微粒可視化，培養(yǎng)化學(xué)形象思維

何建華

【摘 要】化學(xué)學(xué)科研究層面綜合可分為宏觀與微觀兩方面，所有的物質(zhì)都是基于分子、原子建構(gòu)形成的。而學(xué)生在探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，歸根結(jié)底學(xué)生所探究的便是粒子與粒子之間的聯(lián)系，因此，嘗試引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用微粒可視化技術(shù)，塑造形成學(xué)生的化學(xué)思維，則可很大程度地幫助學(xué)生弱化抽象，提高課堂效率。

【關(guān)鍵詞】初中化學(xué);形象思維;微粒可視化

化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)便是離子之間的反應(yīng)，而微粒卻具有微觀性，肉眼是無法觀測到的。這便對培養(yǎng)學(xué)生的形象思維產(chǎn)生難度。透視微粒，引導(dǎo)學(xué)生觀察微粒的運(yùn)動(dòng)過程，將微粒通過一定方式直觀展現(xiàn)出來，則能夠很好地幫助學(xué)生弱化抽象，直觀進(jìn)行觀察和理解，有效培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)形象思維。

一、風(fēng)的形成，理解原子運(yùn)動(dòng)

微觀世界的變化通常會(huì)通過宏觀形式表達(dá)出來，引導(dǎo)學(xué)生理解原子運(yùn)動(dòng)，“風(fēng)”便是很直觀的體現(xiàn)。學(xué)生通過深化概念理論的基礎(chǔ)，再輔以Flash動(dòng)畫形式，便能夠感知到微觀世界的運(yùn)動(dòng)，有效培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)形象思維。

例如，在“分子與原子”這一章節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)時(shí)，筆者便首先引導(dǎo)學(xué)生掌握概念，如“分子與原子總是在不停運(yùn)動(dòng)著”。之后，便讓學(xué)生用手對著臉扇風(fēng)，充分進(jìn)行感受，學(xué)生通過觸覺，都能感覺到“風(fēng)”，而風(fēng)究竟是如何產(chǎn)生的呢，此時(shí)，筆者便向?qū)W生滲入到微粒的概念，通過動(dòng)畫展示，將空氣粒子夸張進(jìn)行表示，使學(xué)生總結(jié)得出，人之所以能夠感受到風(fēng)，是因?yàn)榭諝庵械姆肿樱ㄟ^外界的作用，運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化，撞擊到臉，使得臉部感受到風(fēng)的存在。又如“酒香不怕巷子深”中的化學(xué)知識，便可用于考查學(xué)生是否掌握分子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律形式，學(xué)生如果能夠通過分子與原子的運(yùn)動(dòng)，探究到，之所以能夠在巷子外聞到酒香，是因?yàn)榫凭肿釉诓粩噙\(yùn)動(dòng)下，飄出了巷子，進(jìn)入到人的嗅覺范圍內(nèi)。通過聯(lián)系生活中的實(shí)例，讓學(xué)生進(jìn)行感知，學(xué)生則能夠感知到分子與原子的存在。

微粒組成了微觀世界，微觀世界的抽象內(nèi)容，是學(xué)生在學(xué)習(xí)中的難關(guān)，通過微粒的宏觀形式表達(dá)，學(xué)生則能夠形象地感知微觀世界的組成。強(qiáng)調(diào)應(yīng)用微粒可視化，學(xué)生便能夠迅速建構(gòu)起個(gè)人的化學(xué)形象思維。

二、球棒模型，探析空氣構(gòu)成

嘗試模型建構(gòu)，是學(xué)習(xí)化學(xué)最常用的方式方法，有機(jī)物的學(xué)習(xí)，常用到“球棒模型”，來分析探究有機(jī)物分子的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)空氣，亦能嘗試運(yùn)用類似教法，透析微粒，分析結(jié)構(gòu)，使微粒變得直觀具體，具有形象性，這對化學(xué)形象思維的養(yǎng)成有著至關(guān)重要的作用。

