初中化學(xué)“分子”教學(xué)脈絡(luò)分析

曾亞平

【摘要】 物質(zhì)是由分子、原子等微粒構(gòu)成的，從微觀角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化，是初中化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，也是學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)微觀構(gòu)成的開始。因此微觀與宏觀的聯(lián)系是化學(xué)不同于其它科學(xué)最特征的思維方式。建立對(duì)微觀世界的想象力是初中化學(xué)教學(xué)不同于其他課程的特點(diǎn)，也是其他課程不能代替的，所以培養(yǎng)學(xué)生的微粒觀是初中化學(xué)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。初中化學(xué)“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”主題的第一個(gè)課題“分子和原子”的第一課時(shí)“分子”是學(xué)生對(duì)物質(zhì)認(rèn)識(shí)從宏觀角度發(fā)展到微觀角度的開端。本文闡述了在教學(xué)中“分子”這一課時(shí)中重點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)順序及教學(xué)策略，通過教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物質(zhì)組成和構(gòu)成的基本認(rèn)識(shí)的關(guān)鍵是幫助學(xué)生建立分子與物質(zhì)的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)的變化的認(rèn)識(shí)由宏觀到微觀的發(fā)展，并基于微觀（分子）的角度去學(xué)習(xí)化學(xué)，理解化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，初步搭建宏觀物質(zhì)與微觀粒子之間的橋梁。

【關(guān)鍵詞】 分子 物質(zhì)的組成和構(gòu)成 物質(zhì)的變化 物質(zhì)的性質(zhì)

【中圖分類號(hào)】 G633.8

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A

【文章編號(hào)】 1992-7711（2020）01-149-020

人教版義務(wù)教科書（2012年版））九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)在緒言部分寫到，化學(xué)是在分子，原子層次上研究物質(zhì)的性質(zhì)，組成，結(jié)構(gòu)及變化規(guī)律的科學(xué)。在原子，分子等微觀粒子的基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)是化學(xué)學(xué)科的基本任務(wù)，也是化學(xué)學(xué)科區(qū)別于其他學(xué)科的重要特征，所以掌握從微粒的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的學(xué)習(xí)方法并將微粒觀納入自身的認(rèn)知體系已經(jīng)成為中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的基本任務(wù)和必然要求。

“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”是初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)主題內(nèi)容，這一主題內(nèi)容在教科書中集中編排在三單元，少部分內(nèi)容穿插于其它單元中。通過該主題內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生能認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的微粒性，在理解有關(guān)物質(zhì)構(gòu)成的微觀概念的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)的組成，物質(zhì)的性質(zhì)，物質(zhì)的變化的認(rèn)識(shí)從宏觀到微觀的發(fā)展，并能夠基于從微觀角度來認(rèn)識(shí)物質(zhì)和學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，理解化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，第三單元課題1“分子和原子”的第一個(gè)課時(shí)“分子”是“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”主題的第一課，是學(xué)生首次接觸物質(zhì)的微粒性，雖然在物理課程中已經(jīng)學(xué)過物質(zhì)是由大量分子構(gòu)成，分子在不停息的做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，分子之間存在著相互作用力，但是從化學(xué)學(xué)科的角度來看，學(xué)生的理解還不夠全面和清晰，如濕衣服晾干，聞到花香，物質(zhì)的三態(tài)變化等事實(shí)學(xué)生往往會(huì)從宏觀現(xiàn)象解釋為蒸發(fā)，揮發(fā)，擴(kuò)散等，這些宏觀表象是由什么改變引起的不能進(jìn)行深入的分析，加之分子看不見摸不著，對(duì)分子的認(rèn)識(shí)處于一個(gè)模糊的階段。也就是說學(xué)生不能自覺地將宏觀現(xiàn)象與微觀本質(zhì)建立聯(lián)系，學(xué)生的認(rèn)識(shí)方式類型只是宏觀水平階段，還沒有在微觀水平層次來認(rèn)識(shí)物質(zhì)，所以分子是學(xué)生對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)從宏觀走向微觀的第一個(gè)重要概念，也是物質(zhì)構(gòu)成的奧秘這一主題內(nèi)容的核心概念。同時(shí)通過分子的學(xué)習(xí)應(yīng)該幫助學(xué)生搭建起宏觀物質(zhì)與微觀粒子之間的橋梁，為第三單元課題1“分子和原子”的第二課時(shí)“原子”的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。因此分子的教學(xué)是物質(zhì)構(gòu)成的奧秘主題的重點(diǎn)，難點(diǎn)，是學(xué)生的認(rèn)識(shí)從宏觀水平走向微觀水平的第一個(gè)障礙點(diǎn)。

