基于學科核心素養發展的《分子和原子》教學設計

李明 盛家榮

[摘要]《分子和原子》一節是學生在初中化學學習中首次接觸微觀粒子，也是學生在認知上開始由宏觀世界向微觀世界轉換，對學生來說理解起來有些難度。文章基于發展學科核心素養，促進學生化學基本觀念的形成與構建，設計了《分子和原子》的教學過程。在該教學中設計多項課堂實驗，創設有意義的問題情境，并結合生活實際，讓學生更好地理解和掌握微觀粒子的知識，提高了學生學習的積極性，培養了學生化學學科核心素養，符合新課程標準理念。

[關鍵詞]初中化學;核心素養;分子和原子;教學設計

[中圖分類號]

G633.8

[文獻標識碼] A

[文章編號] 1674-6058（2020）17-0065-03

一、教學理念

義務教育階段的化學課程以提高學生的科學素養為主旨[1]。宋心琦教授曾精辟地指出“學生能否牢固地、準確地、哪怕只是定性地建立起基本的化學觀念，應當是中學化學教學的第一目標”。因此，化學教學必須超越對具體知識的學習，引導學生形成化學基本觀念。從培養學生宏觀辨識與微觀探析、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識等核心素養出發，有利于學生形成化學基本觀念，從而培養學生從化學視角審視、分析和解決問題的能力。

二、教材分析

《分子和原子》是人教版九年級化學上冊第三單元課題1的內容，是學生學習化學物質構成的奧秘的啟蒙課。通過本課題的教學，引導學生從微觀角度認識物質及其變化，有助于學生初步建立物質的微粒觀，對發展學生的核心素養具有不可替代的重要作用[2]。本單元的教學內容分為兩個課時進行，本文主要對第一課時內容進行教學設計。通過本節課的學習，學生能夠深入理解第一單元的物理變化和化學變化的本質，同時為后面學習元素、化學式、質量守恒定律等打下基礎。本節課在初中化學學習中起到承上啟下的作用。

三、學情分析

雖然學習這一課時前，學生在第一單元已經學習了物理變化、化學變化、物質的性質、化學實驗的基本操作等內容，此外在小學的自然課中還學習了物質的三態變化，知道熱脹冷縮等自然現象，但是由于微觀粒子是看不見、摸不著、具有抽象性的，而且在此之前學生只有一些微觀現象的感性認識，缺乏理性認知，加上學生還處在從形象思維到抽象思維的過渡期，因此讓學生從微觀的角度解釋宏觀現象，他們仍然會感到非常困難[3]。

四、教學目標

1.認識物質的微粒性，認識物質是由分子、原子等微粒構成的。

2.知道構成物質的微粒的基本性質。

3.能運用分子、原子的觀點解釋一些簡單的生活現象和實驗現象。

五、教學重難點

教學重點：認識微觀粒子是客觀存在的以及微觀粒子的基本性質。

教學難點：從微觀的角度去認識物質。

六、教法學法

教法：結合生活經驗創設情境，開展實驗，采用問題驅動法、分析歸納法、多媒體教學法等教學方法。

學法：以自主探究、動手實驗、聽授、合作交流等方式進行學習。

七、教學過程

環節一：設計實驗，宏觀辨識

【教師活動】布置學生分組實驗：每小組桌子上有三瓶編號為1、2、3的無色液體，它們可能為酒精、水、醋酸。讓學生通過相應的實驗鑒定這三瓶液體并寫上標簽。

【學生活動】學生以4人為一組進行實驗，通過“聞”的方式確定三瓶液體分別是什么;小組派代表上臺進行展示。

【問題】為什么我們的鼻子沒有接觸到這三瓶液體，卻能夠把它們分辨出來，我們聞到的東西是什么？

設計意圖：讓學生再次回顧聞氣體的實驗操作，通過真實的實驗情境激發學生對本節課的學習興趣，引發學生思考，同時培養學生的合作學習能力。學生通過實驗真實地感受到了微觀粒子，感悟“宏觀的物質可能是由肉眼看不見的微小粒子構成的”，激發學習欲望，為接下來的學習做好鋪墊。

【過渡】自然界中確實存在著許許多多我們看不到、摸不著，但是確確實實存在的東西，比如我們經過花圃會聞到花香，濕的衣服經過晾曬會變干，這就是我們今天要學習的微觀粒子。為了更好地認識世界，就讓我們一起來好好學習吧！

環節二：探究微觀粒子的基本性質

【教師活動】利用科學技術可證明物質是由分子、原子等微觀粒子構成的，現在通過先進的儀器我們能夠觀察到一些分子和原子。（教師投影分子、原子圖片）

【學生活動】看圖片，聽講解。

設計意圖：通過多媒體展示，讓學生認識到物質的微粒性，以及分子、原子的真實存在。

【過渡】通過剛才的學習我們知道，物質是由分子、原子構成的。那么分子、原子有哪些基本性質呢？讓我們一起來聽聽水分子寫給我們的信吧！

【教師活動】課件展示，讓學生一起讀“來自水分子的一封信”：嗨！同學們，我是水分子，我們一個水分子的質量約是3xl0_-26千克，在每滴水中大約有1.67x10₂₁個水分子。我這么小，人類用肉眼當然是看不見的。若讓10億人來數一滴水的水分子，每人每分鐘數100個，日夜不停，需要三萬多年才能數完。

