构建初中化学微粒观的教学策略探寻

摘要：当前新课程改革已在全面推广和开展，课堂教学要以学生为主体。在开展化学课程教学时，教师要引导学生对化学知识进行归类，构建化学相关理论体系。微粒观是中学化学基本观念之一，属于学生必须掌握的一项核心观念。基于此，文章将微粒观作为切入点，分析构建初中化学微粒观的意义，从情境引入、类比推理、实验探究、表征应用、思维导图等方面探究构建微粒观的教学策略。

关键词：初中化学;微粒观;教学策略

中图分类号：G634.8文献标识码：A文章编号：1673-8918（2022）22-0115-04

《义务教育化学课程标准（2011）版》指出要激发学生学习化学的好奇心，引导学生认识物质世界的变化规律，形成化学基本观念，启迪学生的科学思维，提高学生的科学素养。微粒观是初中化学的核心观念，中学化学微粒观概括起来大致包含：微粒构成观、微粒间隙观、微粒运动观和微粒作用观。在初中化学教学中引导学生构建一定的微粒观，不仅可以促进学生形成更完整的化学基本观念，也可帮助学生更好地理解和应用化学知识。学生只有头脑中形成微粒观，从微观视角去感受、解释周围的物质世界，才能更好地适应新内容的学习以及解决新问题。

九年级学生虽然抽象思维能力有一定提高，但仍属于经验型的逻辑思维，空间想象力还不够丰富。在与学生的交流中，很多学生反映对微粒观的学习缺乏信心，从学生作业和考試反馈中也发现，大部分学生对物质的构成微粒模棱两可，书写化学符号也是错误百出，尤其对酸碱盐间能否发生复分解反应的条件出现理解障碍。如何树立学生学习微粒观的信心，逐步建构微粒观的知识体系，成为化学教师比较关注的课题。文章提出以下几点教学策略建议。

一、 情境引入，拉开微粒观学习序幕

情境引入是现代教育教学中最常用的一种导入手段，万事开头难，好的开头是成功的一半。在第三单元构成物质的奥秘这一章学习中，生动有趣的情境，能激起学生对未知领域的探知欲望，使原本枯燥的知识变得生动起来。这种情境可以是生活中学生已知的现象、诗句、科学发明，也可以是近代科学家的发现史、名人故事、魔术探秘等，让学生想听，想学，并与课题研究学习紧密相连。

比如：课题1《分子和原子》这样设计情境引入，朗诵王安石诗句《梅花》：墙角数枝梅，凌寒独自开。遥知不是雪，为有暗香来。引导学生细细品味诗句意境，梅花不畏严寒，还散发阵阵扑鼻香气，人为何能闻到香味呢？引入课题，五彩缤纷的物质是由肉眼看不见的微观粒子构成，这些微粒总在不停运动，扩散到空气中，所以人能闻到香味，这一章我们将开启微观的世界大门，去领略宏观物质的微观结构，探索化学变化中微粒的运动特征，学会从微观的视角分析问题、解决问题，这样一下子把学生的学习情绪调动起来，产生探索欲望。上到课题2《原子的结构》设问：原子是化学变化中最小的粒子，这么小的粒子还能不能再分？接着播放我国在1964年10月16日第一颗原子弹爆炸成功这一激动人心的影像，说明原子还能再分，原子可以分为原子核和核外电子。并借此向学生介绍第一颗原子弹发明及爆炸成功使我国的世界地位一下子提高了很多，成为世界少数拥有核武器的国家之一，知道研究发展科学的重要性，国家落后就要挨打，希望同学们好好学习，为国争光，并介绍两弹一星的功勋科学家钱学森，通过故事向学生进行爱国主义教育;紧接着播放原子结构的发现史，道尔顿的原子实心球体论、汤姆生的枣糕原子模型、卢瑟福α粒子散射实验、玻尔行星云，激起学生探知原子内部结构的动力，为认识原子核外电子排布的规律埋下伏笔。

二、 类比推理，初步感知微粒观

类比法是一种古老的认知思维与推测方法，利用对未知或不确定对象与已知的对象进行归类对比，得出对未知的判断。微观粒子对学生来讲是陌生的世界，在介绍微粒的一些基本性质时，可以利用学生熟悉的例子或已有的经验进行对比，初步感知微粒的基本特征。