那么在教學(xué)中應(yīng)該如何幫助學(xué)生突破認(rèn)識(shí)發(fā)展的的第一個(gè)障礙點(diǎn)呢？在初中階段需要在微觀水平認(rèn)識(shí)的物質(zhì)大多數(shù)是由分子構(gòu)成的，而物質(zhì)是化學(xué)研究的主體和變化的基本單元，因此在教學(xué)中應(yīng)幫助學(xué)生建立分子與物質(zhì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，幫助學(xué)生基于宏觀事實(shí)建立微觀認(rèn)識(shí)，再用微觀認(rèn)識(shí)解釋宏觀事實(shí)，即從微觀的角度分子的角度來認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成和構(gòu)成，幫助學(xué)生建立分子與物質(zhì)的分類，物質(zhì)的性質(zhì)，物質(zhì)的變化的關(guān)系，具體教學(xué)中從以下的四個(gè)步驟和方面展開：

一、建構(gòu)微粒觀

首先在教學(xué)中通過生活經(jīng)驗(yàn)，日?，F(xiàn)象的引入，讓學(xué)生在備感親切的生活實(shí)例中感受到微粒（分子）的存在，在輕松愉悅的學(xué)習(xí)氛圍中推理出微粒分子的真實(shí)性。緊接著教師通過演示質(zhì)量相等的兩份品紅在質(zhì)量相等的不同溫度水中擴(kuò)散的實(shí)驗(yàn)，通過觀察現(xiàn)象，學(xué)生們都能分析出品紅在水中擴(kuò)散現(xiàn)象，是由于構(gòu)成品紅的微粒分子不斷運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。再結(jié)合生活現(xiàn)象濕衣服的曬干等實(shí)例進(jìn)一步體驗(yàn)一切物質(zhì)都是由肉眼看不見的微粒分子構(gòu)成的，并且這些微粒在不斷的運(yùn)動(dòng)著。最后通過展示掃描隧道顯微鏡觀察到的分子圖片和歷史上科學(xué)家從實(shí)驗(yàn)推理得到的分子圖像高度吻合，從化學(xué)史實(shí)，科技前沿等角度再一次證實(shí)構(gòu)成物質(zhì)的微粒是實(shí)實(shí)在在的，幫助學(xué)生建構(gòu)對(duì)分子存在與性質(zhì)的認(rèn)識(shí)和理解。（初中階段主要研究的是由分子構(gòu)成的物質(zhì)。）使學(xué)生能從宏觀，微觀（分子）兩個(gè)不同的角度來認(rèn)識(shí)物質(zhì)。宏觀可見的一切物質(zhì)都是有大量的肉眼看不見微觀粒子（分子）構(gòu)成的。

二、建立分子種類與物質(zhì)種類的關(guān)系

學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到宏觀可見的物質(zhì)是由大量的微觀粒子分子構(gòu)成之后，教學(xué)中可借助學(xué)生在第二單元中已經(jīng)從宏觀角度，即從物質(zhì)組成的角度建立的混合物和純凈物這一對(duì)概念，再一次引導(dǎo)學(xué)生從新的角度——微觀粒子分子的角度來重新認(rèn)識(shí)混合物和純凈物，進(jìn)而明確分子與物質(zhì)的關(guān)系，建立分子種類決定物質(zhì)種類的新的認(rèn)識(shí)物質(zhì)的角度。以一瓶空氣（混合物）和一瓶純凈的氧氣（純凈物）為例子引導(dǎo)學(xué)生從宏觀和微觀分子的角度分析兩瓶氣體的區(qū)別，空氣是混合物，空氣中含有多種物質(zhì)，微觀的角度含有多種分子：氧氣分子，二氧化碳分子，氮?dú)夥肿拥?，是混合物，純凈的氧氣中含有一種物質(zhì)，微觀的角度僅只含有一種分子，即氧氣分子，是純凈物，實(shí)現(xiàn)對(duì)混合物和純凈物這一對(duì)概念的認(rèn)識(shí)從宏觀角度到微觀角度的轉(zhuǎn)變，幫助學(xué)生從微觀的角度區(qū)分混合物和純凈物的不同之處，建立起混合物中含有多種微觀粒子分子，純凈物中只含有一種微觀粒子分子的微觀理解，明確分子種類和物質(zhì)種類的關(guān)系，建構(gòu)分子種類決定物質(zhì)種類的認(rèn)識(shí)。冰水混合物從宏觀角度很難得說清楚是混合物還是純凈物，但從微觀角度——分子的角度來看，冰水混合物里只含有一種分子水分子因此很清楚冰水混合物是純凈物。明確了分子與物質(zhì)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立起基于從微觀分子的角度來認(rèn)識(shí)宏觀物質(zhì)的不同之處，宏觀物質(zhì)不同，微觀構(gòu)成分子就不同，分子的種類決定物質(zhì)的種類。

