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1、２０１４ 年第 ９ 期 化 学 教 育（ ：／／ ） · ２３ · ｈｔｔｐ ｗｗｗ．ｈｘｊｙ．ｏｒｇ 初中化学 “微粒观”建构的教学实践研究 ———以 “分子”教学为例 于昌凤＊ （北京市昌平区回龙观中学 １０２２０８） 摘要 着眼于中学化学的学习和学生未来发展，引导初三学生从微观角度认识物质及其变化规律，建构微粒观已成为初中化学课堂教学中重要的研究内容。本文在对 “微粒观”基本理解的基础上，结合学生的具体认知水平，以 “分子”教学为例，进行了教学设计及实
2、施研究，在反思和总结中提出了促进初中化学微粒观建构的课堂教学策略。 关键词 微粒观 分子 化学观念教学 初中化学 使学生初步形成化学基本观念是义务教育阶段 过程。到了高中阶段，随着化学学习的不断深入， 化学教育的一个重要的教学目标 ［１］ 重点发展和完善对 “物质的结构和存在状态及物质 。在初中化学教 学中，帮助学生从原子、分子水平上建构微粒观是 的性质和变化是微粒间相互作用的结果”的进一步 初中化学教学的重要内容。 认识。 １ 初中阶段 “微粒观”的内涵 ２ 初中阶段 “微粒观”的教学价值 微粒观是重要的化学观念之一。有学者对中学 初三化学是一门
3、启蒙学科，在仅１年的初三化 化学微粒观的内涵进行了阐述， “微粒观”的主要 学教学中帮助学生建构微粒观不仅是义务教育教学 内容包括 “物质都是由原子、分子、离子等基本微 改革的需要，而且是培养学生持续学习能力的需 粒构成的，微粒很小，微粒是运动的，微粒间有间 要，是学生未来发展的需要。 ［２－７］ ２．１ 增进学生对化学知识的深入理解 隙，微粒间存在着相互作用 ” 。仔细分析，中 学化学微粒观的基本内涵主要包括２个方面：一是 初三化学微粒观的建构是以 “分子、原子、离 物质是由微粒构成的，构成物质的基本微粒有分 子”等具体化学知识的深入理解为前提的。在微粒 子、原
4、子和离子。微粒很小，微粒在不停地运动， 观建构指导下的学习，学生不仅要认识到什么是分 微粒间有空隙。二是物质的结构和存在状态及物质 子、原子、离子，还要了解微粒本身的性质，更要 的性质和变化是微粒间相互作用的结果。 建立起宏观物质及其变化与微粒之间的重要关系。 学生对微粒观的认识是不断发展的。在初三化 学生不仅从微观视角解释日常生活中一些常见的宏 学教学中，结合义务教育阶段课程标准及教学要 观现象，而且从分子、原子的微粒水平更能深入认 求，重点帮助学生形成以下的基本认识：一是认识 识 “纯净物和混合物、物理变化和化学变化、物质 物质的微粒构成，即物质是由微粒构成的，构成
5、物 的溶解、溶液中发生的置换和复分解反应”等重要 质的基本微粒有分子、原子、离子，日常生活中我 化学知识的微观本质，从而真正理解它们。微粒观 们接触的物质不是单个的分子或原子，而是它们的 的建构更为学生在高中阶段进一步学习 “氧化还原 聚集体，通常有气体、液体和固体３种存在状态。 反应、离子反应、化学键”等重要的化学知识，建 二是对分子、原子、离子３种微粒的认识，即微粒 构微粒作用观奠定良好的知识和认识基础。总之， 很小，微粒都在不停地运动，微粒间有空隙；分子 微粒观建构指导下的教学，学生的思维不是停留在 由原子构成，原子由质子、中子和电子构成，原子 对某个知识的认识
6、水平上，而是对所学的知识不断 得失电子可变成带电的离子。三是初步认识物质变 地从微观视角深入、持久地理解和掌握。可以说， 化的微观实质。从分子、原子角度看，物质发生物 观念建构的教学对知识的认识是没有终点的。 理变化时分子种类没有改变；物质发生化学变化时 ２．２ 有利于促进学生形成从微观视角认识物质及 分子种类改变，原子的种类、数目不变，化学变化 其变化的思维方式 的过程实质上是分子分成原子，原子再重新组合的 “微粒观”建构的教学是对传统 “原子、分子” ＊ 通信联系人，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｕｃｈｇｆ＠１２６．ｃｏｍ · ２４ · 化 学 教