比如：介绍分子之间有间隔的性质时，首先让学生演示实验：用量筒分别取10mL水和10mL酒精，再分别倒入到20mL的量筒中，观察两者混合后总体积小于20mL了。学生站在宏观角度分析，虽对演示结果有一定的了解掌握，但对演示结果存在疑惑，并不理解造成体积变小的原因。在该情况下，教师可对比演示一个实验，即将1体积的黄豆与1体积的白糖进行混合，所获得物体的体积明显小于2体积，学生能够清楚看到白糖会存在于黄豆之间。利用类比推理，将两个演示建立相关联系，学生即可知道，在水分子与酒精分子之间还存在间隔，其会相互进行渗透，导致总体积变小。利用该类比推理学习，学生对分子间存在间隔这一特点，有更全面的了解。

在进行原子核外电子分层排布的讲解过程中，可将原子核外电子分层运动与宇宙天体围绕太阳远动进行类比，从而了解到电子是围绕原子核进行分层排布的特征。如何理解有的电子在离核近的区域运动，有的在离核较远区域运动呢？可用运动场上运动员扔铅球类比，运动员能量大，铅球就扔得远，即电子能量大的在离核远的电子层上运动，通过这些类比推理教学，学生就能很快理解原子核外电子是分层排布的特点。

三、 实验探究，真实体验微粒观

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。教师要有意识地设计问题情境，引导学生对微粒运动观，微粒间隙观和微粒作用观进行实验探究，从宏观实验现象中去感悟微粒观的特点，对微粒观的体验更真实，记忆也更永久。在实验探究过程中，还可以培养学生观察能力、操作能力、团队协作能力以及逻辑思维和创新思维能力。

比如：学习分子的基本性质时，研究分子是运动，还是静止的。可以设计让学生分组完成探究实验，拿两个200mL烧杯，分别倒入100mL冷水和热水，再各放入一药匙高锰酸钾固体，观察到两个烧杯中的水都逐渐变成紫红色，其中热水中变红更快，由此得出分子是不停地运动，且温度越高，运动越快，这种体验得来的感悟最可靠;同时为了增添趣味，也可以将教材中的浓氨水向酚酞溶液扩散的活动探究巧装成“魔术表演”，先自制一个和250mL烧杯一般大的纸盒，在纸盒的一侧割一条缝，用烧杯装点浓氨水，放在纸盒中（如图1），然后在一张滤纸上用酚酞溶液写上“加油”等激励的字，向学生展示纸张是白的，接着把滤纸插入盒子中，片刻取出，学生会看到纸张上出现“加油”两个红字，顿时掌声响起，教师再将滤纸轻轻抖动两下，发现纸张上的字又不见了。学生既好奇，又议论纷纷，急于解密魔术的科学原理，对分子在不停地运动这一微粒基本性质深信不疑。同时为了激发学生的创新思维，可以引导学生思考如果按课本实验存在不足之处：浓氨水用量大，浪费资源，且打开后氨分子扩散到空气中会造成污染。根据提示，学生对实验装置进行创新改进。其中设计如图2效果很好，既节约又环保。

另外，在进行第十单元课题1“酸碱性质”的学习时，学生完成稀硫酸和稀盐酸、氢氧化钠和氢氧化钙的化学性质对比实验探究后，发现酸和碱分别在某些方面具有相似的化学性质，接着立即抛出问题，为什么酸和碱都有一些共同的化学性质呢？学生表示疑惑。为了帮助学生找到答案，再让学生进行溶液导电性的分组实验，探究蒸馏水、稀盐酸、稀硫酸、醋、固体氯化钠、固体氢氧化钠、NaCl溶液、NaOH溶液、Ca（OH）2溶液的导电能力对比实验，学生异常兴奋，通过开展实验，观察到灯泡亮暗程度不一样，结合物理的知识，得出能导电的物质必须具有自由移动的带电粒子，从而明确：水是由水分子构成的，不存在自由移动的带电粒子;固体氯化钠、氢氧化钠虽然有带电的阴阳离子，但是固体下不能自由移动，而形成水溶液后阴阳离子能自由移动，就可以导电，进一步理解为什么把一些固体配成溶液后反应速度会加快的缘故;酸和碱溶液都能导电，是因为在水溶液中酸都能解离出氢离子（H+）和酸根离子、碱都能解离出金属离子和氢氧根离子（OH-），引出酸和碱的概念。同时从醋酸灯比较暗，说明导电能力比较弱，即为弱酸。从以上分析中，学生不难归纳出酸具有相似的化学性质是它们的构成中都含有氢离子（H+），同理，碱中具有相似的化学性质是因为都含有氢氧根离子（OH-），再次证明了微观结构决定了物質宏观性质，性质决定用途的关系。补充实验：做氢氧化钠溶液的导电性实验中，还可往溶液中滴入几滴酚酞试液，实验中还会有意外的收获，会看到电极的正极周围比较红，而负极没有，由此现象可以判断，正极周围有大量氢氧根离子（OH-），说明通电时阴离子往正极移动，阳离子往负极移动，进而帮助学生理解通电分解水时正极产生的气体是氧气，负极是氢气的原因。

