初高中化學銜接教學中學生微粒觀的培養(yǎng)

莫蕙伊

[摘要]微粒觀是化學基本觀念的重要內(nèi)容，是學生理解化學概念、把握化學知識的基礎(chǔ)。在初高中化學銜接教學中，教師可通過問題驅(qū)動、化學實驗、情境創(chuàng)設(shè)等教學手段，培養(yǎng)學生的微粒觀，提高學生的化學素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]微粒觀；銜接教學；初高中化學

[中圖分類號]G633.8 [文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058（2017）05-0082-02

一、問題的提出

《普通高中化學課程標準（實驗）》指出：“化學是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應用的一門基礎(chǔ)自然科學。”新課程標準非常注重學生化學觀念的養(yǎng)成，“微粒觀”是重要的化學觀念之一?！拔⒘Ｓ^”作為一個重要的化學基本觀念，對學生在學習過程中正確地認識物質(zhì)的組成，理解物質(zhì)的化學變化，掌握物質(zhì)的化學性質(zhì)，了解化學符號和化學用語的意義等都具有深遠的影響。在初中化學學習階段，物質(zhì)微粒觀為學生開辟了一條新的學習思路，指出了一種全新的思維方法，而高中化學則注重對微粒觀的具體運用和思維的提升。因此只有讓學生切實建立了“微粒觀”，從微觀視角認識和考察物質(zhì)世界，才能為學生今后的學習和發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

通過初中化學的學習，學生知道物質(zhì)是由分子、原子、離子等微粒組成的，了解了微粒很小，微粒不是靜止的，微粒間能夠互相作用以及元素符號、化學式和化學方程式等知識。但這只是對物質(zhì)的微觀世界有了初步認識。高中化學會涉及物質(zhì)的量中微粒的計算、電解質(zhì)在溶液中存在的形式、離子反應中離子的重新結(jié)合、氧化還原反應中電子的轉(zhuǎn)移等，這些知識既是高一化學學習的重點，又是學習的難點。許多學生由于在初中階段的學習中，沒有形成一定的“微粒觀”，所以學習高中這部分內(nèi)容時，會存在思維障礙，形成知識盲點，進而對化學學習產(chǎn)生畏難情緒。因此，如何在初高中化學銜接教學中培養(yǎng)學生的微粒觀，為學生掃除學習障礙，是我們在教學過程中要探討和解決的問題。

二、初中生對“微粒觀”認識的缺陷

初中化學教學的一個重要任務就是教會學生從微觀的角度認識自然界物質(zhì)的變化，建立起對宏觀物質(zhì)的微粒性認識，形成對物質(zhì)性質(zhì)及其變化的科學認識。初中化學教學中物質(zhì)微粒觀的基本要點有：（1）構(gòu)成物質(zhì)的粒子是極其微小的；（2）物質(zhì)是由分子、原子、離子等基本粒子構(gòu)成的；（3）微粒之間存在一定的間隔；（4）微粒處于永不停息的無規(guī)則運動中；（5）微粒之間存在相互作用。

在初中化學教學中，對于物質(zhì)的微觀性認識強調(diào)較多的是前四點，學生在經(jīng)過學習之后，基本都能清楚地記憶“分子運動論”等相關(guān)微粒知識，而往往會忽視“微粒間存在相互作用”這一根本觀點，造成學生在進入高一化學學習時，雖然學習了大量化學知識，但卻難從微觀的角度理解并解釋許多宏觀變化和現(xiàn)象的原因。在高中教學實踐中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)這樣的問題：學生雖然能夠描述許多宏觀變化和現(xiàn)象，但卻不具備相應的微觀認識，也就是當把微粒知識運用于具體情境時，學生就不能全面、科學地分析出問題的本質(zhì)。這就說明，初中生對微粒知識掌握程度還是以識記為主，沒有真正理解物質(zhì)微粒觀的內(nèi)涵。當出現(xiàn)一個新的情境要運用分子、原子、離子的觀點去解釋時，學生就不知該從哪些方面回答，也不知道回答的要點是什么。究其原因是，在初三化學的入門階段，從學生學習的角度來看，學生只是機械地記憶這些知識點，而不是根據(jù)觀察到的現(xiàn)象做出合理的科學推論。初中生對“微粒觀”認識的缺陷，必然會影響到學生對高一化學中物質(zhì)的量、電解質(zhì)、離子反應和氧化還原反應等涉及“微粒觀”的內(nèi)容的學習。

