初中化學“分子”教學脈絡分析

曾亞平

【摘要】 物質是由分子、原子等微粒構成的，從微觀角度認識物質及其變化，是初中化學教學的重要內容，也是學生認識物質微觀構成的開始。因此微觀與宏觀的聯系是化學不同于其它科學最特征的思維方式。建立對微觀世界的想象力是初中化學教學不同于其他課程的特點，也是其他課程不能代替的，所以培養學生的微粒觀是初中化學教學中的重點和難點之一。初中化學“物質構成的奧秘”主題的第一個課題“分子和原子”的第一課時“分子”是學生對物質認識從宏觀角度發展到微觀角度的開端。本文闡述了在教學中“分子”這一課時中重點的教學內容，教學順序及教學策略，通過教學培養學生對物質組成和構成的基本認識的關鍵是幫助學生建立分子與物質的聯系，實現對物質的變化的認識由宏觀到微觀的發展，并基于微觀（分子）的角度去學習化學，理解化學現象的本質，初步搭建宏觀物質與微觀粒子之間的橋梁。

【關鍵詞】 分子 物質的組成和構成 物質的變化 物質的性質

【中圖分類號】 G633.8

【文獻標識碼】 A

【文章編號】 1992-7711（2020）01-149-020

人教版義務教科書（2012年版））九年級化學上冊在緒言部分寫到，化學是在分子，原子層次上研究物質的性質，組成，結構及變化規律的科學。在原子，分子等微觀粒子的基礎上認識和研究物質是化學學科的基本任務，也是化學學科區別于其他學科的重要特征，所以掌握從微粒的角度認識物質的學習方法并將微粒觀納入自身的認知體系已經成為中學生學習化學的基本任務和必然要求。

“物質構成的奧秘”是初中化學課程標準中的一個主題內容，這一主題內容在教科書中集中編排在三單元，少部分內容穿插于其它單元中。通過該主題內容的學習，學生能認識到物質的微粒性，在理解有關物質構成的微觀概念的基礎上實現對物質的組成，物質的性質，物質的變化的認識從宏觀到微觀的發展，并能夠基于從微觀角度來認識物質和學習化學知識，理解化學現象的本質，第三單元課題1“分子和原子”的第一個課時“分子”是“物質構成的奧秘”主題的第一課，是學生首次接觸物質的微粒性，雖然在物理課程中已經學過物質是由大量分子構成，分子在不停息的做無規則的運動，分子之間存在著相互作用力，但是從化學學科的角度來看，學生的理解還不夠全面和清晰，如濕衣服晾干，聞到花香，物質的三態變化等事實學生往往會從宏觀現象解釋為蒸發，揮發，擴散等，這些宏觀表象是由什么改變引起的不能進行深入的分析，加之分子看不見摸不著，對分子的認識處于一個模糊的階段。也就是說學生不能自覺地將宏觀現象與微觀本質建立聯系，學生的認識方式類型只是宏觀水平階段，還沒有在微觀水平層次來認識物質，所以分子是學生對物質的認識從宏觀走向微觀的第一個重要概念，也是物質構成的奧秘這一主題內容的核心概念。同時通過分子的學習應該幫助學生搭建起宏觀物質與微觀粒子之間的橋梁，為第三單元課題1“分子和原子”的第二課時“原子”的學習奠定基礎。因此分子的教學是物質構成的奧秘主題的重點，難點，是學生的認識從宏觀水平走向微觀水平的第一個障礙點。

那么在教學中應該如何幫助學生突破認識發展的的第一個障礙點呢？在初中階段需要在微觀水平認識的物質大多數是由分子構成的，而物質是化學研究的主體和變化的基本單元，因此在教學中應幫助學生建立分子與物質的對應關系，幫助學生基于宏觀事實建立微觀認識，再用微觀認識解釋宏觀事實，即從微觀的角度分子的角度來認識物質的組成和構成，幫助學生建立分子與物質的分類，物質的性質，物質的變化的關系，具體教學中從以下的四個步驟和方面展開：

一、建構微粒觀

首先在教學中通過生活經驗，日常現象的引入，讓學生在備感親切的生活實例中感受到微粒（分子）的存在，在輕松愉悅的學習氛圍中推理出微粒分子的真實性。緊接著教師通過演示質量相等的兩份品紅在質量相等的不同溫度水中擴散的實驗，通過觀察現象，學生們都能分析出品紅在水中擴散現象，是由于構成品紅的微粒分子不斷運動的結果。再結合生活現象濕衣服的曬干等實例進一步體驗一切物質都是由肉眼看不見的微粒分子構成的，并且這些微粒在不斷的運動著。最后通過展示掃描隧道顯微鏡觀察到的分子圖片和歷史上科學家從實驗推理得到的分子圖像高度吻合，從化學史實，科技前沿等角度再一次證實構成物質的微粒是實實在在的，幫助學生建構對分子存在與性質的認識和理解。（初中階段主要研究的是由分子構成的物質。）使學生能從宏觀，微觀（分子）兩個不同的角度來認識物質。宏觀可見的一切物質都是有大量的肉眼看不見微觀粒子（分子）構成的。

