突破教材局限性加強微觀認知教學

馮志進

摘 要：對初中生來說，微粒觀的形成不是一觸就成，它需要長期滲透，不斷積累，才能在學生頭腦中逐步建構微粒觀.因此，教師在教學中要把握知識點，挖掘所承載的微觀知識，突破教材，整合宏觀微觀的內涵關系，設計學習活動，引領學生微觀認知的深入學習.

關鍵詞：突破教材;微觀認知;素養提升

“微粒觀”是一種重要的化學基本觀念，是化學學科核心素養重要內容之一，它的形成對于學生理解化學反應的本質，理解和解釋宏觀的現象和事實等方面具有重要的作用.對于初中學生來說，開啟化學大門之初微粒觀的建立就尤其重要，它包含科學觀、事實觀、元素觀、分類觀、守恒觀、變化觀等，是近年來中考考查化學知識的熱點，試題一般比較靈活、有區分度，主要考查學生對微觀粒子（分子、原子）的認知水平.統計分析來看，近50%學生得到一半分，還有10%的學生得零分.情況分析說明，許多學生對微觀認知非常模糊與膚淺，這與我們平時的教學密切相關.

1 學生微觀認知膚淺分析

1.1 教材的局限性

人教版義務教育九年級化學教材，設置教學內容有12個單元，共有34個課題.只有講到原子、分子、離子、化學式、化學方程式時才出現“微粒”說，其內容主要集中在上冊“第三單元物質構成的奧秘”上，而到了后面元素和化合物的學習時涉及甚少，造成學生接受微觀知識存在較長時間的空檔期，這樣的編排教學很難使學生建立“微粒觀”，無形之中增大了學生繼續學習化學的難度，掌握抽象的微觀知識，雪上加霜.每年初中學生在學習分子、原子知識后，就有1/3的學生認為化學難學，產生畏縮情緒，失去學好化學的信心.

1.2 教學方法不當

原子、分子等微觀粒子是看不見、摸不著，比較抽象，難以在學生頭腦中建立微觀信息，同時教師在教學上又存在以下原因：（1）以教材按部就班開展教學，學生學習微觀知識出現較長時間的空檔期，學過的也逐漸淡忘，更談不上微觀知識的拓展與更新，（2）教師缺乏必要的教學手段，將微觀知識“空降”給學生，教師想講清楚，結果卻越說越讓學生感到一頭霧水，（3）教師缺乏分析教材文本，未能挖掘核心知識所承載的微觀知識來設計有效的教學活動，有不少教師還是用老方法講新教材，呈現出“穿新鞋，走老路”的現象，微觀認知未能具體落實.

加強微觀認知教學，必須在研究教材的基礎上，匠心獨運，有時“一幅圖、一個問題、一個小小的活動”等，都會引起學生對微觀知識的回憶與深化.

2 研究教材，建立宏觀與微觀的關聯

“微粒觀”的形成，不可能是憑空想象，也不能通過大量記憶化學知識自發形成，因為宏觀微觀這兩方面在學生的頭腦中往往是孤立的、碎片的，沒有形成有機的聯系，它需要學生在積極主動的探究活動中，抓住物質的組成、性質為主線，深刻理解和掌握有關的化學知識和核心概念，在知識的理解、應用中不斷概括提煉而成.因此，備課中要把握好每節課核心知識點，挖掘所承載的微觀知識，整體把握核心知識與微粒觀有機的整合，巧妙設計有效教學活動，這樣課堂上引導學生，才能有的放矢，學習活動才能達到高效（如圖1所示）.

如何把微觀知識教好，就需要教師的智慧和策略，研究教材，沖出教材的局限性，把握教材章節的知識特點，做到“見宏思微，以微窺宏”，逐步滲透和形成微粒觀念.

采用滲透貫穿的方法培養學生的微粒觀，這樣處理教材既分散了教學的難點，同時又符合初中學生的認知規律，而且把微粒觀知識在不同的單元里用不同的知識作為載體，逐步建構它，教師每教一步，學生每學一步，就把微觀知識加深一下，拓展一下、提升一下，教學起到事半功倍的效果（見表1）.

3 微觀認知教學的教學策略

3.1 重視微觀發展史

化學史不是考查的重點，因此，很多教師在授課中一帶而過，甚至一字不提，勿視它的教學功能.我們應當研究不同版本教材的編寫，用活教材.以“原子學說”的發展為例，從古希臘得謨克利特的“原子假說”→道爾頓的“原子學說”→阿伏伽德羅的“分子原子說”，應介紹各時期人們對微觀粒子認識的差別和依據[1].通過發展史教學，一方面讓教學充滿歷史感和原創力，引導學生在追蹤化學發展的軌跡中，獲得一種對化學知識的親近感，也加深學生對微粒觀的認識;另一方面可讓學生領悟其中的思想方法，感受到科學家在探究真理中百折不饒、刨根問底的科學態度，它的教育意義十分深遠.

