例談初中化學(xué)課堂教學(xué)中學(xué)科觀念的培養(yǎng)

楊林全

摘 要：2013年的江蘇省南通市初中化學(xué)教學(xué)優(yōu)課評比活動，以“基于培養(yǎng)學(xué)科觀念的初中化學(xué)課題教學(xué)研討”為主題，以“原子的結(jié)構(gòu)”的教學(xué)課題為載體，引領(lǐng)教師要善于發(fā)現(xiàn)課程中的學(xué)科觀念體系，引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)事實(shí)中提煉學(xué)科觀念，并通過實(shí)踐運(yùn)用等環(huán)節(jié)獲得鞏固和提升。

關(guān)鍵詞：化學(xué)學(xué)科觀念；教學(xué)方法；優(yōu)秀課

中圖分類號：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）17-082-01

化學(xué)學(xué)科觀念是學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中逐步提煉概括出來的一些超越事實(shí)性知識的基本認(rèn)識，內(nèi)容涵蓋化學(xué)學(xué)科本質(zhì)特征、基本規(guī)律以及化學(xué)科學(xué)與自然和人類社會的關(guān)系等。2013年9月的“南通市初中化學(xué)教學(xué)優(yōu)課評比活動”，以“基于培養(yǎng)學(xué)科觀念的初中化學(xué)課堂教學(xué)研討”為主題，“原子的結(jié)構(gòu)”的教學(xué)課題為載體，對我們一線教師在今后的教學(xué)中，如何進(jìn)一步落實(shí)學(xué)生學(xué)科觀念的培養(yǎng)具有積極意義。

一、通過追溯人類認(rèn)識原子的歷史，讓學(xué)生真實(shí)感受勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神

各種化學(xué)觀念是在長期的歷史發(fā)展中形成的，因此，把化學(xué)放在歷史的背景中學(xué)習(xí)，不僅讓學(xué)生體會知識的本源，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還有利于學(xué)會科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，更好地學(xué)習(xí)化學(xué)，形成化學(xué)基本觀念。

案例一：

教師：古希臘哲學(xué)家德謨克利特創(chuàng)造了原子詞語，意為不可分割。1803年，英國科學(xué)家道爾頓提出了原子學(xué)說，其主要觀點(diǎn)：①物質(zhì)都是由原子構(gòu)成的；②原子是微小的不可分割的實(shí)心球體……請同學(xué)們大膽猜想，原子模型是什么樣的呢？

學(xué)生：實(shí)心球體。

教師：曾經(jīng)有位科學(xué)家和各位的猜想是一樣的。1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，他認(rèn)為，原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了電荷，從而形成了中性原子。原子是一個球體，正電荷均勻分布在整個球體內(nèi)，電子像面包里的葡萄干鑲嵌其中想一想：湯姆生發(fā)現(xiàn)電子說明了什么？

學(xué)生：說明電子是比原子更小的粒子，原子可以再分。

教師：所以我們剛才的猜想是不正確的，那么原子模型又是什么樣的呢？

學(xué)生：果仁面包模型，或是西瓜模型。

教師：曾經(jīng)也有科學(xué)家和各位的猜想是一樣的。視頻：α粒子散射實(shí)驗(yàn)（英國科學(xué)家盧瑟福），通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你對原子模型又有哪些新的認(rèn)識。

學(xué)生：①大多數(shù)α粒子能穿透金箔，而且不改變原來的前進(jìn)方向，說明原子內(nèi)部有著較大空間；②少部分的α粒子運(yùn)動方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)部存在帶正電的粒子，該粒子所占體積很??；③極少數(shù)的α粒子被彈了回來，說明原子內(nèi)部存在著體積小但質(zhì)量大、帶正電的粒子。

教師：至此，什么樣的原子模型浮現(xiàn)在你的眼前？

學(xué)生：行星系統(tǒng)模型。

教師：視頻：核外電子運(yùn)動狀態(tài)。

學(xué)生：電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速的圓周運(yùn)動。（玻爾原子模型）

