從微觀知識轉向微觀認識

戴芳

【摘 要】本文設計“走進微觀世界、認識微粒模型、建構微粒概念、豐富微粒認識”等四個板塊教學，讓學生想象在顯微鏡下的分子、描述分子的構成、畫分子模型、書寫表達式、推測生成物等，通過學習活動體驗知識形成過程，在認知上，由微觀知識向微觀認識轉換。

【關鍵詞】分子和原子 微觀認識 教學設計

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）11B-0085-03

化學是一門從分子、原子水平上研究物質組成、結構、性質與變化規律的學科。從微觀角度認識物質及其變化，對學生理解和解釋宏觀的事實和現象，理解化學反應的實質，了解化學符號的意義等方面具有重要的意義。實際教學中，“分子和原子”這部分內容常常成為學生化學學習的分化點。調查發現，學生主要問題在于：一是學生割裂地看待物質變化與微粒解釋；二是學生對化學反應的過程中微粒本質的理解存在困難，無法清晰地形成對分子、原子的認識。究其教學原因在于，教師過分注重分子和原子知識的傳授和訓練，輕視分子和原子認識的形成過程，沒有讓學生形成具有“活性”的微觀認識。

一、設計思想：從微觀知識轉向微觀認識

《義務教育化學課程標準（2011 年版）》強調，義務教育階段的化學教育“要引導學生認識物質世界的變化規律，形成化學的基本觀念”。物質的微粒觀是化學的基本觀念之一。物質微粒觀建構的門戶就是認識分子和原子。

微觀世界跟宏觀世界截然不同，人類認識原子和分子，建立物質微粒觀經歷了漫長的時間，其間遇到了許多困難，過程十分復雜，這是宏觀現象到科學實質的跨越。由此，像原子、分子這樣的微觀粒子的知識不能作為一般性的、靜態的知識來教，應作為觀念性的認識在建構中形成，即形成微觀認識。

當然，鑒于學生的認知特點，再加上分子和原子是粒子學習的第一個內容，所要形成的微觀粒子認識的要求不宜過高，只能定位于關注物質微粒觀的基礎、形成和應用，體現其基礎性和啟蒙性。

二、教學分析

（一）教學內容分析

人教版“分子和原子（2）”是繼“分子和原子”第一課時后具體認識分子和原子的內容，它包括分子是由原子構成的、分子是保持物質化學性質的最小粒子、原子是化學變化中的最小粒子等三個重要內容，其中對原子是化學變化中的最小粒子的認識是重點，對分子是保持物質化學性質的最小粒子的認識是難點。

