探索初中化學(xué)教學(xué)中構(gòu)建微粒觀的方法

□海南省瓊海市嘉積第三中學(xué) 王冬容

宋心琦教授認為“中學(xué)化學(xué)教學(xué)能夠使學(xué)生終身受益的，不是具體的化學(xué)專業(yè)知識，而是影響他們世界觀、人生觀和價值觀的化學(xué)思想觀念，不是諸如分類、實驗、計算等特殊的方法和技能，而是影響他們思維方式和問題解決能力的具有化學(xué)特點的認識論和方法論。學(xué)生能否牢固地、準(zhǔn)確地、哪怕只是定性地建立起基本的化學(xué)觀念應(yīng)當(dāng)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的第一目標(biāo)”。微粒觀是一種重要的化學(xué)基本觀念，它既是開啟初中生學(xué)習(xí)化學(xué)的基礎(chǔ)，又是為高中階段學(xué)習(xí)微粒作用觀埋下伏筆。因此，構(gòu)建微粒觀是初中化學(xué)教學(xué)中重要的核心內(nèi)容，它可以幫助學(xué)生從微觀視角認識物質(zhì)的基本性質(zhì)和變化規(guī)律，逐步形成系統(tǒng)的化學(xué)知識結(jié)構(gòu)。然而，學(xué)生學(xué)習(xí)微粒知識只停留在文字機械的記憶或具體知識理解的層面，沒有進一步地上升到基本觀念的思想層面，從而缺乏對微粒觀的感知認識。所以，在初中化學(xué)教學(xué)中如何幫助學(xué)生構(gòu)建微粒觀，下面就結(jié)合教學(xué)實踐探索并總結(jié)以下幾點：

一、整體認知，合理規(guī)劃

《2011版化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“要引導(dǎo)學(xué)生認識物質(zhì)世界的變化規(guī)律，形成化學(xué)的基本觀念”。微粒觀是初中化學(xué)中重要的基本觀念，它在人教版《義務(wù)教育教科書》中占相當(dāng)大的比例，從緒言至第十一單元都滲透著微粒觀的知識。

如：在緒言中提出：“化學(xué)是在分子、原子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與變化規(guī)律的科學(xué)”；在第三單元中認識構(gòu)成物質(zhì)的微粒有分子、原子和離子；微粒的基本性質(zhì)（微粒很小、微粒是運動的、微粒間有間隙）；原子既可以構(gòu)成分子，又可以形成離子以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系；認識原子的構(gòu)成，從分子、原子視角理解化學(xué)變化的實質(zhì)；從原子視角認識元素符號的意義；在第四單元中從分子視角認識化學(xué)式的微觀意義；從分子、原子視角理解水分解過程的實質(zhì)；在第五單元中根據(jù)氫氣燃燒的微觀示意圖從分子、原子視角解釋質(zhì)量守恒定律的本質(zhì)原因，從分子、原子視角判斷化學(xué)方程式中各種粒子的數(shù)量關(guān)系；在第九單元中從分子或離子視角解釋蔗糖和氯化鈉溶解的過程；在第十單元中從離子視角理解酸堿鹽概念，理解酸堿各自具有相似化學(xué)性質(zhì)的原因，解釋酸堿發(fā)生中和反應(yīng)的實質(zhì)；在第十一單元中從離子視角理解復(fù)分解反應(yīng)的實質(zhì)。

在授新課階段由整體到個別，學(xué)生對微粒觀先有—定的認識，再用微粒觀去解決日常生活中的現(xiàn)象，做到學(xué)以致用，在應(yīng)用中得以升華；到復(fù)習(xí)階段由個別到整體，逐步形成完整系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生逐步完善微粒觀。因此，在教學(xué)中教師要整體認知微粒觀，合理規(guī)劃滲透。符合學(xué)生每一階段學(xué)習(xí)微粒知識的水平，幫助學(xué)生循序漸進地建立起微粒觀。

