初中學生因為空間想象能力、抽象思維還不夠成熟,對學習分子、原子、離子等微觀粒子有一定的困難。因此,初中化學教師要想方設法幫助學生構建化學微粒觀,從物質的本質去理解物質的構成、化學反應的過程,從而順利過好微粒關。
一、結合生活實際,感知微粒的存在與特征
人教版九年級化學第三單元《課題2 分子 原子》學生開始初步認識物質的微觀存在,在引入時我提出了一個問題:如果把一塊鐵無限放大,你能想象一下你看到鐵的內部是什么構成的嗎?此問題激發起學生的很大興趣,有的說看到了鐵粉、有的說看到了像顯微鏡下看到細菌一樣的東西,有的說無法想象。這時我展示了一系列不同物質放大的圖片,放大300倍的樹葉、放大1000倍的白紙、放大5000倍的頭發、放大10000倍的陶瓷、放大300萬倍的鐵、放大1000萬倍的酒精,可以讓學生看到物質在不斷被放大后,慢慢看到了構成物質的微觀粒子是真實存在的,真切感知物質是由微粒構成的事實。這些微粒都很小,一滴水就含有1.67×1027個水分子。然后再給出我國科學家在1993年首次利用超真空掃描隧道顯微鏡技術在一塊硅原子的表面通過探針撥動硅原子寫下了“中國”兩字的照片。
這些事實讓學生驚呼,原來物質內部的“真實”面目是這樣的。學生通過這些觀察,真切地感知到“物質是由微粒構成”的事實。
二、利用模型化方法,認識分子和原子
如果有比較清晰的物理圖像作參考,初三學生認識抽象概念就會容易得多。因此,模型化方法特別適用于分子、原子這類抽象概念的學習。
在教學過程中我以“水的三態變化”和“水的電解”為例,結合生動的動畫模擬和圖示,讓學生討論“構成物質的分子在發生物理變化和化學變化時有何變化”來形成對分子的理解性認識。最終幫助學生形成這樣兩個核心理解:在發生物理變化時,沒有形成新的物質,構成物質的分子沒有發生變化,冰、水和水蒸氣都是由水分子構成的,只是分子間的距離發生了變化; 在發生化學變化時, 形成了新的物質, 物質的分子發生了變化,物質的化學性質發生了變化。對于原子的理解性認識,通過“水的電解”分解事實的認識來形成:水由水分子構成,當水分子通電時,分子運動加快,分子被破壞變成了化學變化中不能再分的粒子:氧原子和氫原子,每2個氧原子構成一個氧分子,每2個氫原子構成一個氫分子,氧分子、氫分子聚集起來就是氧氣和氫氣。從而引入了原子是化學變化中的最小粒子。
三、不斷提示“微觀”與“宏觀”、“符號”之間的聯系
在第四單元《物質構成的奧秘》中學到物質的化學式,學生通過記住元素的化合價來生硬記住物質的化學式往往感覺到很枯燥也不易理解,因此,初中生化學微粒觀的構建過程中,需要重視“微觀”與“宏觀”、“符號”之間聯系的思考、判斷與表達,而“宏觀”、“微觀”、“符號”三種表征方式之間轉換的準確與熟練程度,與學生化學學習的水平一致。教學中,可結合實物或圖片引導學生想到其所構成的微觀粒子和化學符號,或給出化學符號引導學生聯想到微觀粒子的種類、模型以及物質的性質與變化現象等。例如展示銅絲,學生要想到銅是由銅原子構成的,符號可以用“Cu”表示。看到“H2O”就知道是水這種物質,而且水是由水分子構成的。這種訓練多了、聯系多了,學生自然會理解得更準確,運用得更熟練。
四、“模型化”是學習、運用“離子”的有效方法
教學中,除了用好教科書中提供的資源外,更需要將“觀察、想象、類比、模型化”等策略進行組合,積極引導學生認識到離子的真實存在,習慣于從離子角度分析常見酸堿鹽溶液的組成,在此基礎上嘗試分析酸堿鹽之間的化學變化。其中,“分析常見酸堿鹽溶液的離子組成”是關鍵步驟,“模型化”則是有效方法。
如食鹽溶液的離子組成分析,可以模型化方法(見下圖)。食鹽溶解在水中的過程實質上是構成食鹽的鈉離子和氯離子不斷運動,在水分子的作用下,微粒間的間隔增大,鈉離子和氯離子分散到水分子當中的過程,而保持物質化學性質的基本微粒——鈉離子和氯離子并沒有變化,因此溶解過程是一個物理變化過程。
同樣可將鹽酸、氫氧化鈉溶液的離子組成分析結果模型化。這樣有利于學生運用“類比”的方法,分析硫酸、氫氧化鉀甚至氫氧化鈣溶液的離子組成。
責任編輯 龍建剛