（二）學情分析

這部分內容對學生來說比較抽象，所具有的經驗也不足，教學中要用好典型性事例和模型的直觀性，尊重學生在學習過程中的感受與體會，從學生出發，不斷積累和發展微觀認識。

（三）教學目標

1.通過對多種分子模型進行觀察與概括，初步認識分子構成。

2.通過宏觀現象的微觀解釋，形成物理變化、化學變化的微觀區分，能明確分子是保持物質化學性質的最小粒子。

3.通過典型化學變化的微觀解釋，初步形成化學變化的微觀認識，能明確原子是化學變化中的最小粒子。

三、教學流程設計

依據教學目標和教學內容分析以及學生的實際，本節課的教學流程設計如下圖。

四、教學過程設計

（一）借助想象，走進微觀世界

〖設問 1〗假設你是一滴水中的 1 個水分子，在掃描隧道顯微鏡下會看到些什么？

學生想象與描述：不斷運動，有間隔，有許多相同的水分子……

教師補充：許許多多的水分子聚集而成水這種物質。

〖設問 2〗那么，現在請關注你自己，你這個水分子又是怎樣的呢？

學生想象。

〖設計意圖〗通過擬人化手段引導學生想象，從而進入和認識微觀世界。

（二）模型描述，認識分子構成

觀察與思考：（展示實物模型）這就是你—— 水分子，說說你的構成。

學生匯報：水分子是由氫原子和氧原子構成的，1 個水分子是由 2 個氫原子和 1 個氧原子構成。

學生解釋：“”這為什么不是水分子？

教師說明：水分子是一個相對獨立的整體，氫原子與氧原子之間是聯系著的，而且不在一條直線上，有一定的結合角度。

歸納：原子分子物質

練習：（投影分子模型圖）說說以下分子的構成。

思考與討論：你對分子的構成又有哪些認識？

學生匯報：原子的種類可相同，也可不同；原子數量有 2 個，也可以多個；原子間都有一定的結合方式。

體會：什么樣的分子是相同的分子，什么樣的分子是不同的分子？

說明：相同的分子具有相同的原子種類、原子數目和原子結合方式等。

小組交流：根據你的經驗，氫原子、氧原子、碳原子還可以構成哪些分子？

評價與說明：

1 種原子構成：臭氧分子；2 種原子構成：過氧化氫分子、一氧化碳分子等；3 種原子構成，如酒精分子等。endprint

酒精分子

〖設計意圖〗本環節主要利用模型直觀的方法來認識分子。其中，選取的素材是由典型到一般來不斷豐富的，形成層次性深入的環節結構；采取的教學方式是讓學生觀察、思考和體會，讓學生認知發展既是主動的，又是深刻的。

（三）典例解讀，形成變化中的微粒認識

1.變化中的分子

〖問題 1〗水變成水蒸氣是物理變化，請你由左框的微觀圖示來補充完成右框內容。

展示與評價：分子間間隔變大了，但分子本身沒有變化。

辨析：以下變化是物理變化嗎？為什么？

說明：分子不變的變化屬于物理變化，分子發生變化的變化屬于化學變化。

學生書寫：由以上微觀示意圖寫出水發生化學變化的文字表達式：

水氫氣+氧氣

〖問題 2〗利用水分解的反應制得的氫氣具有可燃性這一化學性質，而水卻沒有這個化學性質，變化中水的化學性質變了。水蒸發的過程中，水的狀態雖然變了，但水的化學性質沒有變化。從微觀角度看，你認為保持水的化學性質的粒子是什么？

思考與闡述。

評價與追問：保持氫氣、氧氣的化學性質的最小粒子是什么？

體會與歸納：分子是保持物質的化學性質的最小粒子。

〖設計意圖〗本環節把水蒸發與水分解作為微觀認識物理變化和化學變化的典型情境，通過學生畫出微觀圖示和根據微觀圖示辨析，建立區分物理變化與化學變化的微觀認識，然后由微觀圖示轉換到化學反應的文字表達式，建立微粒認識與宏觀反應的聯系，增強粒子與物質化學性質之間的實質性關聯，為形成“分子是保持物質化學性質的最小粒子”提供理論基礎。

2.化學變化中的原子

觀察與思考：水分解中，水分子是如何變化的，新分子是怎樣產生的？

小組交流。

匯報與評價：水分子分解成氫原子和氧原子，每 2 個氫原子結合成 1 個氫分子，許多的氫分子聚集成氫氣；每 2個 氧原子結合成 1 個氧分子，許多的氧分子聚集成氧氣。

體會與歸納：在化學變化中，分子分解成原子，原子重新結合構成新分子，最后再聚成新物質，這是化學反應的實質。

展示：氧化汞分解的文字表達式。

氧化汞 汞 + ？

〖設問〗你以為，氧化汞分解后產生的另外一種物質是什么？

學生思考。

闡述與評價：氧化汞是由氧化汞分子構成，2 個氧化汞分子分解成 2 個氧原子和 2 個汞原子；而且這 2 個氧原子結合成 1 個氧分子，為氧氣。

畫圖：請你畫出該反應后的生成物微粒。

展示：學生所畫的與課本上氧化汞分子分解的示意圖。

自我評價：與書本圖示對照，所畫的生成物微粒有何不同？

教師說明：在反應前后原子數目不變；汞是由原子直接構成。

歸納：化學變化中，分子要分，而原子不可分，原子是化學變化中的最小粒子；分子、原子都可以直接構成物質。

〖設計意圖〗本環節利用了水分解微觀過程形成化學變化中的微觀認識，然后利用“推測氧化汞分解生成的另一種物質”這個情境問題和畫出微觀圖示，深化微觀認識。

（四）綜合運用，豐富微觀認識

小組交流：請你利用所學知識分別解說以下過程所涉及的粒子及其變化和化學性質。

評價與體會。

〖設計意圖〗在綜合性情境中運用和發展微觀認識，增強學習體驗。

【參考文獻】

[1]中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2011

[2]吳俊明，汪 青.物質微粒觀及其學習基礎的構筑——兼談“構成物質的微粒：原子和分子”的教學思路[J].化學教學，2015（3）

（責編 盧建龍）endprint