【學生活動】看PPT讀文字，小組交流并回答問題。

【問題】讀完水分子的來信，你知道分子有哪些基本性質了嗎？

設計意圖：讓學生學會對文字信息進行分析、歸納，培養學生從材料中獲取知識的能力。

【教師活動】教師演示課本第49頁的探究實驗l、探究實驗2，先讓學生觀察實驗現象，教師再做分析講解，同時帶領學生思考實驗3存在的弊端：濃氨水用量大，操作復雜，氨氣會逸散到空氣中造成污染。最后，引導學生設計改進實驗方案。

【改進實驗】把酚酞溶液噴在濾紙條上，然后把處理好的濾紙條貼在大試管壁上，把大試管倒扣在裝濃氨水的試劑瓶上。

【學生活動】觀看實驗，做好記錄，思考并歸納出分子的相關特征。

設計意圖：培養學生觀察和描述實驗現象的能力;通過實驗改進，不僅克服了濃氨水用量大、污染空氣的問題，而且能夠讓學生更清楚地觀察到分子的運動，同時培養學生多角度思考問題的能力和“科學探究與創新意識”的化學學科核心素養。

【教師活動】展示CO²和0²分子運動的Flash動畫。

設計意圖：讓學生更加深刻地理解“物質是由大量分子組成的，分子總是在做永不停息的無規則運動，分子間會互相碰撞”，讓學生更好地了解微觀世界。

【過渡】分子總是在不斷地運動，那么分子運動的快慢與哪些因素有關？

【探究實驗】分別在等量的冷水和熱水中加入一小粒品紅，進行對比實驗。

【學生活動】學生以小組為單位做實驗并觀察現象，然后小組討論，得出結論：溫度越高，分子的運動速率越快。

設計意圖：培養學生動手實驗的能力，并通過實驗得出結論，讓學生體會實驗的趣味性、科學性，增加學生的化學學習興趣，培養學生的化學學科核心素養。

【教師活動】探究實驗：在圖1裝置中加入一定量滴有紅墨水的水，然后再加入等體積的無水酒精，蓋緊膠塞，將兩種液體混合均勻，觀察實驗現象[4]。

【問題】根據實驗你能得出分子的什么特點？

【學生活動】學生觀察實驗，發現混合后液面居然下降了，總體積變小。在教師引導下總結出“分子之間是有間隔的”。

設計意圖：通過實驗制造認知沖突，思維碰撞引發學生思考。強調兩種物質混合時體積一般不能相加，但質量可以相加，為學生后面的學習做好鋪墊。

【過渡】不同狀態下分子間的間隔是一樣的嗎？下面請同學們來做圖2的探究實驗。

【學生活動】取氣密性良好的兩支大小相同的醫用注射器，將栓塞向外拉，分別吸入等體積的空氣和水，用手指頂住針筒末端的小孑L，將栓塞慢慢推進。

【問題】液體與氣體，誰更容易壓縮？為什么？

設計意圖：通過分組實驗，讓學生在真實的實驗情境中去體驗與感知，從宏觀辨識到微觀探究，得出不同狀態的分子間的間隔是不一樣的。

【教師活動】PPT投影氣、液、固三者在通常情況下分子間隔的動態圖片。結合PPT以及前面的探究實驗，教師引導學生得出“固體分子間的間隔<液體分子間的間隔<氣體分子間的間隔”的結論。

設計意圖：通過實驗和動態PPT圖片展示，進一步加深學生對分子間的間隔的認識，幫助學生更好地理解氣體熱脹冷縮的現象。

【問題】固態酒精、液態酒精、氣態酒精都能燃燒，而不管什么狀態的水都不能燃燒，這一事實說明了什么？

【學生活動】在教師的引導下，得出“同種分子性質相同，不同種分子性質不同”的結論。

設計意圖：通過對生活常識的描述，引發學生對問題的思考，從而進入對物質的本質的學習，從宏觀現象進入微觀本質的探析。

八、板書設計

第三單元課題1——分子和原子（第一課時）

一、構成物質的微粒：分子、原子、離子等

二、分子的特征

①分子的質量和體積都很小

②分子總在不斷地運動

③分子間有間隙

④同種分子性質相同，不同種分子性質不同

九、教學設計特色

初中化學學習在進入第三單元后學生會進入一個分水嶺，這是因為第三單元的化學知識突然從宏觀世界進入到微觀世界，由于微觀的東西看不到、摸不著，學生理解起來比較困難。針對這種情況，設計教學時，教師以實驗為切入點，注重學生的主體參與，讓學生分組合作學習，先讓學生真實地感受到分子是客觀存在的，激發學生的學習興趣;然后考慮到分子、原子比較抽象，設計了多個實驗，讓學生在真實的情境中去感受微粒;同時引導學生對課本上的實驗進行改進，引發學生思考，培養學生的科學探究能力與創新意識;還結合多媒體技術讓學生能夠觀察到微觀粒子的一些動態，讓微觀的東西可視化、形象化，讓學生更好地去感受和理解微觀世界。如此教學，既突出了重點，突破難點，又培養了學生的學科核心素養，還符合新課程標準的教學理念。

[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（2011年版）[s].北京：北京師范大學出版社，2012.

[2]朱桂華，吳海霞.基于學科核心素養的發展教學設計：“分子和原子”教學案例[J].化學教與學，2018（3）：82-86.

[3]焦青字.《分子和原子》第一課時教學設計[J].中學課程輔導，2017（11）：105.

[4]張立言.初中化學教案[M].北京：北京師范大學出版社，1999.

（責任編輯 羅艷）