硬幣建模初建微粒觀

劉麗

一、課堂實錄

時間：2018年11月12日下午第一節(jié)課

地點：通州區(qū)第四中學(xué)初三（1）班教室

事件：一節(jié)普通的化學(xué)課“如何正確書寫化學(xué)方程式”

教室里同學(xué)們分成小組，興高采烈地圍坐在一起，手里拿著一分錢、五角錢和一元錢的硬幣，嘴里念念有詞，“這是一個氫原子”“這是一個氧分子”“這是一個水分子……”與此同時，手上的硬幣隨著擺出不同的樣子，“不對不對，一個氧分子應(yīng)該用兩個五角錢，應(yīng)該挨著擺”“水通電分解，一個水分子不夠??！”“我來幫你，再加一個水分子！”“通電了，分子分解成原子了……”“你應(yīng)該把一分錢和五毛錢都分開，再重新組合……”教室里的每一個角落都充斥著這樣的聲音，同學(xué)們手里拿著錢，爭先恐后地擺弄著，爭辯著的同時又不斷地變換著手中硬幣的結(jié)合方式，看上去教室里“亂”極了……

二、教學(xué)背景

“如何正確書寫化學(xué)方程式”一課，對于老師來說好講，但對于學(xué)生來說卻難學(xué)。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師通常采用如下授課方式：一、化學(xué)方程式的書寫原則，教師簡單引導(dǎo)，師生共同總結(jié);二、化學(xué)方程式的書寫步驟，這部分幾乎全部由教師講授完成;三、化學(xué)方程式的配平練習(xí)。

這樣授課的結(jié)果，往往是學(xué)生在進行了大量的化學(xué)方程式書寫練習(xí)后，仍普遍存在化學(xué)方程式書寫錯誤的情況。如：化學(xué)式書寫錯誤、化學(xué)方程式不配平、通過修改化學(xué)式角碼配平化學(xué)方程式等，為什么會出現(xiàn)這樣的情況呢？

“如何正確書寫化學(xué)方程”一課，是繼原子、分子、元素符號、化學(xué)式等知識后的延伸和擴展，原子、分子是構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒之一，是看不見摸不著的微小粒子，是抽象且難以理解的，而元素概念又是建立在對原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)認識和理解的基礎(chǔ)上提出的，同時，化學(xué)式概念又是以元素概念為基礎(chǔ)，化學(xué)方程式概念是以化學(xué)式的概念為基礎(chǔ)。由此可見，當(dāng)學(xué)生對原子、分子這樣的微觀粒子的理解出現(xiàn)困難時，對后續(xù)的元素、化學(xué)式及化學(xué)方程式的理解自然會比較困難，正確書寫化學(xué)方程式也就更難了。究其根源，在于學(xué)生難以從微粒觀的角度認識化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。為此，我制定本節(jié)課的教學(xué)指導(dǎo)思想：建立微粒模型，通過擺硬幣活動，促進學(xué)生從微粒觀角度認識化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，從而正確書寫化學(xué)方程式。

教學(xué)過程

“發(fā)錢嘍！”隨著老師的一聲吆喝，同學(xué)們原本迷離的雙眼迅速睜開，耷拉的腦袋馬上抬起，醞釀了一中午的瞌睡此時也在瞬間跑到了九霄云外，全部都抻長了脖子目不轉(zhuǎn)睛地看著我。我微笑著給每組同學(xué)發(fā)了一個小盒子，其中有四個一元的硬幣，四個五角的硬幣，八個一分錢的硬幣，告訴學(xué)生：一分錢硬幣代表氫原子，五角錢硬幣代表氧原子，一元錢硬幣代表汞原子。

活動一：利用硬幣，你能擺出他們嗎？用符號記錄下來。

1.一個氫原子? 2.一個氫分子? 3.水通電分解生成

一個氧原子? 一個氧分子? ?氫氣和氧氣

一個水分子

接著就出現(xiàn)了本文開頭的一幕。學(xué)生作品如下：

由學(xué)生作品1可以看出：學(xué)生認識到了原子是單個的微粒，原子的符號和元素的符號相同;由學(xué)生作品2可以看出：學(xué)生能夠認識到分子是由原子構(gòu)成的，分子比原子復(fù)雜。通過組內(nèi)交流，學(xué)生能夠認識到分子式中的角碼代表的是原子的個數(shù)，不能隨意修改，分子式與化學(xué)式相同;有了前面的基礎(chǔ)，學(xué)生通過討論即可擺出一個完整的化學(xué)反應(yīng)，由學(xué)生作品3可以看出：學(xué)生已經(jīng)能夠從微粒的角度認識化學(xué)反應(yīng)，能夠有意識通過改變分子個數(shù)使微粒的表達符合化學(xué)反應(yīng)的客觀事實。通過建立微粒模型，學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)有了一些朦朧的初步認識，在此基礎(chǔ)上，教師乘勝追擊，開展了活動二。

活動二：利用硬幣，你能擺出他們嗎？用符號記錄下來。

學(xué)生作品如下：

有了活動一的基礎(chǔ)，學(xué)生很快完成了活動二。通過擺硬幣的活動，學(xué)生將只能意會而難以操控的抽象的微觀粒子，變成了可借助活動進行操控的具體的宏觀模型，學(xué)生置身其中，直觀、形象、真切地“感受”到化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，即分子破裂為原子，原子再重新組合成新的分子，而在化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量是不變的。在教師的點撥引導(dǎo)下，學(xué)生能夠認識到化學(xué)式前的系數(shù)代表的是分子的個數(shù)，化學(xué)方程式配平，只能在化學(xué)式前添上系數(shù)，而不能改變化學(xué)式的角碼。擺硬幣的活動，幫助學(xué)生初步建立了微粒模型，促進了學(xué)生從微粒觀角度對化學(xué)方程式本質(zhì)的理解，突破了化學(xué)方程式書寫中的配平難點，進而促進學(xué)生正確書寫化學(xué)方程式。

三、教學(xué)評價

微觀粒子看不見摸不著，此前學(xué)生對微粒的認識是抽象的，停留于意識中的模糊概念，擺硬幣的活動給學(xué)生帶來的改變有：第一，借助硬幣模型，突破化學(xué)方程式配平難點，促進學(xué)生正確書寫化學(xué)方程式;第二，學(xué)生認識化學(xué)反應(yīng)的角度增多，在物質(zhì)觀、元素觀基礎(chǔ)上增加微粒觀，促進學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)認識;第三，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度由被動接受變?yōu)榉e極探索，初步建立微粒觀，從微粒觀的角度梳理化學(xué)用語，使得化學(xué)研究有規(guī)律可循，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。