深入的地理解化學微粒，逐步構建起微粒觀。

學生通過微粒模型不僅可以構建分子的空間結構，還可以演示化學反應過程以及反應過程中微粒的數量關系。例如，如學生通過組建氫分子、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氫原子和一個氧原子構成的。再如，在解釋“二氧化碳中不含氧氣”時，很多學生覺得難以理解，因為從化學式上看，CO2確實好像含有O2，我們教師可以讓學生做一做二氧化碳分子、氧分子模型，學生在組建這兩個分子模型時就會發現，二氧化碳分子中兩個氧原子的結合方式和氧分子中兩個氧原子的結合方式不一樣，老師不用解釋什么，同學們學生們自然就很清楚CO2中不含有O2了。這樣通過構建對分子、原子模型，讓抽象的事物形象化、可視化，學生能更深入的理解微粒觀。

三、以化學實驗促進學生認識微粒性質

微粒觀構建的難點之一是這些微粒是看不到的，這對于初中生來講無形中增加了難度，理論結合實踐，可在實踐中讓學生使用微粒觀理解和解釋宏觀現象，而實踐就是借助化學實驗，通過實驗現象讓學生獲得一些直觀認識，，從而降低學生理解微觀世界的難度，學生通過親身實踐，積極參與有趣的化學實驗，對化學反應現象的思考，深化學生對微粒觀的理解。

化學微粒具有：質量和體積非常小的特點，，微粒是在不斷運動的，，微粒之間有間隔三個性質，微粒的質量與體積小我們到人們無法通過常規的測量得到，另外兩個性質可以分組進行簡單的實驗來驗證。一組學生通過觀察冷、熱水中品紅的擴散，認識微粒是不斷運動的，溫度會影響它們的運動速率；，另一組學生通過壓縮醫用注射器里的空氣和水，認識微粒之間是存在間隙的。，然后兩組同學經過討論、變換實驗來加深理解微粒的性質。為了證明分子之間間隔很好的實驗是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看得見的實物類比使學生跟更清楚的理解，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，通過這種類比實驗，激發學生的積極性，通過宏觀現象來理解微觀知識，這樣就很容易把50ml 酒精加入50ml 水中混合后體積小于100ml的現象歸結為分子之間具有間隔。學生親自參與化學實驗，對實驗現象的觀察，有益于構建化學知識、形成化學觀念，這種直觀的教學方式是無法替代的。另外，學生能在實驗中感知、體會、思考，在學習具體化學知識的同時，使學生體驗到科學探究的過程。

四、以動畫模擬及現代化教學手段幫助學生理解化學反應過程實質

化學反應的定義是有新物質生成，這也可以通過實驗現象觀察到，但化學反應的本質是組成分子的原子重新組合成新的物質的分子的過程，這是微觀上的變化，是無法通過實驗現象看到的。分子模型已經讓學生對分子的構成有了一定的了解，講解化學反應實質時，完全可以通過計算機模擬分子、原子等微觀粒子的微觀結構，并用視頻等立體的、動態的方式模擬展示化學反應的微觀過程， 從而使抽象的東西形象化，使靜態的理論動態化，增進學生的理解。例如視頻演示氧化汞分子分解反應過程，從宏觀上看到新物質氣體產生，再制作成動畫（圖2如圖1所示），學生可以清晰地看到氧化汞分子分解的過程。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成一個氧化汞分子。，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成汞這種物質，每2個氧原子又重新組合成新的分子——氧分子，這樣學生可以理解氧化汞分解的反應實質、微粒的變化。可這樣通過多媒體等現代教學手段把微觀世界可視化、形象化，再通過分組討論，加深對化學反應實質的理解。

五、以“宏觀-微觀-符號”三重表征強化學生的微粒觀

化學符號是宏觀物質與微觀實質的橋梁，它從微觀層面科學簡明的闡述了宏觀物質反應的規律，這也是化學這門學科的通用語言，分子、原子、離子等微粒是客觀存在的，但是學生無法輕易地通過常規方法感知到，更加無法直觀地認識微粒的結構及其物質反應的變化規律。教師在初中化學微粒觀教學中要發揮元素符號、化學式、化學方程式等各種化學符號對宏觀物質和微觀含義的形象詮釋。例如：如在《質量守恒定律》第二部分 “化學方程式”的教學中，為了了解化學方程式是描述化學變化的語言，可以設計下面的學生活動，幫助學生借助化學符號“走進”物質及其變化的微觀世界，體會化學方程式作為化學反應微觀過程、宏觀現象之間的橋梁作用。

化學方程式和微觀粒子的模型化教學，可以直觀地表示出物質之間的轉化是要遵循質量守恒定律的，之所以發生了化學變化不是微粒的數量減少了只是而是微粒的組成結構發生了變化，并且組成結構變了和性質也都變了。從宏觀—微觀—符號的三重表征思維方法是構成學生微粒觀的重要步驟，它強化了學生對微粒觀念的理解，讓學生在潛移默化中構建微粒觀。

六、結語

綜上所述總之，在初中化學教學過程中，教師可以通過問題驅動，利用化學實驗、生活或生產活動經驗，借助微粒模型、多媒體動畫演示等多種教學手段將宏觀-微觀-符號三重表征相結合，促進學生循序漸進地構建微粒觀，進而使學生逐漸建立起從微粒角度看物質及其變化的意識和能力，正確理解宏觀化學反應，培養科學思維，解決實際問題。

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