促进微观认识形成的教学研究与实践

赵志国

摘要：“物质构成的奥秘”单元中核心概念是分子、原子和元素，学习这些概念是为了进一步认识物质及其变化。本文将“物质构成的奥秘”单元内容分为微粒和元素两个有机部分，分别从认识微粒和元素入手，再分别基于微粒和元素这两个角度，不断深化对物质和变化的认识与理解，从而促进初中生微观认识的形成，初步建立认识物质及其变化的思维角度、方法，进而转化为认识物质及其变化的基本观点，为学生后续学习提供理论基础和支撑。

关键词：物质构成的奥秘  微观认识  三层理解  驱动性问题

义务教育《化学课程标准（2011年版）》指出：“义务教育阶段的化学教育，要激发学生的好奇心，引导学生认识物质世界的变化规律，形成化学的基本观念。”课程内容体现了对化学基本观念的下列学习要求：认识化学物质具有多样性，认识物质是由微粒构成的，用元素的观点看物质及其变化，用转化的观点看物质之间的关系，用定量的观点和能量的观点初步认识化学变化，认识化学与社会发展是相互作用和影响的等。因此，教师应充分认识到课程内容不仅规定了学生学习的具体课程内容，还要求通过这些内容帮助学生形成核心化学观念。在化学课程中，教师应重视学生化学基本观念的形成，是精简教学内容，减轻学生过重的学习负担、提高学生问题解决能力的重要途径。

一、问题的提出

从微观视角认识物质世界是化学学科最重要的学习方式，也是化学学科最具特征的思维方式，从微粒角度理解物质及其变化的本质，从元素角度认识物质及其变化，可以帮助学生形成系统地认识物质及其变化的思路和方法。

在教学中，教师往往对促进学生形成认识物质及其变化的思路和方法的研究不够，更注重事实、技能、概念、知识的识记和训练，导致学生的认知是零散的、割裂的，不能很好地将课程内容放置在基本观念的层面上整体建构。

二、促进学生微观认识形成的发展分析

化学是在分子、原子层次上研究物质性质、组成、结构与变化规律的科学。“物质构成的奥秘”单元的学习是认识物质的性质、组成、结构和变化的最基本、最重要的基础，对分子、原子、元素的深入认识和理解是学生系统与全面认识物质、认识化学变化本质的基础和前提，可以帮助学生建立认识物质及其变化的思维角度和方法，使原本复杂的知识变得有根源、有条理、有层次。

在“物质构成的奥秘”单元内容学习之前，教师可以进行测试和认知基础分析，题目分别为“你对分子、原子有哪些认识？”“湿衣服为什么能够晾干？”“密封在塑料袋中一部分酒精，一会儿塑料袋会膨胀起来，原因是什么？”“ H2O和H2O2­溶液有什么不同？”“ O2和CO2的化学性质为什么不同？”等。测试结果显示学生对分子和原子的认识非常零散，大部分学生只是从宏观角度解释，从微观角度解释现象的不足三分之一，还不能从微粒的角度揭示物质的性质、组成、结构和变化规律等。

三、单元教学设计与实施

本单元的整体教学设计为5课时，每课时的核心内容和教学过程如表1所示。

教师在教学后马上进行测试，目的是检测学生能否建立概念之间的关系，以及能否从宏观和微观两个角度认识物质及其变化。测试题目是：“建立物质、分子、原子、离子、元素、质子、中子、原子核、电子之间的关系;如何认识下列两组物质：H2O和H2O2溶液;O2和CO2;如何认识下列两个变化：水的蒸发、水的电解;酒精燃烧生成H2O和CO2，在此过程中变化的是什么？不变的是什么？已知Na在Cl2中燃燒生成NaCl，你怎样认识反应前的钠和NaCl中的钠？”实验班与平行班进行对比分析发现，实验班的目标达成情况好于平行班，尤其是从微观角度，或是从宏观和微观两个角度认识物质及其变化更加明显。

四、“物质构成的奥秘”单元教学策略

在单元整体教学过程中，所有的素材设计、驱动性问题设计均指向学生微观认识形成和发展进行整体安排，其认知形成的发展过程如下：进入物质的微粒世界，建立物质与微粒的关系→基于分子和原子从微粒认识物质的性质与变化→进入原子的世界→应用核外电子排布特点看物质化学变化的本质→基于原子建立元素概念，从元素和原子两个方面看物质的性质与变化过程。在本教学研究中，教师设置了一系列的驱动性问题，以促进学生真正的思考，驱动学生的思维发展，从而形成对知识的认知过程，建立原有知识和新知识间的联系。如通过对比“H2O2溶液和H2O两瓶无色液体”，教师可以设置以下驱动性问题：“外观一样的物质，是同一种物质吗？什么决定了它们化学性质不同？”以此驱动学生思维认识的发展，促进学生微观认识的形成。

五、结语

从微粒角度认识物质及其变化，是“物质构成的奥秘”单元教学的核心，从宏观和微观两个角度认识物质及其变化，是学生微观认识形成和发展的重要基础与基本目标。通过学习，学生能够把“物质的宏观性质与变化是由构成物质的微粒所决定的”这个核心内容作为自己的认识工具、一种分析问题和解决问题的思路与方法。

参考文献：

[1]李珍，罗月旺.运用大概念组织初中化学复习课教学——以“物质构成的奥秘”为例[J].化学教与学，2021（8）.

[2]朱玉军.中学化学的基本观念探讨[J].中国教育学刊，2013（11）.

[3]毕华林，卢巍.化学基本观念的内涵及其教学价值[J].中学化学教学参考，2011（6）.

[4]毕华林，迟岑迪.运用数字化实验促进学生理解化学概念[J].中小学数字化教学，2020（8）.

[5]许文学.化学学科核心素养“模型认知”的内涵构成与水平解读[J].教育导刊，2020（6）.

[6]陈进前.关于化学模型和模型认知的思考[J].中学化学教学参考，2019（17）.

（作者单位：北京教育学院石景山分院）