7、 育（ ：／／ ） ２０１４ 年第 ９ 期 ｈｔｔｐ ｗｗｗ．ｈｘｊｙ．ｏｒｇ 知识教学的超越。微粒观是在分子、原子等具体知识和事实中蕴涵的，学生必须主动从储备知识向理解知识、形成基本认识转变，也就是建构化学微粒观。另外，人们日常接触的不是单个的原子和分子而是它们的聚集体，用肉眼看到的是宏观物质发生的各种各样的变化，只有走进物质的微观世界，才 能认识物质及其变化的本质。所以， “微粒观”的 建构可以引导学生在学习 “原子、分子”等微粒的过程中形成从微观视角认识物质及其变化的思维方式，形成从 “原子、分子”的微观视角去审视周围世界的意
8、识，从而提高学生化学思维水平。 ２．３ 提高学生认识物质世界的能力和水平 在微粒观引领下的教学，不仅促进了学生对初三化学具体知识的理解与掌握，而且为学生打开了从微观视角看物质世界的一扇智慧之窗。“微粒观”一旦在学生头脑中建构起来，学生认识物质世界的视角就由原来的宏观进入更能揭示物质及其变化本质的微观，无论他将来是升入高中继续学习化学，还是进入其他学校不再学习化学，学生也基本具有从原子、分子微粒水平研究物质的组成、结构、性 质、变化及其应用的意识和能力，他们认识物质世 界的能力和水平也因此得到了真正的提高。 ３ 初三学生 “微粒观”认识现状调查 ３．１ 初三
9、学生微粒观认识理解水平的调查 “原子、分子”是帮助学生建构微粒观重要的知识载体。在学习 “原子、分子”之前，学生们通过媒体、科普杂志和书籍上接触过 “分子”这一个词汇。学生也具有这样的生活经验：经过酒店时闻到酒香；经过花园时闻到花香；湿的衣服经过晾晒就会变干燥；糖块放在水中，会逐渐消失，而水却有了甜味。另外，在生物科学中学生学过细胞、 ＤＮＡ 分子，在物理课中，学生们学习过 “分子运动理论”等有关知识。 可以讲，学生们并不缺乏从微观视角研究周围事物的经历。那么，在学习化学之前，学生对于微粒性认识水平如何呢？ 开学初对所任的初三 （３）、（７）班的学生进行了问卷调查。问卷
10、采用简答题的问题形式，没有任何提示，要求学生运用已有的认识理解给出答案。问卷共发放５５份，收回５５份。调查内容与结果统计如表１。 表 １ 初三学生微粒性认识水平调查结果 调查问题 微粒观认识要点 调查结果 为什么有些物质就在我们身边 有２８人回答 “物质太小了” １． 物质是由微粒构成，微粒很小 有２０人回答 “这些物质像空气一样无色” 而我们用肉眼却看不见
11、 有７人回答 “不知道” 汽油、酒精等液体在敞口容器 有 ２ 人解释是分子在不断地运动 ２． 分子在不停地运动 有 ４６ 人解释是蒸发或挥发 中会逐渐减少，为什么 有近 人没有写答案 ７ 湿衣服晾在烈日下比在阴凉处 分子在不停地运动，温度越高，
12、 有 ５ 人解释是温度高，分子运动快 ３． 干得快，为什么 分子运动越快 有５０人解释是温度高，水蒸发得快 空气和水哪种物质更容易被压 空气更容易被压缩，因为空气中 有４人回答空气更容易被压缩，因为空气中分子空隙大 ４． 分子 间 空 隙 比 液 态 水 分 子 间 空 有２９人回答空气更容易被压缩，认为是空气的密度小 缩，为什么 隙大 有 人认为是水更容易被压缩 ８
13、 是一种物质，因为它们都是由水 有２４人认为不是一种物质，因为冰和水的状态、密度不同 冰和水是一种物质吗，为什么 有 人认为是一种物质，其中只有 人解释是由同种分子构 ３１ ５ ５． 分子构成的 成的，有２６人的解释是冰融化变成水，水遇冷会变成冰 从表１中调查结果可以看出，学生对物质及生 平。知道有些物质很小，我们肉眼看不见，但头脑 活中各种现象的认识和思考基本处于感性的认识水 中基本没有 “物质是由肉眼看不见的微粒构成
14、的 ２０１４ 年第 ９ 期 化 学 教 育（ ：／／ ） · ２５ · ｈｔｔｐ ｗｗｗ．ｈｘｊｙ．ｏｒｇ 认识。对于一些日常现象的解释绝大多数的学生还是停留在蒸发、挥发、扩散、密度等宏观现象表层，缺少从分子角度解释这些现象的意识。对于具体物质的辨别很容易受到宏观表面性质的影响。由 此可见，学生们虽然学习了细胞、分子等一些知识，但在其头脑中并没有建立起 “微粒观”，缺少从微观视角去观察和认识事物的意识和能力。这是为什么呢？究其原因，是不是与我们教学中注重知识教学而缺少
15、观念意识培养有关系呢？ 那么，在初中化学教学中，应该采取哪些教学 策略帮助学生建构微粒观呢？ ４ 促进微粒观建构的 “分子”教学策略 ４．１ 以微粒观为核心，进行知识分析 “分子”是初三化学教学中建构微粒观的重要知识载体。作为教师，应在 “微粒观”的指导下，理清具体事实、重要概念、核心内容、微粒观之间的关系，做好知识分析，这是进行 “微粒观”教学的重要前提。图１所示的是 “分子 ”一节的知识分析。
