促進微觀認識形成的教學研究與實踐

趙志國

摘要：“物質構成的奧秘”單元中核心概念是分子、原子和元素，學習這些概念是為了進一步認識物質及其變化。本文將“物質構成的奧秘”單元內容分為微粒和元素兩個有機部分，分別從認識微粒和元素入手，再分別基于微粒和元素這兩個角度，不斷深化對物質和變化的認識與理解，從而促進初中生微觀認識的形成，初步建立認識物質及其變化的思維角度、方法，進而轉化為認識物質及其變化的基本觀點，為學生后續學習提供理論基礎和支撐。

關鍵詞：物質構成的奧秘 ?微觀認識 ?三層理解 ?驅動性問題

義務教育《化學課程標準（2011年版）》指出：“義務教育階段的化學教育，要激發學生的好奇心，引導學生認識物質世界的變化規律，形成化學的基本觀念?！闭n程內容體現了對化學基本觀念的下列學習要求：認識化學物質具有多樣性，認識物質是由微粒構成的，用元素的觀點看物質及其變化，用轉化的觀點看物質之間的關系，用定量的觀點和能量的觀點初步認識化學變化，認識化學與社會發展是相互作用和影響的等。因此，教師應充分認識到課程內容不僅規定了學生學習的具體課程內容，還要求通過這些內容幫助學生形成核心化學觀念。在化學課程中，教師應重視學生化學基本觀念的形成，是精簡教學內容，減輕學生過重的學習負擔、提高學生問題解決能力的重要途徑。

一、問題的提出

從微觀視角認識物質世界是化學學科最重要的學習方式，也是化學學科最具特征的思維方式，從微粒角度理解物質及其變化的本質，從元素角度認識物質及其變化，可以幫助學生形成系統地認識物質及其變化的思路和方法。

在教學中，教師往往對促進學生形成認識物質及其變化的思路和方法的研究不夠，更注重事實、技能、概念、知識的識記和訓練，導致學生的認知是零散的、割裂的，不能很好地將課程內容放置在基本觀念的層面上整體建構。

二、促進學生微觀認識形成的發展分析

化學是在分子、原子層次上研究物質性質、組成、結構與變化規律的科學。“物質構成的奧秘”單元的學習是認識物質的性質、組成、結構和變化的最基本、最重要的基礎，對分子、原子、元素的深入認識和理解是學生系統與全面認識物質、認識化學變化本質的基礎和前提，可以幫助學生建立認識物質及其變化的思維角度和方法，使原本復雜的知識變得有根源、有條理、有層次。

在“物質構成的奧秘”單元內容學習之前，教師可以進行測試和認知基礎分析，題目分別為“你對分子、原子有哪些認識？”“濕衣服為什么能夠晾干？”“密封在塑料袋中一部分酒精，一會兒塑料袋會膨脹起來，原因是什么？”“ H2O和H2O2-溶液有什么不同？”“ O2和CO2的化學性質為什么不同？”等。測試結果顯示學生對分子和原子的認識非常零散，大部分學生只是從宏觀角度解釋，從微觀角度解釋現象的不足三分之一，還不能從微粒的角度揭示物質的性質、組成、結構和變化規律等。

三、單元教學設計與實施

本單元的整體教學設計為5課時，每課時的核心內容和教學過程如表1所示。

教師在教學后馬上進行測試，目的是檢測學生能否建立概念之間的關系，以及能否從宏觀和微觀兩個角度認識物質及其變化。測試題目是：“建立物質、分子、原子、離子、元素、質子、中子、原子核、電子之間的關系;如何認識下列兩組物質：H2O和H2O2溶液;O2和CO2;如何認識下列兩個變化：水的蒸發、水的電解;酒精燃燒生成H2O和CO2，在此過程中變化的是什么？不變的是什么？已知Na在Cl2中燃燒生成NaCl，你怎樣認識反應前的鈉和NaCl中的鈉？”實驗班與平行班進行對比分析發現，實驗班的目標達成情況好于平行班，尤其是從微觀角度，或是從宏觀和微觀兩個角度認識物質及其變化更加明顯。

四、“物質構成的奧秘”單元教學策略

在單元整體教學過程中，所有的素材設計、驅動性問題設計均指向學生微觀認識形成和發展進行整體安排，其認知形成的發展過程如下：進入物質的微粒世界，建立物質與微粒的關系→基于分子和原子從微粒認識物質的性質與變化→進入原子的世界→應用核外電子排布特點看物質化學變化的本質→基于原子建立元素概念，從元素和原子兩個方面看物質的性質與變化過程。在本教學研究中，教師設置了一系列的驅動性問題，以促進學生真正的思考，驅動學生的思維發展，從而形成對知識的認知過程，建立原有知識和新知識間的聯系。如通過對比“H2O2溶液和H2O兩瓶無色液體”，教師可以設置以下驅動性問題：“外觀一樣的物質，是同一種物質嗎？什么決定了它們化學性質不同？”以此驅動學生思維認識的發展，促進學生微觀認識的形成。

五、結語

從微粒角度認識物質及其變化，是“物質構成的奧秘”單元教學的核心，從宏觀和微觀兩個角度認識物質及其變化，是學生微觀認識形成和發展的重要基礎與基本目標。通過學習，學生能夠把“物質的宏觀性質與變化是由構成物質的微粒所決定的”這個核心內容作為自己的認識工具、一種分析問題和解決問題的思路與方法。

參考文獻：

[1]李珍，羅月旺.運用大概念組織初中化學復習課教學——以“物質構成的奧秘”為例[J].化學教與學，2021（8）.

[2]朱玉軍.中學化學的基本觀念探討[J].中國教育學刊，2013（11）.

[3]畢華林，盧巍.化學基本觀念的內涵及其教學價值[J].中學化學教學參考，2011（6）.

[4]畢華林，遲岑迪.運用數字化實驗促進學生理解化學概念[J].中小學數字化教學，2020（8）.

[5]許文學.化學學科核心素養“模型認知”的內涵構成與水平解讀[J].教育導刊，2020（6）.

[6]陳進前.關于化學模型和模型認知的思考[J].中學化學教學參考，2019（17）.

（作者單位：北京教育學院石景山分院）