基于初中生化學“微粒觀”形成的幾點思考

■江蘇省如皋市實驗初中化學組 黃網(wǎng)生

化學“微粒觀”就是以微觀視角思考和解決化學問題?；瘜W是在分子、原子層次上研究物質(zhì)的性質(zhì)、組成、結(jié)構與變化規(guī)律的基礎自然科學，可見化學學科特點就是從微觀粒子的視角（即分子、原子層次上）解釋實驗現(xiàn)象、研究化學反應原理、揭示化學反應本質(zhì)。

剛剛由八年級升上來的學生正處于形象思維能力較強，抽象思維能力還未能占據(jù)主導地位的心理階段，這些孩子更傾向于結(jié)合以往的生活體驗和學習經(jīng)驗，從物質(zhì)物質(zhì)發(fā)生的變化和物質(zhì)的性質(zhì)等宏觀的、易感知的視角認識世界。當他們遇上化學這門學科，常常會被許多新鮮有趣的實驗現(xiàn)象吸引，但往往又為答非所問、文不對題而苦惱。

如何通過九年級一年的學習讓學生從微觀的角度研究物質(zhì)發(fā)生的變化，并運用適當?shù)姆柨茖W而準確地表達出來？即如何促進初中生“微粒觀”形成，這是九年級化學教師需要認真思考的問題。為此，我結(jié)合自己的教學實踐進行了一些嘗試，現(xiàn)將心得與體會總結(jié)如下，希望得到同行和專家的批評指正。

一、及早接觸，播下形成“微粒觀”的種子

在化學課上，通過形象生動的比喻，營造適當?shù)那榫?，讓學生體會化學學科特點。一方面激發(fā)了學生的學習興趣，另一方面滲透了物質(zhì)是由各種不同的粒子構成的。以人教2012 版九年級化學教材為例，我在教學中用PPT展示了一杯水的圖片，模仿一些課堂片段，讓學生猜：這是哪門學科老師在上課？

片段1：日出江花紅勝火，春來江水綠如藍。

片段2：這杯水呈圓柱形，我們可以根據(jù)圓柱的底面積和高求算出它的體積。

片段3：Read after me：“water”.

片段4：杯中裝的是純水，它的密度是1.0×103kg·cm-3。

片段5：此水取自北緯36°40°、東經(jīng)117°00’，有“天下第一泉”美稱的濟南趵突泉。

片段6：此杯水潔凈無菌，沒有衣原體和支原體等致病因子，可以安全飲用。

那么，如果是化學教師在上課，會講什么呢？在化學教師的眼里，這杯水又是怎樣的呢？

片段7：利用PPT，結(jié)合下圖（圖1）的動畫，逐步展示下列內(nèi)容：

（1）水；（2）細看還是水；（3）從分子、原子的角度看，水是由水分子構成的；（4）每個水分子又是由兩個氫原子和一個氧原子構成的?？纯次覀兘滩牡姆饷鎴D片，上面紅白相間的是什么粒子？

通過以上的對比舉例，可以讓學生初步感受到化學與其他學科的不同，體會從“微粒觀”的視角認識物質(zhì)世界的特點。

及早接觸微粒模型，既可以分散難點，又可以盡早播下探索“微觀世界”的興趣種子。在后續(xù)教學中，可以具體物質(zhì)（如氧氣、水）發(fā)生的化學反應過程為例，結(jié)合PPT展示的動畫或模型，讓學生從微觀粒子的角度感受化學反應過程，比較反應前后微粒如何發(fā)生改變，這樣可以在潛移默化中為學生播下“微粒觀”種子。

二、持續(xù)發(fā)力，培養(yǎng)運用“微粒觀”思考問題的習慣

畢華林教授指出：從宏觀、微觀和符號三種表征水平上認識和理解化學知識，并建立三者之間的內(nèi)在聯(lián)系，是化學學習特有的思維方式。運用三重表征的方式學習化學，能增進學生對化學知識的理解，提高學生分析和解決化學問題的能力。有了前面播下的“微粒觀”種子，在后續(xù)進行的化學實驗中，對較簡單的實驗，教師可以在進行課堂小結(jié)時增設從微觀的角度認識這一變化的環(huán)節(jié)。

如：《第一單元 課題1》中“水的沸騰”實驗，學生可通過PPT制作的動畫體驗水沸騰前后水分子本身不變，變化的是水分子間的間隔，同時將水分子的名稱與符號標注在旁邊（如圖2），讓學生體會水受熱變成水蒸氣實際上是水分子間的間隔變大引起的。

