構建初中化學微粒觀的教學策略探尋

摘要：當前新課程改革已在全面推廣和開展，課堂教學要以學生為主體。在開展化學課程教學時，教師要引導學生對化學知識進行歸類，構建化學相關理論體系。微粒觀是中學化學基本觀念之一，屬于學生必須掌握的一項核心觀念。基于此，文章將微粒觀作為切入點，分析構建初中化學微粒觀的意義，從情境引入、類比推理、實驗探究、表征應用、思維導圖等方面探究構建微粒觀的教學策略。

關鍵詞：初中化學;微粒觀;教學策略

中圖分類號：G634.8文獻標識碼：A文章編號：1673-8918（2022）22-0115-04

《義務教育化學課程標準（2011）版》指出要激發學生學習化學的好奇心，引導學生認識物質世界的變化規律，形成化學基本觀念，啟迪學生的科學思維，提高學生的科學素養。微粒觀是初中化學的核心觀念，中學化學微粒觀概括起來大致包含：微粒構成觀、微粒間隙觀、微粒運動觀和微粒作用觀。在初中化學教學中引導學生構建一定的微粒觀，不僅可以促進學生形成更完整的化學基本觀念，也可幫助學生更好地理解和應用化學知識。學生只有頭腦中形成微粒觀，從微觀視角去感受、解釋周圍的物質世界，才能更好地適應新內容的學習以及解決新問題。

九年級學生雖然抽象思維能力有一定提高，但仍屬于經驗型的邏輯思維，空間想象力還不夠豐富。在與學生的交流中，很多學生反映對微粒觀的學習缺乏信心，從學生作業和考試反饋中也發現，大部分學生對物質的構成微粒模棱兩可，書寫化學符號也是錯誤百出，尤其對酸堿鹽間能否發生復分解反應的條件出現理解障礙。如何樹立學生學習微粒觀的信心，逐步建構微粒觀的知識體系，成為化學教師比較關注的課題。文章提出以下幾點教學策略建議。

一、 情境引入，拉開微粒觀學習序幕

情境引入是現代教育教學中最常用的一種導入手段，萬事開頭難，好的開頭是成功的一半。在第三單元構成物質的奧秘這一章學習中，生動有趣的情境，能激起學生對未知領域的探知欲望，使原本枯燥的知識變得生動起來。這種情境可以是生活中學生已知的現象、詩句、科學發明，也可以是近代科學家的發現史、名人故事、魔術探秘等，讓學生想聽，想學，并與課題研究學習緊密相連。

比如：課題1《分子和原子》這樣設計情境引入，朗誦王安石詩句《梅花》：墻角數枝梅，凌寒獨自開。遙知不是雪，為有暗香來。引導學生細細品味詩句意境，梅花不畏嚴寒，還散發陣陣撲鼻香氣，人為何能聞到香味呢？引入課題，五彩繽紛的物質是由肉眼看不見的微觀粒子構成，這些微粒總在不停運動，擴散到空氣中，所以人能聞到香味，這一章我們將開啟微觀的世界大門，去領略宏觀物質的微觀結構，探索化學變化中微粒的運動特征，學會從微觀的視角分析問題、解決問題，這樣一下子把學生的學習情緒調動起來，產生探索欲望。上到課題2《原子的結構》設問：原子是化學變化中最小的粒子，這么小的粒子還能不能再分？接著播放我國在1964年10月16日第一顆原子彈爆炸成功這一激動人心的影像，說明原子還能再分，原子可以分為原子核和核外電子。并借此向學生介紹第一顆原子彈發明及爆炸成功使我國的世界地位一下子提高了很多，成為世界少數擁有核武器的國家之一，知道研究發展科學的重要性，國家落后就要挨打，希望同學們好好學習，為國爭光，并介紹兩彈一星的功勛科學家錢學森，通過故事向學生進行愛國主義教育;緊接著播放原子結構的發現史，道爾頓的原子實心球體論、湯姆生的棗糕原子模型、盧瑟福α粒子散射實驗、玻爾行星云，激起學生探知原子內部結構的動力，為認識原子核外電子排布的規律埋下伏筆。

二、 類比推理，初步感知微粒觀

類比法是一種古老的認知思維與推測方法，利用對未知或不確定對象與已知的對象進行歸類對比，得出對未知的判斷。微觀粒子對學生來講是陌生的世界，在介紹微粒的一些基本性質時，可以利用學生熟悉的例子或已有的經驗進行對比，初步感知微粒的基本特征。