二、構(gòu)建微粒觀的方法

微粒觀是微粒知識在學(xué)生大腦中提升為思想層面的東西，微粒知識是形成微粒觀的基礎(chǔ)，微粒觀是微粒知識的表現(xiàn)形式。它既基于微粒知識，又高于微粒知識。微粒知識既是初中化學(xué)教學(xué)的重點又是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點，但微粒觀的構(gòu)建不是一蹴而就，而是一個循序漸進的過程。下面談?wù)勗诮虒W(xué)過程中探索構(gòu)建微粒觀的幾種方法：

1.運用演示實驗，建立宏微聯(lián)系。北京大學(xué)嚴(yán)宣申教授說：“化學(xué)上的規(guī)律、理論都源于實踐并在實踐中接受檢查。因此離開了實驗就不能成為化學(xué)，更談不上學(xué)習(xí)化學(xué)?！蔽⒘ＶR比較抽象，如果學(xué)生缺乏豐富的想象力，對微觀世界的認識肯定不夠，就給學(xué)生學(xué)習(xí)微觀知識帶來一定的困難。因此，在教學(xué)過程中教師可以增加一些學(xué)生可以動手的分組實驗，學(xué)生通過親自動手操作更便于建立宏觀現(xiàn)象與微粒變化的聯(lián)系，以達到增強學(xué)生感性認知微觀世界的目的，為學(xué)生構(gòu)建微粒觀打下良好的基礎(chǔ)。

如探究微粒運動教學(xué)中，學(xué)生動手分組實驗，實驗1：取少量無色酚酞溶液于試管，再向其中加少量濃氨水。學(xué)生直接感知到溶液由無色變?yōu)榧t色，體會到濃氨水使無色酚酞溶液變紅。實驗2：取少量無色酚酞溶液于小燒杯A中，取適量濃氨水放入小燒杯B中，迅速用一個大燒杯罩住AB小燒杯。通過實驗1和實驗2的對比，學(xué)生感知到第一個實驗濃氨水和無色酚酞溶液直接接觸而變紅，但實驗2中濃氨水和無色酚酞溶液并沒有接觸也會變紅，這就引發(fā)學(xué)生的思考，制造新的認知沖突，從而為學(xué)生架起了宏觀現(xiàn)象和微粒性質(zhì)的橋梁，透過宏觀現(xiàn)象看微觀本質(zhì)，濃氨水分子運動到無色酚酞溶液中使其變紅，從而幫助學(xué)生理解微觀粒子不是靜止不變的，而是不斷地運動的。

2.自主構(gòu)建模型，體驗微粒構(gòu)成。微粒比較抽象，既看不見又摸不著。很多學(xué)生往往缺乏一定的想象力，更難于理解微粒構(gòu)成，這就給初學(xué)者銬上了枷鎖。在教學(xué)過程中教師要善于引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建模型，將抽象的結(jié)構(gòu)進行形象地、直觀地展示出來，幫助學(xué)生對微粒結(jié)構(gòu)的理解，降低學(xué)習(xí)的難度，增強學(xué)生學(xué)習(xí)微粒構(gòu)成的信心。

如：在探究微粒構(gòu)成的教學(xué)中，展示分子是由原子構(gòu)成的，一個氫分子是由2個氫原子構(gòu)成；一個氧分子是由2個氧原子構(gòu)成；一個水分子是由2個氫原子和1個氧原子構(gòu)成等有關(guān)分子的信息。根據(jù)提供的信息，學(xué)生自己構(gòu)建水分子、氫分子和氧分子的模型。用金桔子代表氧原子，用圣女果代表氫原子，用牙簽代替球棍，可以用牙簽將金桔子和圣女果連接起來構(gòu)建不同分子的模型，學(xué)生通過自主構(gòu)建模型的過程中初步體驗微粒的構(gòu)成。