對于其他的實驗，也可按相同方法制作動畫：如可燃物在氧氣中燃燒的實驗中，可通過動畫比較液氧變成氧氣的變化與碳在氧氣中燃燒這兩個變化前后的粒子變化，讓學生體會到這兩種變化的本質(zhì)不同。在《氧氣的制取》這一課題中，可以通過動畫展示工業(yè)制氧與在實驗室用過氧化氫制取氧氣的微觀示意圖，體會物理變化與化學變化前后的分子、原子再分情況的不同。

這些動畫的制作雖然會花費教師大量的準備時間，但是與后面學生覺得分子、原子的概念抽象、難理解相比，這些努力都是值得的。采用這種持續(xù)滲透“微粒觀”方法的優(yōu)點是：1.可以有效地分散難點，化抽象的空想為具體可見的模式。2.可以在不斷的應用過程中逐漸使學生樹立起化學變化中分子會再分，而原子不會再分，但會重新組合的科學的“微粒觀”。3.這樣做不會占用太多時間，最多2分鐘。

在執(zhí)行時，要盡量做到在每一節(jié)新課中都能讓學生接觸到運用“微粒觀”分析物質(zhì)的變化，并同步在粒子動畫示意圖旁標注物質(zhì)的構成、粒子的名稱與符號，經(jīng)過教師多次的示范與引領，逐步培養(yǎng)學生運用“微粒觀”分析一些簡單的變化習慣，為進入第三、第四單元系統(tǒng)學習構成物質(zhì)的微粒進行了很好的鋪墊。

三、及時建構，結(jié)合“三重表征”強化“微粒觀”

教材在上冊第三單元系統(tǒng)介紹了分子和原子。內(nèi)容比較集中，同時又介紹了分子、原子及其符號的表示方法，記憶理解的難度陡然增加，這部分內(nèi)容容易使不少學生對化學學科產(chǎn)生畏難情緒。教學實踐后，我發(fā)現(xiàn)用上文提到的分散難點、小步快走、逐步滲透的方法可以較好地解決這一問題。在這一部分，我通過將多種粒子的示意圖、粒子符號、粒子名稱進行比較，讓學生體會到了它們書寫的方法及化學符號中的數(shù)字意義，避免學生張冠李戴。如：比較水分子（H2O）、雙氧水分子（H2O2）、氫分子（H2）、氧分子（O2）、氫原子（H）、氧原子（O），體會化學符號中數(shù)字的意義及分子是由原子構成的。在學習原子結(jié)構后再進一步介紹，原子之所以要結(jié)合形成分子，是為了使其中所有的原子都達到穩(wěn)定結(jié)構。

對于復雜的分子和原子種類較多的化學反應，使用微觀粒子進行表示有諸多不便，而使用元素符號和數(shù)字組合的化學符號進行表示就非常便利?；瘜W符號代表的就是對應的微觀粒子，許許多多的微觀粒子構成的就是肉眼可見的宏觀物質(zhì)。在使用這種教學方法的過程中，可以在“宏觀物質(zhì)、微觀粒子和化學符號”間隨意切換。

四、不斷運用，形成運用“微粒觀”建模的思維方法

中國有句古話：“見微知著”，意思是對局部、個別事例的觀察和研究有助于對整體事物作出合理的描述和判斷，這句話更適合高中化學知識的學習。九年級學生作為化學的初學者，教師應該結(jié)合啟蒙階段的化學學科特點幫助學生建立“微粒觀”科學方法，這樣才能為學生的后續(xù)學習打下扎實的基礎。

為此，在前面“微粒觀”得以強化的基礎上，在后續(xù)知識的學習中，教師要有意識地在傳授知識和解釋相關化學問題時示范運用“微粒觀”建立解決問題的思維模型。如：解釋單質(zhì)碳在常溫下的不活潑性時，可結(jié)合碳原子的原子結(jié)構示意圖指出它的最外層是4個電子，得到或失去4個電子達到穩(wěn)定結(jié)構都不太容易；解釋幾種碳單質(zhì)的物理性質(zhì)相差很大但化學性質(zhì)卻很相似時，可結(jié)合教材中的原子排列的圖片；解釋金屬的導電性、延展性時，可畫出金屬由原子形成的示意圖，用動畫演示導電的原理和外力作用下變形的情況。進入酸堿鹽后，更要結(jié)合離子間的反應判斷溶液中復分解發(fā)生的條件。可以說，“微粒觀”可以貫穿在九年級化學學習的始終。

以上僅是我的一點粗淺思考，“微粒觀”的形成作為化學學科核心素養(yǎng)中“宏觀辨識與微觀探析”的一個重要方面，是學生形成化學關鍵能力的重要組成部分，值得進一步研究和探討。