例如，在“氧氣、氮?dú)狻钡膶W(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生在分析空氣組成時(shí)，均已了解到這兩種氣體在空氣中占有很大比重。而在細(xì)分這兩種氣體的組成方式和分子形式時(shí)，則不夠具體。此時(shí)，筆者便運(yùn)用“球棒模型”，展示氣體分子的組成方式，如O2，是由兩個(gè)氧原子，在一定形勢下，組成氧氣分子，N2也是同樣的形式，運(yùn)用“球”表示原子，運(yùn)用“棒”表示價(jià)鍵，學(xué)生則能迅速建構(gòu)起空氣中分子的形式形態(tài)，使原本抽象的分子變得直觀和具體，學(xué)生在理解時(shí)，便能夠游刃有余。在下一步教學(xué)內(nèi)容的編排下，引導(dǎo)學(xué)生基于建構(gòu)起的模型，印構(gòu)到思維中進(jìn)行辯證判斷，學(xué)生則能夠迅速掌握知識內(nèi)容，高效內(nèi)化吸收。

建構(gòu)“球棒模型”，也是運(yùn)用建模的思想指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)問題的探究。探析空氣微粒的組成因素，建構(gòu)可視化的微粒模型，并能夠合理地運(yùn)用學(xué)生的辯證思維和邏輯分析思維，對化學(xué)問題進(jìn)行全面的分析，這一切，都需得歸功于化學(xué)形象思維的指導(dǎo)。

三、互換空間，透視置換反應(yīng)

置換反應(yīng)，是初中化學(xué)階段，學(xué)生應(yīng)掌握的化學(xué)反應(yīng)方程式重點(diǎn)內(nèi)容。運(yùn)用辯證思維和唯物主義角度去看待置換反應(yīng)，其實(shí)就是兩個(gè)類型相同的微粒相互交換了位置，總物質(zhì)是沒有發(fā)生改變的。應(yīng)用“微粒可視化”技術(shù)支持，能夠直觀透視置換反應(yīng)，從而使學(xué)生理解掌握知識內(nèi)容。

例如，在學(xué)習(xí)“置換反應(yīng)”這一章時(shí)，筆者在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，采用Fe與CuSO4溶液的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作之后，發(fā)現(xiàn)Fe上附著著一層紅色的物質(zhì)，溶液由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色，總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，學(xué)生驗(yàn)證了置換反應(yīng)方程式：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，但學(xué)生細(xì)分析現(xiàn)象時(shí)，對于離子之間發(fā)生的變化，卻出現(xiàn)表述不清的現(xiàn)象。此時(shí)，筆者便會(huì)應(yīng)用“微粒可視化”的指導(dǎo)策略，引導(dǎo)學(xué)生探究微粒發(fā)生的變化，首先是電子的變化，溶液中的Cu2+，得到兩個(gè)電子，被還原成為Cu，F(xiàn)e單質(zhì)失去電子，被氧化成為Fe2+，進(jìn)入溶液。細(xì)分微觀粒子的變化，綜合起來便是Fe原子，替代了CuSO4中的Cu原子的空間位置，便導(dǎo)致了化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，全部的反應(yīng)過程，還應(yīng)遵循“金屬活動(dòng)性”規(guī)律。所有的置換反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，均與此類實(shí)驗(yàn)類似，學(xué)生便可通過“以一類百”的學(xué)習(xí)方式，掌握置換反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，透視置換反應(yīng)。

空間觀念的建構(gòu)是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)形象思維的核心內(nèi)容。學(xué)生能夠通過微粒可視化技術(shù)，透視到化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，這對學(xué)生理解化學(xué)知識，弱化抽象內(nèi)容，直觀具體分析問題有著重要的幫助。

“微粒可視化”技術(shù)，在現(xiàn)今時(shí)代，應(yīng)該貫穿整個(gè)化學(xué)課堂，幫助學(xué)生組織有價(jià)值的教學(xué)資源，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的直觀性，使學(xué)生認(rèn)知遵循客觀認(rèn)知規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，影響學(xué)生心理因素發(fā)生正向遷移。學(xué)生化學(xué)形象思維的養(yǎng)成，更有助于學(xué)生理解抽象概念內(nèi)容，提高課堂教學(xué)效果。因此，在日常教學(xué)中，教師要嘗試運(yùn)用“微粒可視化”技術(shù)，指導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)形成化學(xué)形象思維。

（作者單位：江蘇省南通市通州區(qū)金郊初中）