二、建立分子種類與物質種類的關系

學生能夠認識到宏觀可見的物質是由大量的微觀粒子分子構成之后，教學中可借助學生在第二單元中已經從宏觀角度，即從物質組成的角度建立的混合物和純凈物這一對概念，再一次引導學生從新的角度——微觀粒子分子的角度來重新認識混合物和純凈物，進而明確分子與物質的關系，建立分子種類決定物質種類的新的認識物質的角度。以一瓶空氣（混合物）和一瓶純凈的氧氣（純凈物）為例子引導學生從宏觀和微觀分子的角度分析兩瓶氣體的區別，空氣是混合物，空氣中含有多種物質，微觀的角度含有多種分子：氧氣分子，二氧化碳分子，氮氣分子等，是混合物，純凈的氧氣中含有一種物質，微觀的角度僅只含有一種分子，即氧氣分子，是純凈物，實現對混合物和純凈物這一對概念的認識從宏觀角度到微觀角度的轉變，幫助學生從微觀的角度區分混合物和純凈物的不同之處，建立起混合物中含有多種微觀粒子分子，純凈物中只含有一種微觀粒子分子的微觀理解，明確分子種類和物質種類的關系，建構分子種類決定物質種類的認識。冰水混合物從宏觀角度很難得說清楚是混合物還是純凈物，但從微觀角度——分子的角度來看，冰水混合物里只含有一種分子水分子因此很清楚冰水混合物是純凈物。明確了分子與物質之間的對應關系，建立起基于從微觀分子的角度來認識宏觀物質的不同之處，宏觀物質不同，微觀構成分子就不同，分子的種類決定物質的種類。

三、建立分子與物質的性質關系

在看待混合物和純凈物的新的認識角度即分子的角度認識物質形成之后，即分子與物質的關系建立之后，從分子的角度來看，冰和水屬于同一物質，很顯然宏觀上來看它們的物理性質不同，它們的狀態不同，密度不同等。類似的例子很多，從這些實例的分析中，可以得出分子相同，物質物理性質不一定相同。不管是單個分子還是多個分子的集合體，都能體現物質的化學性質。而單個分子不能體現物質的物理性質。比如一個水分子就無從談起當溫度升高時分子間的間隙改變從而影響水的體積的變化，只有當水分子集體共存時，分子間的間隙改變時才會表現出物質體積的變化。同樣的道理，物質的顏色這個物理性質也是構成物質的微粒（分子）集合在一起所表現出來的，例如氣態的氧氣的顏色是無色的，而液態的氧的顏色確是淡藍色的，顏色的改變就是氧氣液化時由于氧分子之間的間隙和排列方式改變而造成的，而在這個物態的變化過程中，（氧）分子本身并沒有發生變化，也就是說分子是不能保持物質的物理性質的微觀粒子。

液態的氧和氣態的氧氣也是同一物質，它們在微觀上都是由氧分子構成的。宏觀上它們的物理性質也不同，但它們的化學性質相同，液態的氧和氣態的氧氣都能供給呼吸，都能支持燃燒，這是同學們都已知的常識。由此可以推理出構成物質的分子相同，物質的化學性質一定相同，因此分子是能夠保持物質的化學性質微觀粒子。

四、建立分子與物質的變化的關系

宏觀上氧氣液化變成液態氧是物理變化，微觀上氧氣和液態的氧都是由氧分子構成的。在物理變化中從微觀的角度來認識，分子沒有發生變化，變化的只是分子間的距離。從分子的角度來看，物理變化中分子相同，物質相同，從宏觀角度來看物質種類沒有改變，因此是物理變化，也就是說物理變化的微觀本質是構成物質的分子沒有發生改變。過量的木炭在裝滿氧氣的集氣瓶燃燒后熄滅，集氣瓶中的新生成的氣體能是澄清的石灰水變渾濁的二氧化碳，這是化學變化，有新的物質生成，從分子的角度來看這個化學變化分子種類發生變化，氧分子消耗完，集氣瓶中取而代之的是大量的二氧化碳分子，所以宏觀上物質種類也發生變化，木炭熄滅，說明二氧化碳的化學性質與氧氣的化學性質也不相同?；瘜W變化中，分子種類發生改變，所以物質種類也發生改變。從分子的角度來看，物理變化中分子的種類沒有發生變化，化學變化中，分子的種類發生變化，所以物理變化中沒有產生新物質，化學變化中產生新物質。在這一板塊的教學過程中，在講述分在與物質變化的關系時，在提供物質名稱的同時，可以同時給出相應物質的化學符號，幫助學生理解在化學變化和物理變化中分子種類的變與不變，這樣能夠為第二課時進入原子與化學變化的關系的學習奠定基礎。

以上從四方面分析物質與分子，分子與物質的分類，分子與物質的性質，分子與物質的變化之間的關系，通過這一系列的學習，學生能夠基于微觀粒子分子認識物質的構成，物質的分類，物質的性質和變化，建構起從微觀角度認識物質的框架，這是初中化學設置“物質構成的奧秘”的主題的主要目標之一，形成分子是保持物質化學性質的最小微粒（前提條件是物質是由分子構成的）的這一個重要的基本概念。面對宏觀物質的組成，性質，變化，能從（微觀角度）分子的角度對其本質進行解釋，面對微觀構成和變化能夠從宏觀現象和實例中找到實際的證據，能夠在微觀世界和宏觀世界之間自由轉換，實現“分子”這一課時的教學目標。

有關分子的種類在化學變化過程中會發生改變以及如何改變這一個知識點留在本課題的第二課時中講解。