三、初高中化學銜接教學中培養(yǎng)學生微粒觀的措施

1.借助問題驅(qū)動深化學生對微粒知識的認識

由于中考對學生微粒知識的考查要求比較低，只要求知道構(gòu)成物質(zhì)的微粒是什么，構(gòu)成原子的微粒是什么，看得懂和會書寫一些微粒的元素符號或化學式就可以了。所以，學生頭腦中的“微粒觀”比較欠缺，尤其到了高中學習“物質(zhì)的量”和“離子反應”的有關(guān)知識時，這種缺陷表現(xiàn)得更加突出。因此，我們在高一教學過程中，若涉及微粒知識的學習，應該設(shè)計有層次的問題，幫助學生回顧初中所學的一些微粒知識，并通過問題的解決進一步深化學生對微粒知識的理解和掌握，從而為新知識的學習打下基礎(chǔ)。例如，在學習“電解質(zhì)”概念時，在做完氯化鈉溶液、鹽酸、氫氧化鈉溶液和蔗糖溶液的導電性實驗后，我們可以設(shè)計以下問題。

問題1：為什么氯化鈉、氯化氫、氫氧化鈉的水溶液能夠?qū)щ姡崽堑乃芤翰荒軐щ姡?/p>

問題2：氯化鈉、氯化氫、氫氧化鈉和蔗糖在水溶液中是以什么形式存在的？

問題3：溶液導電的條件是什么？

通過對問題1和問題2的討論和分析，學生知道溶液能夠?qū)щ姷脑蚴侨芤褐杏锌梢宰杂梢苿拥碾x子。氯化鈉溶于水會變成鈉離子和氯離子，氯化氫溶于水會變成氫離子和氯離子，氫氧化鈉溶于水會變成鈉離子和氫氧根離子，所以它們的水溶液可以導電。但是，蔗糖在水溶液中還是蔗糖分子，不會變成離子，所以其水溶液不能導電。從微觀的角度對電解質(zhì)導電原因進行分析，可讓學生知道電離的本質(zhì)。接下來解決問題3，通過討論分析學生可以得出，溶液能導電是因為溶于水的物質(zhì)可以電離出離子，從而進一步引出“電解質(zhì)”的概念。

2.利用實驗引導學生用微粒觀解釋宏觀事實和現(xiàn)象

在基于物質(zhì)微粒觀培養(yǎng)的教學中，我們希望學生的學習能在“現(xiàn)象本質(zhì)”“宏觀微觀”的動態(tài)轉(zhuǎn)換中進行，在學習中始終能把握現(xiàn)象本身和現(xiàn)象之間的實質(zhì)性聯(lián)系。當學生頭腦中“現(xiàn)象本質(zhì)”“宏觀微觀”的轉(zhuǎn)換越來越迅速，聯(lián)系、認識、理解宏觀現(xiàn)象的能力越來越強時，這些轉(zhuǎn)換、聯(lián)系就能不斷地遷移、深化，抽象成孤立于具體知識之外，又能指導具體知識學習的物質(zhì)微粒觀，達到我們期望的學習目標?；瘜W是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，通過這一系列的實驗探究、問題的推進和解決，不僅可以幫助和發(fā)展學生初步形成研究物質(zhì)性質(zhì)的一般思路，還能加深學生對微粒觀的認識，尤其是一些抽象的、難以掌握的化學知識，通過實驗可以加深學生對微觀世界的認識。例如，為了幫助學生更好地理解和建構(gòu)“離子反應”的概念，我們可以利用好高中化學必修1第31頁的實驗2—1的實驗素材。為了讓學生能觀察到更為明顯的實驗現(xiàn)象，我們可以把教材實驗中的硫酸鈉溶液改為硫酸銅溶液。接下來，我們可以設(shè)計以下教學片斷。

演示實驗1：向盛有2mL的硫酸銅溶液的試管里加人2mL的氯化鉀溶液。

問題1：硫酸銅溶液中有哪些離子？氯化鉀溶液中有哪些離子？

問題2：把硫酸銅和氯化鉀混合在一起，離子會重新結(jié)合生成新的物質(zhì)嗎？實驗中的哪些現(xiàn)象可以證明你的想法？

通過觀察實驗現(xiàn)象和結(jié)合問題的思考，學生不難得出，溶液顏色依然為藍色，觀察不到其他現(xiàn)象，沒有新物質(zhì)產(chǎn)生，所以這兩物質(zhì)電離出的離子之間并沒有發(fā)生反應。