比如：介紹分子之間有間隔的性質時，首先讓學生演示實驗：用量筒分別取10mL水和10mL酒精，再分別倒入到20mL的量筒中，觀察兩者混合后總體積小于20mL了。學生站在宏觀角度分析，雖對演示結果有一定的了解掌握，但對演示結果存在疑惑，并不理解造成體積變小的原因。在該情況下，教師可對比演示一個實驗，即將1體積的黃豆與1體積的白糖進行混合，所獲得物體的體積明顯小于2體積，學生能夠清楚看到白糖會存在于黃豆之間。利用類比推理，將兩個演示建立相關聯系，學生即可知道，在水分子與酒精分子之間還存在間隔，其會相互進行滲透，導致總體積變小。利用該類比推理學習，學生對分子間存在間隔這一特點，有更全面的了解。

在進行原子核外電子分層排布的講解過程中，可將原子核外電子分層運動與宇宙天體圍繞太陽遠動進行類比，從而了解到電子是圍繞原子核進行分層排布的特征。如何理解有的電子在離核近的區域運動，有的在離核較遠區域運動呢？可用運動場上運動員扔鉛球類比，運動員能量大，鉛球就扔得遠，即電子能量大的在離核遠的電子層上運動，通過這些類比推理教學，學生就能很快理解原子核外電子是分層排布的特點。

三、 實驗探究，真實體驗微粒觀

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。教師要有意識地設計問題情境，引導學生對微粒運動觀，微粒間隙觀和微粒作用觀進行實驗探究，從宏觀實驗現象中去感悟微粒觀的特點，對微粒觀的體驗更真實，記憶也更永久。在實驗探究過程中，還可以培養學生觀察能力、操作能力、團隊協作能力以及邏輯思維和創新思維能力。

比如：學習分子的基本性質時，研究分子是運動，還是靜止的。可以設計讓學生分組完成探究實驗，拿兩個200mL燒杯，分別倒入100mL冷水和熱水，再各放入一藥匙高錳酸鉀固體，觀察到兩個燒杯中的水都逐漸變成紫紅色，其中熱水中變紅更快，由此得出分子是不停地運動，且溫度越高，運動越快，這種體驗得來的感悟最可靠;同時為了增添趣味，也可以將教材中的濃氨水向酚酞溶液擴散的活動探究巧裝成“魔術表演”，先自制一個和250mL燒杯一般大的紙盒，在紙盒的一側割一條縫，用燒杯裝點濃氨水，放在紙盒中（如圖1），然后在一張濾紙上用酚酞溶液寫上“加油”等激勵的字，向學生展示紙張是白的，接著把濾紙插入盒子中，片刻取出，學生會看到紙張上出現“加油”兩個紅字，頓時掌聲響起，教師再將濾紙輕輕抖動兩下，發現紙張上的字又不見了。學生既好奇，又議論紛紛，急于解密魔術的科學原理，對分子在不停地運動這一微粒基本性質深信不疑。同時為了激發學生的創新思維，可以引導學生思考如果按課本實驗存在不足之處：濃氨水用量大，浪費資源，且打開后氨分子擴散到空氣中會造成污染。根據提示，學生對實驗裝置進行創新改進。其中設計如圖2效果很好，既節約又環保。

另外，在進行第十單元課題1“酸堿性質”的學習時，學生完成稀硫酸和稀鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鈣的化學性質對比實驗探究后，發現酸和堿分別在某些方面具有相似的化學性質，接著立即拋出問題，為什么酸和堿都有一些共同的化學性質呢？學生表示疑惑。為了幫助學生找到答案，再讓學生進行溶液導電性的分組實驗，探究蒸餾水、稀鹽酸、稀硫酸、醋、固體氯化鈉、固體氫氧化鈉、NaCl溶液、NaOH溶液、Ca（OH）2溶液的導電能力對比實驗，學生異常興奮，通過開展實驗，觀察到燈泡亮暗程度不一樣，結合物理的知識，得出能導電的物質必須具有自由移動的帶電粒子，從而明確：水是由水分子構成的，不存在自由移動的帶電粒子;固體氯化鈉、氫氧化鈉雖然有帶電的陰陽離子，但是固體下不能自由移動，而形成水溶液后陰陽離子能自由移動，就可以導電，進一步理解為什么把一些固體配成溶液后反應速度會加快的緣故;酸和堿溶液都能導電，是因為在水溶液中酸都能解離出氫離子（H+）和酸根離子、堿都能解離出金屬離子和氫氧根離子（OH-），引出酸和堿的概念。同時從醋酸燈比較暗，說明導電能力比較弱，即為弱酸。從以上分析中，學生不難歸納出酸具有相似的化學性質是它們的構成中都含有氫離子（H+），同理，堿中具有相似的化學性質是因為都含有氫氧根離子（OH-），再次證明了微觀結構決定了物質宏觀性質，性質決定用途的關系。補充實驗：做氫氧化鈉溶液的導電性實驗中，還可往溶液中滴入幾滴酚酞試液，實驗中還會有意外的收獲，會看到電極的正極周圍比較紅，而負極沒有，由此現象可以判斷，正極周圍有大量氫氧根離子（OH-），說明通電時陰離子往正極移動，陽離子往負極移動，進而幫助學生理解通電分解水時正極產生的氣體是氧氣，負極是氫氣的原因。