3.運用類比法，理解微粒性質(zhì)。蘇聯(lián)學(xué)者瓦赫羅夫說：“類比像閃電一樣，可以照亮學(xué)生所學(xué)學(xué)科的黑暗角落”。 類比法是運用具體、直觀及相似學(xué)生熟悉的生活事例來類比抽象、隱形的事物。運用類比法不僅能使抽象知識賦予直觀的形象化和具體化，而且能引導(dǎo)學(xué)生展開豐富的想象，啟發(fā)學(xué)生的思維，還可以幫助學(xué)生分析、解決問題起到舉一反三的效果，形成知識遷移，從而獲取新知識。

如：在探究微粒之間有間隔時，首先把10毫升酒精和10毫升水混合后學(xué)生觀察出總體積小于20毫升。此時提出問題：為什么1+1＜2？再用生活中的具體事例進行類比，取一半小燒杯的黃豆和一半小燒杯的大米混合后是不是有一小燒杯？學(xué)生就能很直觀地看到大米鉆到黃豆的空隙里去，將這個具體形象的生活實例類比理解10毫升酒精和10毫升水混合后總體積小于20毫升的真正原因。學(xué)生很快就能明白水分子到了酒精分子的間隔中，加深理解微粒之間是有間隔。

4.巧用動畫模擬，直觀微觀世界?？涿兰~斯說過，“一切知識都是從感官開始的”。在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)微粒知識后逐漸失去學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，同時出現(xiàn)較為嚴(yán)重的兩極分化。這主要由于微粒知識既抽象，又枯燥乏味。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，既缺乏直觀、形象的感知素材，又缺乏豐富的想象力。教育心理學(xué)認為：“初中學(xué)生的思維方式正處在由形象思維向邏輯思維轉(zhuǎn)變的過程中，對知識的接受仍然以形象思維為主”。因此，巧用多媒體動畫模擬，將肉眼看不到的微粒直觀、形象地展現(xiàn)學(xué)生面前，使微觀過程直觀化，抽象過程形象化，把宏觀現(xiàn)象和微觀世界聯(lián)系起來，降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度的同時幫助學(xué)生逐步建立微粒觀。

如：在探究化學(xué)變化實質(zhì)的教學(xué)中，采用多媒體動畫模擬水電解的過程，學(xué)生直觀、形象地看到水分子分裂成氫原子和氧原子，氫原子再重新組合成氫分子，氧原子再重新組合成氧分子。巧用形象的動畫模擬幫助學(xué)生認知分子、原子在化學(xué)變化中的變化,學(xué)生很容易歸納出分子分裂成原子，原子再重新組合成新分子的過程,從本質(zhì)上認識化學(xué)變化的實質(zhì)。

5.把握教學(xué)契機，合理滲透微粒觀。英國著名浪漫主義詩人珀西·比?！ぱ┤R說：“人不能創(chuàng)造時機，但是他可以抓住那些已經(jīng)出現(xiàn)的時機”。在初中化學(xué)第三單元中課題2原子結(jié)構(gòu)中，學(xué)生初步學(xué)習(xí)了離子的概念，及離子是構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒。原子通過得失電子形成離子，離子是帶電的原子或原子團，陽離子是帶正電的原子或原子團，陰離子是帶負電的原子或原子團等。從第四到第八單元有關(guān)離子的知識斷層了。到第九單元，從離子視角解釋氯化鈉溶于水的溶解過程，也是泛泛而談。到第十單元，從離子視角認識酸堿鹽的概念、理解酸堿各自具有相似化學(xué)性質(zhì)的原因和解釋酸堿中和反應(yīng)的實質(zhì)。因此，教師要充分利用離子知識層次的遞進性，把握教學(xué)契機，合理滲透微粒觀。