演示實驗2：向盛有2mL的硫酸銅溶液的試管里加入2mL的氯化鋇溶液。

問題1：請分析混合前，硫酸銅和氯化鋇溶液中分別有哪些離子？

問題2：兩種溶液混合后，觀察到什么現(xiàn)象？并從微觀的角度解釋原因。

問題3：離子之間發(fā)生反應的條件是什么？

問題4：若離子間能發(fā)生反應，你能用符號表征嗎？

在這個實驗中，學生會觀察到有沉淀產(chǎn)生，溶液呈藍色，說明發(fā)生了化學反應。我們可以繼續(xù)追問：“那么，是否溶液中的離子都相互反應了呢？沉淀是什么物質(zhì)？”通過教師的問題提示，學生可以分析得出：溶液呈藍色，說明溶液中的銅離子沒有參加反應，參加反應的是鋇離子和硫酸根離子，生成硫酸鋇沉淀。這時，我們便能自然地引入“離子反應”的概念，完成“現(xiàn)象本質(zhì)”“宏觀微觀”的動態(tài)轉(zhuǎn)換。接下來，分析反應實質(zhì)，寫出離子方程式，完成“微觀符號”的轉(zhuǎn)化。

3.創(chuàng)設(shè)物質(zhì)微粒觀形成的情境，培養(yǎng)微觀意識

由于學生缺乏社會生產(chǎn)生活經(jīng)驗，在化學學習的過程中，只會一味地記憶知識，在遇到實際問題時不能提取出有效的知識解決問題，不能運用微粒知識解決問題，這也是學生物質(zhì)微粒觀培養(yǎng)和發(fā)展過程中遇到的問題之一。在基于物質(zhì)微粒觀培養(yǎng)的教學中，我們希望通過情境教學，能讓學生明確學習微粒知識的目的，培養(yǎng)微觀意識，認識到微粒知識可以用于解決哪些實際問題，自己原有的關(guān)于微粒的認識存在哪些偏差，面對實際問題的時候如何能動地運用微粒知識解決問題。只有在真實的情境中，結(jié)合自身已有的認識，通過多重感知，學生才能將抽象、陌生的知識內(nèi)化為觀念，讓新的知識在頭腦中動態(tài)生成。

例如“物質(zhì)的量”的概念教學，“物質(zhì)的量”屬于"32具性”概念，是宏觀與微觀聯(lián)系的橋梁，在化學計算中處于核心地位?！拔镔|(zhì)的量”對學生來說是一個陌生、抽象的概念，讓學生生硬地記憶物質(zhì)的量的定義、機械地背誦公式是毫無意義的。我們要讓學生真正地理解物質(zhì)的量是搭建宏觀與微觀的橋梁，運用好物質(zhì)的量可以簡化我們的運算。此時，我們可以創(chuàng)設(shè)情境幫助學生理解“物質(zhì)的量”的含義。如讓學生思考：“一滴水中大約含有十五億億個水分子，你可以用什么辦法得出這杯水所含的水分子數(shù)？”學生已經(jīng)具備一定的微粒知識，可以頓悟出，個體微小而數(shù)量又非常巨大時，單純的計量數(shù)目就顯得很不方便，而且失去實際的意義。這時微粒個數(shù)的多少就需要用一個適當?shù)牧咳プ鳛榛鶞省５@個標準該如何確定呢？接下來，教師提供信息：給出“物質(zhì)的量”的概念，即一定量物質(zhì)中含有的一定數(shù)目粒子集體的多少的基準為1 mol?？吹? mol，學生此時會聯(lián)想到生活中的一打、一箱等集合的計數(shù)方式。“一打”的具體數(shù)量是12個，讓學生猜測1 mol的具體數(shù)量是多少，從而引出阿伏加德羅常數(shù)：經(jīng)實驗測定得出1 mol含有的微粒數(shù)目是6.02×10²³個，我們把這個數(shù)稱之為“阿伏加德羅常數(shù)N^”。這個情境不僅能幫助學生理解定義，還可以幫助學生將這個物理量所蘊含的“化零為整”的思想運用到現(xiàn)實生活中。在教學中，我們應注意運用各類情境，使學生在運用微粒知識的過程中感受微粒知識的重要性，增強學生主動運用微粒知識、培養(yǎng)微觀意識的自覺性。

總之，學生化學基本觀念的培養(yǎng)是新一輪化學課程改革的重要目標。微粒觀是化學基本觀念的重要內(nèi)容，是學生理解化學概念、把握化學知識的基礎(chǔ)。在初高中化學銜接教學中，教師可以通過問題驅(qū)動，利用化學實驗、生活或生產(chǎn)實例，創(chuàng)設(shè)情境等教學手段，培養(yǎng)學生的化學微粒觀，加深學生對化學知識的理解，更好地從思維層面建構(gòu)化學知識，促使學生的創(chuàng)新思維和能力得到更進一步的發(fā)展，提高學生的化學素養(yǎng)，為后續(xù)“弱電解質(zhì)的電離平衡”“化學平衡”“鹽類的水解”以及有機化合物等高中教材中有關(guān)微粒知識的學習打下堅實的基礎(chǔ)。

（責任編輯 羅艷）