16、 图１ “分子”一节的知识分析 ４．２ 以微粒观为核心，创设真实的问题情境，促 教学环节的设计都应该聚焦 “微粒观”，创设出符 进学生自主建构微粒观 合学生认知水平的问题情境和活动情境，让学生在 以促进 “微粒观”建构为目标的教学中，各个 解决问题和活动体验与感悟中，在学习具体知识的 · ２６ · 化 学 教 育（ ：／／ ） ２０１４ 年第 ９ 期 ｈｔｔｐ ｗｗｗ．ｈｘｊｙ．ｏｒｇ 同时，自主建构微粒观。图２所示的是促进学生微 的设计及学生认识发展之间的相互关系。
17、 粒观构建的 “分子”一节的教学情境、问题、活动 图２ “分子”的教学设计 ４．３ 以分子、原子概念的建立为载体，促进微粒 学生认真学习了什么是分子和原子，但是，学生们 观的建构 从微观视角认识物质及其变化本质的意识和能力并 中学化学 “微粒观”的建立是以分子、原子概 没有因此建立起来。这是为什么呢？实际上，学生
18、 念的建立为标志的。在以往的教学中，我们都帮助 们对于分子、原子概念更多地属于熟练记忆水平， ２０１４ 年第 ９ 期 化 学 教 育（ ：／／ ） · ２７ · ｈｔｔｐ ｗｗｗ．ｈｘｊｙ．ｏｒｇ 并没有真正理解它们，也就不会建立起从微观视角认识物质及其变化本质的意识和能力。仔细分析分子、原子的概念，我们可以看出，这２个概念是以对物质及其变化的微观本质的初步认识为前提的。因此，在教学中，我们可以设置 “从分子、原子角度看物质及其变化”的教学环节，通过对空气与氧气、冰和水、水
19、蒸发和水电解、氧化汞受热分解等具体实例的微观实质的讨论分析，抓住对核心内容的理解：物理变化中分子种类不变，化学变化中分子种类改变，分子能保持物质的化学性质；化学变化实质上是分子分成原子，原子再重新组合的过程，原子在化学变化中不能再分。在此基础上再总结归纳出分子、原子的概念。通过这样的教学过程，学生们不仅真正理解建立了分子、原子的概念，而且也建立了从分子、原子的微观角度看物质及其变化的意识，形成对物质及其变化的微观本质的科学认识，促进了中学化学微粒观的建构。 ４．４ 发挥化学符号的作用，帮助学生架起宏观物质与微观粒子之间的桥梁 分子、原子、离子是真实存在的。但这些微粒很小，只有借
20、助扫描隧道显微镜才能 “看见 ”它 们。人们为了更直观地认识微粒的结构，通常采用模型、图示以及符号的方式进行模写，其中最简洁的就是化学学科特有的、国际通用的化学用语，即 化学符号。化学符号是物质微观世界的缩影，它从微观层次上科学、简明地表达了宏观物质的性质和 变化规律，成为了联系宏观世界和微观事实的桥梁。因此，在中学化学微粒观建构的教学中，我们应引导学生科学认识元素符号、化学式、化学方程式等各种化学符号的宏观和微观含义，帮助学生借助化学符号 “走进”物质及其变化的微观世界。 综上所述，在初中化学教学中，以建构 “微粒观”为重点和目标的教学，应该是在教师对 “微粒观”基
21、本理解的前提条件下，从教材内容的整体出发，处理好微粒观与具体知识之间的关系，用微粒观统领具体知识的教学。并且要充分认识学生的认知水平，创设贴近学生的教学情境，设计一系列连续的问题，大胆地与学生对话，在师生、生生之间讨论、交流中提高学生原有的认识水平，促进初三学生微粒观的建构和发展。 致谢：本文是北京市学科 人及骨干教 研修 目 “整体把握和 施 念建构的化学教学研究”工作室的研究成果。在此 悉心指 的 康叔、何彩霞老 表示衷心感 ！ 参 考 文 献 ［１］ 中华人民共和国教育部．义务教育化学课程标准 （２０１１年 版）．北京：北京师范大学出版社，２０１２［２］ 杜明成．山东教育，２００６（８）：２８－３０［３］ 梁永平．化学教育，２００３，２４（６）：６－１０ ［４］ 毕毕林，卢巍．中学化学教学参考，２０１１（６）：３－６ ［５］ 毕毕林，辛本春．中学化学教学参考，２０１１（７）：３－５ ［６］ 毕毕林，崔素芳．中学化学教学参考，２０１１（８）：３－６ ［７］ 何彩霞．教学仪器与实验，２０１３（１）：７－１１
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