3.2 構建模型認知

原子、分子、物質都有它相應的微觀結構模型，有了“模型”，學生就能更好地認識新事物.

例1 在“元素”教學中，設計小練習，提高學生對微觀圖的識別能力.

圖2是表示甲、乙、丙三種粒子的微觀結構，請通過比較歸納，回答下列問題.

上述圖2中屬于同種元素的粒子是______，在甲、乙、丙中選出一種與其他兩種粒子有區別的粒子，你選擇的粒子______（填甲、乙、丙中的一種），理由是______.

例2 在“如何正確書寫化學方程式”教學中，安排小組活動，用球棍擺出電解水的化學方程式，培育宏觀辨識與微觀探析、模型認知等核心素養（如圖3所示）.

3.3 創新實驗教學

化學是一門以實驗為基礎的科學，實驗是獲取新知識，理解知識本質的重要手段，任何教學方法無法替代.因此，積極創新實驗教學，通過效果明顯、操作安全簡便、可見度較大的宏觀實驗現象來證實微觀粒子的存在及它的有關性質.

人教版化學教材第三單元“探究分子運動”實驗中，教材中實驗裝置圖4，改進后裝置圖5，擠壓膠頭滴管，使濃氨水滴落在棉絮上，很快就能看到小棉球從右側向左側逐漸變紅，最終形成一條美麗的“彩虹”.該實驗操作簡單又有趣味，省時環保，現象明顯，能直觀體現分子運動的過程，說服力強.

3.4 應用直觀圖示法

圖示法是一種化學教育研究的方法，在課堂教學中操作易行，它有直觀、簡捷、形象、具體的特點.對以圖的形式給出的問題作出反應， 或可將學生頭腦中的圖像畫出來，并以此了解學生對化學知識（如：概念、基本原理、反應本質等）理解的程度和不足[2].

以“二氧化碳與水”反應教學片斷為例，在設計問題鏈、實驗探究等教學形式的基礎上，立足課堂，通過3次畫圖活動，展開微觀認知教學過程.

（1）展示充滿二氧化碳氣體的塑料瓶，用“○”表示二氧化碳子，畫出該瓶氣體的微觀示意圖.

（2）加入1/3瓶水后，振蕩，觀察與分析.用“○”表示二氧化碳分子，用“ ●”表示水分子，用“ ●”表示新分子，畫出變癟后的微觀示意圖.

（3）運用控制變量法探究哪種物質使紫色石蕊試液變紅，給出二氧化碳溶于水、與水反應的比例資料，讓學生修改瓶子變癟后微粒示意圖.

很多教師在教學中僅僅展示一瓶二氧化碳氣體，其作用只起到告訴學生這是一瓶二氧化碳氣體，此時，學生的思維是停滯的.設計畫示意圖活動，大大地激發了學生的思維，學生眼盯著塑料瓶，想象著里面到底裝些什么，怎樣微觀表示呢？

圖6中1、2是學生在猜想的基礎上，最典型的畫法.雖然學生已學習了分子，分子的性質也背得滾瓜爛熟，但學生頭腦中的微觀認知偏差較大，大多數學生畫得分子密密麻麻，部分學生畫得分整整齊齊，從中反應出學生對微粒的認識有很大的誤區，微觀認知水平參差不齊.通過小小的活動，喚醒學生對物質的微觀認識，也為后面的學習打下伏筆.

圖6中3是實驗探究、資料給出后，學生修改2中猜想的示意圖，最終得出二氧化碳部分溶于水、與水反應，還有少量水分子擴散運動到上面的氣體中.

通過3次畫圖活動，將實驗探究活動轉化成學生微粒的認識過程，幫助學生建立起“物質是由原子、分子等基本微粒構成，微粒很小，是運動的，有間隙的，微粒間又是相互作用的”微粒觀，從而把散亂的珍珠逐漸串成一條美麗的項鏈，從而培養學生宏微觀結合的素養提升，起到水到渠成的作用.

總之，在初中化學教學中，培養學生的微粒觀是必要的，這是促進學生掌握化學知識的基礎.微粒觀的培養需要循序漸進地展開，教師要在透徹分析教材相關知識的基礎上，把核心知識所承載的微觀知識落實到實處，制定科學合理的教學策略，重視生成過程，不可強行灌輸，這樣才能有效培養學生的微粒觀.

參考文獻：

[1]陳金鋒.談“微觀”認知困難及教學策略——賞析2017年廣東中考化學卷第16題[J].中學化學教學參考，2018（05）：24-26.

[2]馬宏佳.近20年國際化學教育研究的趨勢和走向[J].化學教育，1998（11）：4-6+19.

（收稿日期：2020-01-13）