教師：科學(xué)是一個不斷發(fā)展的過程，需要一代代人不懈的奮斗。每個理論或者研究成果不代表真理的誕生，但它總使我們向真理更近一步！課后請同學(xué)們對原子模型大膽地猜想。

在上述案例中，教師先讓學(xué)生描繪自己所建構(gòu)的原子結(jié)構(gòu)模型，繼而追隨科學(xué)家的腳步，通過交流討論，逐步探討各種原子結(jié)構(gòu)模型存在的問題。從科學(xué)家的執(zhí)著追求的事跡中，讓學(xué)生認(rèn)識實(shí)驗(yàn)、假說、模型等科學(xué)方法對化學(xué)研究的作用，體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)思維對創(chuàng)造性工作的重要作用，真實(shí)感受勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。

二、通過分析原子的歸類，讓學(xué)生在比較中認(rèn)識原子的性質(zhì)

“分”、“別”、“類”等觀念，是隨著社會分工的出現(xiàn)而自然產(chǎn)生的重要觀念。分類是“根據(jù)對象的共同點(diǎn)和差異點(diǎn)，將對象區(qū)分為不同種類，形成一定從屬關(guān)系的不同等級的系統(tǒng)的邏輯方法。運(yùn)用分類觀念不僅能使有關(guān)原子及其變化的知識系統(tǒng)化，還可以通過分門別類的研究，發(fā)現(xiàn)原子及其變化的規(guī)律。

案例二：

教師：利用分類學(xué)習(xí)的方法是學(xué)好化學(xué)的有效方法。請同學(xué)小組合作，將卡片上的十八種原子進(jìn)行分類，可以怎么分呢？標(biāo)準(zhǔn)是什么呢？（課前老師將十八種原子結(jié)構(gòu)示意圖，用三種不同顏色的硬紙做成了卡片，每小組一套）

學(xué)生1：按照卡片的顏色分成三類；按照核外電子層數(shù)分為三類（核外有一個電子層的、兩個電子層的、三個電子層的）；按照核外電子數(shù)是否大于10個分為三類（大于10、等于10、小于10）。

學(xué)生2：按照是否為金屬的原子分為兩類，按照第一層是否排滿分為兩類。

學(xué)生3：按照最外層電子數(shù)可分為8類。

學(xué)生4：按照最外層電子數(shù)是否大于4分為三類。

學(xué)生5：按照最外層電子數(shù)是否排滿分為兩類……

老師：非常棒！你們抓住了原子核外排布的共同點(diǎn)和差異點(diǎn)，分析得很到位。剛才有位同學(xué)根據(jù)最外層電子已排滿，將氦、氖、氬三種原子分為了一類，對于這三種原子你們熟悉嗎？

學(xué)生：稀有氣體。

教師：稀有氣體曾經(jīng)被稱為什么，原因是？

學(xué)生：因?yàn)樗鼈兊幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，所以被稱為惰性氣體。

教師：為什么它們的化學(xué)性質(zhì)非常的穩(wěn)定呢？這是因?yàn)樗鼈兊淖钔鈱拥碾娮右呀?jīng)排滿了，既不容易失去也不容易得電子，這樣的結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是一種相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。由此可見，結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。在化學(xué)反應(yīng)中，原子無論是得到電子還是失去電子，都趨于達(dá)到相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。請同學(xué)們結(jié)合課本第55頁第一段的內(nèi)容，整理一下，其他原子在化學(xué)變化中得失電子的情況，稍后請做交流。

學(xué)生：金屬原子的最外層電子一般都少于4個，在化學(xué)反應(yīng)易失去電子；非金屬原子的最外層電子一般多于4個。

上述案例中，教師注意從引導(dǎo)學(xué)生對原子進(jìn)行歸類分析入手，讓學(xué)生通過與氦、氖、氬原子結(jié)構(gòu)的比較認(rèn)識其他原子的性質(zhì)，同時形成從分類角度認(rèn)識原子性質(zhì)和變化的思維方式。

參考文獻(xiàn)：

[1] 倪 娟，楊玉琴.論基于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科觀念的教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)[J].化學(xué)教育，2012，（12）：3-5.

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