四、 表征应用，简洁具化微粒观

表征，是认知心理学之中的一项专业术语，即在对某问题进行讲解时，利用合适的形式进行表述。教师在进行化学微粒观知识教学时，对部分抽象化、复杂化知识，通过利用科学合理的图片、模型、动画进行表述，可以使学生对相关知识有更为直观的了解，相比教师的语言表述，学生更易进行理解。

（一）图片展示，实证微粒真实存在

介绍教材中苯分子和硅原子两张图片，说明分子和原子是真实存在的，并引导学生认识苯是由苯分子构成的，硅是由硅原子构成的，说明有些物质是由分子构成的，有些物质是由原子构成的观念。同时从硅原子图片中留下“中国”两个汉字告诉同学们粒子不仅能在不停地作无规则运动，人类还能够操控粒子定向运动这一伟大技术。第六单元课题1展示金刚石与石墨的微观结构图片，可以看出金刚石中碳原子排列为正八面体结构，石墨是片层结构，这样学生对“碳原子排列方式不同，使金刚石与石墨物理性质差异显著”这一知识点，有更加直观的了解。

（二）模型制作，架起宏观-微观-符号三重表征桥梁

在第三单元课题1《分子和原子》一课中，为了便于学生进一步理解物质、分子、原子的构成关系，展示了四种分子的模型：

通过模型表示，学生对分子是由原子构成的关系更容易理解，同时对今后介绍化学式的书写也有很大帮助。授课中，教师可以预先提供一些材料（如橡皮泥、塑料球体道具或者是不同颜色的吸铁石），让学生根据自己的想象制作一些分子、原子模型，随后将其在小组间展示，从而使学生对“不同分子构成不同物质”这一知识点有更全面的了解，也学会从微观角度辨别物质的分类，认识物质的多样性。

（三）动画设计，还原化学反应本真

利用多媒体技术把物质的构成微粒制作成各种模型，动画模拟物质在发生化学变化过程中，生动再现了化学反应的本质：分子分裂成原子，原子再重新组合新的分子过程，这样的教学方式，有时候比教师再多的语言解释更有用、更形象、更直观。

比如：介绍第五单元探讨为什么一切化学反应前后质量总是守恒的，就可以播放水的通电分解微观动画，再现化学反应的本质：

引导学生观察变化前后原子的种类、数目的关系，从而得出质量守恒的根本原因。学习酸和碱之间发生的中和反应时，利用动画模拟中和反应的过程，引导学生观察变化前后微粒的改变，并最终确定酸碱中和反应的本质是：H++OH-H2O。（见图3）

五、 思维导图，编织微粒观知识网

思维导图能将知识点集中在一个中心图形中，脉络清楚。用于单元小结、阶段复习，对学生的理解记忆帮助都很大，在教学中已经被广泛推广应用。微粒观知识点多，内容比较分散，分布广，跨度大，不容易记忆，在教学中根据进度，逐渐把微观知识点整合起来，做成相关的思维导图，形成知识框架，学生的学习理解就方便了许多，也便于构建学生的微粒观基本观念。（见图4、图5）

六、 结语

微粒观是化学的核心观念，学生对微粒观的知识理解掌握程度，对学习元素观、分类观、变化观、守恒观等观念会有很大的促进和帮助作用。在实际教学过程中，教师要注意微粒观的形成不是一蹴而就，应该循序渐进地推进教学进度，时刻关注学生的学习情况，及时总结和反思。要以“微粒观”为主线，采用多种教学策略相结合，帮助学生构建微观思维方式，用微观的视角看待不一样的物质世界。

参考文献：

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[4]陈博殷，麦达勤.基于微粒观建构的高中化学“水溶液中的离子平衡”教学述评[J].化学教学，2019（4）：13-17.

课题项目：文章系莆田市教育科学“十三五规划”2020年度课题（课题立项号：PTGFKT20040）“课题名称：深度教学视域下初中化学微粒观建构的研究”的研究成果。

作者简介：林俊伟（1976～），男，汉族，福建莆田人，福建省莆田市外国语学校（莆田市第一中学妈祖城校区），研究方向：初中化学教学。