四、 表征應用，簡潔具化微粒觀

表征，是認知心理學之中的一項專業術語，即在對某問題進行講解時，利用合適的形式進行表述。教師在進行化學微粒觀知識教學時，對部分抽象化、復雜化知識，通過利用科學合理的圖片、模型、動畫進行表述，可以使學生對相關知識有更為直觀的了解，相比教師的語言表述，學生更易進行理解。

（一）圖片展示，實證微粒真實存在

介紹教材中苯分子和硅原子兩張圖片，說明分子和原子是真實存在的，并引導學生認識苯是由苯分子構成的，硅是由硅原子構成的，說明有些物質是由分子構成的，有些物質是由原子構成的觀念。同時從硅原子圖片中留下“中國”兩個漢字告訴同學們粒子不僅能在不停地作無規則運動，人類還能夠操控粒子定向運動這一偉大技術。第六單元課題1展示金剛石與石墨的微觀結構圖片，可以看出金剛石中碳原子排列為正八面體結構，石墨是片層結構，這樣學生對“碳原子排列方式不同，使金剛石與石墨物理性質差異顯著”這一知識點，有更加直觀的了解。

（二）模型制作，架起宏觀-微觀-符號三重表征橋梁

在第三單元課題1《分子和原子》一課中，為了便于學生進一步理解物質、分子、原子的構成關系，展示了四種分子的模型：

通過模型表示，學生對分子是由原子構成的關系更容易理解，同時對今后介紹化學式的書寫也有很大幫助。授課中，教師可以預先提供一些材料（如橡皮泥、塑料球體道具或者是不同顏色的吸鐵石），讓學生根據自己的想象制作一些分子、原子模型，隨后將其在小組間展示，從而使學生對“不同分子構成不同物質”這一知識點有更全面的了解，也學會從微觀角度辨別物質的分類，認識物質的多樣性。

（三）動畫設計，還原化學反應本真

利用多媒體技術把物質的構成微粒制作成各種模型，動畫模擬物質在發生化學變化過程中，生動再現了化學反應的本質：分子分裂成原子，原子再重新組合新的分子過程，這樣的教學方式，有時候比教師再多的語言解釋更有用、更形象、更直觀。

比如：介紹第五單元探討為什么一切化學反應前后質量總是守恒的，就可以播放水的通電分解微觀動畫，再現化學反應的本質：

引導學生觀察變化前后原子的種類、數目的關系，從而得出質量守恒的根本原因。學習酸和堿之間發生的中和反應時，利用動畫模擬中和反應的過程，引導學生觀察變化前后微粒的改變，并最終確定酸堿中和反應的本質是：H++OH-H2O。（見圖3）

五、 思維導圖，編織微粒觀知識網

思維導圖能將知識點集中在一個中心圖形中，脈絡清楚。用于單元小結、階段復習，對學生的理解記憶幫助都很大，在教學中已經被廣泛推廣應用。微粒觀知識點多，內容比較分散，分布廣，跨度大，不容易記憶，在教學中根據進度，逐漸把微觀知識點整合起來，做成相關的思維導圖，形成知識框架，學生的學習理解就方便了許多，也便于構建學生的微粒觀基本觀念。（見圖4、圖5）

六、 結語

微粒觀是化學的核心觀念，學生對微粒觀的知識理解掌握程度，對學習元素觀、分類觀、變化觀、守恒觀等觀念會有很大的促進和幫助作用。在實際教學過程中，教師要注意微粒觀的形成不是一蹴而就，應該循序漸進地推進教學進度，時刻關注學生的學習情況，及時總結和反思。要以“微粒觀”為主線，采用多種教學策略相結合，幫助學生構建微觀思維方式，用微觀的視角看待不一樣的物質世界。

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課題項目：文章系莆田市教育科學“十三五規劃”2020年度課題（課題立項號：PTGFKT20040）“課題名稱：深度教學視域下初中化學微粒觀建構的研究”的研究成果。

作者簡介：林俊偉（1976～），男，漢族，福建莆田人，福建省莆田市外國語學校（莆田市第一中學媽祖城校區），研究方向：初中化學教學。