如：學(xué)習(xí)酸堿鹽溶液時，酸堿鹽溶液都是由離子構(gòu)成的；教師要引導(dǎo)學(xué)生從離子視角理解酸堿鹽的概念，通過物質(zhì)導(dǎo)電性實驗和給出酸堿鹽的化學(xué)式歸納出：酸是由氫離子和酸根離子構(gòu)成的化合物，堿是由氫氧根離子和金屬離子構(gòu)成的化合物，鹽是由金屬離子和酸根離子構(gòu)成的化合物，通過教材中氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)的示意圖從離子視角揭示酸堿中和反應(yīng)的實質(zhì)，通過酸堿的定義從離子視角解釋酸堿具有各自相似化學(xué)性質(zhì)的原因。因為離子的性質(zhì)決定物質(zhì)的性質(zhì)，所以從離子視角學(xué)習(xí)酸堿鹽知識是根本，也是合理滲透微粒觀的最好契機。

6.構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)圖，系統(tǒng)認知微粒。美國課程專家艾里克森認為：“提高學(xué)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更多的是要求思維能力的提升,學(xué)習(xí)重心應(yīng)該從記憶事實轉(zhuǎn)移到理解可遷移的核心觀念和對更為根本的知識結(jié)構(gòu)進行深層理解,培養(yǎng)和發(fā)展思維能力”。初中化學(xué)教材中微粒知識幾乎分布在各個單元中，微粒知識處于零散、雜亂的狀態(tài)，學(xué)生很容易遺忘孤立的知識。因此，在復(fù)習(xí)時可以將微粒知識由點成線，再由線成網(wǎng)，構(gòu)建成知識網(wǎng)絡(luò)圖。構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)圖是將知識系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)化，既可以幫助學(xué)生站在更高層面上以新的視角俯視整體的微粒知識，又可以對微粒知識的結(jié)構(gòu)進行更深層次的理解，并對知識進行遷移和靈活運用，這有利于幫助學(xué)生系統(tǒng)認知微粒觀，加深微粒觀的理解。

7.應(yīng)用中升華，形成微粒觀。諾貝爾獎獲得者世界著名物理學(xué)家勞厄曾經(jīng)說過：“教育所給予人們的無非是當(dāng)一切已學(xué)過的東西都忘記后所剩下來的東西”。隨著時間流逝,學(xué)生對具體的微粒知識可能早已忘記，真正伴隨學(xué)生的不是具體的微粒知識，而是微粒知識在生活應(yīng)用中升華而存在于學(xué)生思想層面的東西——微粒觀。學(xué)生在生活和工作中遇到與微粒觀相關(guān)的問題會從微觀視角進行思考，所形成的思維方式，就是根植于學(xué)生頭腦中所形成的化學(xué)基本觀念——微粒觀。

如：學(xué)生走到飯?zhí)脮r聞到飯菜的香味，走到面包店時聞到面包的香味，切開波羅蜜時聞到波羅蜜的香味等生活實例，學(xué)生都能感嘆微粒是在不斷運動。再如：乒乓球不小心被打癟了，學(xué)生能夠運用微粒觀知識去解決，將它放在熱水中變癟的乒乓球又鼓起來了，能感受到溫度越高，微粒之間的間隔越大，從而體現(xiàn)出微粒知識在生活應(yīng)用中得以升華，逐步形成微粒觀。

總之，微粒觀既是初中化學(xué)教學(xué)的核心內(nèi)容，又是高中化學(xué)教學(xué)微粒作用觀的基礎(chǔ)。但微粒觀的構(gòu)建絕不是一朝一夕就可以完成的，而是一個循序漸進、長期綜合的過程,它貫穿于整個初中化學(xué)教學(xué)的過程。因此，在初中化學(xué)微粒觀教學(xué)中需要教師整體認知，統(tǒng)籌安排、系統(tǒng)設(shè)計、講究方法和合理滲透，符合學(xué)生每一個階段的學(xué)習(xí)要求，幫助學(xué)生逐步構(gòu)建更加科學(xué)、更加系統(tǒng)的微粒觀知識體系，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會從微觀視角看待問題，并解決生活實際問題,逐步完善微粒觀。