三、建立分子與物質(zhì)的性質(zhì)關(guān)系

在看待混合物和純凈物的新的認(rèn)識(shí)角度即分子的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)形成之后，即分子與物質(zhì)的關(guān)系建立之后，從分子的角度來看，冰和水屬于同一物質(zhì)，很顯然宏觀上來看它們的物理性質(zhì)不同，它們的狀態(tài)不同，密度不同等。類似的例子很多，從這些實(shí)例的分析中，可以得出分子相同，物質(zhì)物理性質(zhì)不一定相同。不管是單個(gè)分子還是多個(gè)分子的集合體，都能體現(xiàn)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。而單個(gè)分子不能體現(xiàn)物質(zhì)的物理性質(zhì)。比如一個(gè)水分子就無從談起當(dāng)溫度升高時(shí)分子間的間隙改變從而影響水的體積的變化，只有當(dāng)水分子集體共存時(shí)，分子間的間隙改變時(shí)才會(huì)表現(xiàn)出物質(zhì)體積的變化。同樣的道理，物質(zhì)的顏色這個(gè)物理性質(zhì)也是構(gòu)成物質(zhì)的微粒（分子）集合在一起所表現(xiàn)出來的，例如氣態(tài)的氧氣的顏色是無色的，而液態(tài)的氧的顏色確是淡藍(lán)色的，顏色的改變就是氧氣液化時(shí)由于氧分子之間的間隙和排列方式改變而造成的，而在這個(gè)物態(tài)的變化過程中，（氧）分子本身并沒有發(fā)生變化，也就是說分子是不能保持物質(zhì)的物理性質(zhì)的微觀粒子。

液態(tài)的氧和氣態(tài)的氧氣也是同一物質(zhì)，它們?cè)谖⒂^上都是由氧分子構(gòu)成的。宏觀上它們的物理性質(zhì)也不同，但它們的化學(xué)性質(zhì)相同，液態(tài)的氧和氣態(tài)的氧氣都能供給呼吸，都能支持燃燒，這是同學(xué)們都已知的常識(shí)。由此可以推理出構(gòu)成物質(zhì)的分子相同，物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)一定相同，因此分子是能夠保持物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)微觀粒子。

四、建立分子與物質(zhì)的變化的關(guān)系

宏觀上氧氣液化變成液態(tài)氧是物理變化，微觀上氧氣和液態(tài)的氧都是由氧分子構(gòu)成的。在物理變化中從微觀的角度來認(rèn)識(shí)，分子沒有發(fā)生變化，變化的只是分子間的距離。從分子的角度來看，物理變化中分子相同，物質(zhì)相同，從宏觀角度來看物質(zhì)種類沒有改變，因此是物理變化，也就是說物理變化的微觀本質(zhì)是構(gòu)成物質(zhì)的分子沒有發(fā)生改變。過量的木炭在裝滿氧氣的集氣瓶燃燒后熄滅，集氣瓶中的新生成的氣體能是澄清的石灰水變渾濁的二氧化碳，這是化學(xué)變化，有新的物質(zhì)生成，從分子的角度來看這個(gè)化學(xué)變化分子種類發(fā)生變化，氧分子消耗完，集氣瓶中取而代之的是大量的二氧化碳分子，所以宏觀上物質(zhì)種類也發(fā)生變化，木炭熄滅，說明二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)與氧氣的化學(xué)性質(zhì)也不相同?；瘜W(xué)變化中，分子種類發(fā)生改變，所以物質(zhì)種類也發(fā)生改變。從分子的角度來看，物理變化中分子的種類沒有發(fā)生變化，化學(xué)變化中，分子的種類發(fā)生變化，所以物理變化中沒有產(chǎn)生新物質(zhì)，化學(xué)變化中產(chǎn)生新物質(zhì)。在這一板塊的教學(xué)過程中，在講述分在與物質(zhì)變化的關(guān)系時(shí)，在提供物質(zhì)名稱的同時(shí)，可以同時(shí)給出相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)符號(hào)，幫助學(xué)生理解在化學(xué)變化和物理變化中分子種類的變與不變，這樣能夠?yàn)榈诙n時(shí)進(jìn)入原子與化學(xué)變化的關(guān)系的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

以上從四方面分析物質(zhì)與分子，分子與物質(zhì)的分類，分子與物質(zhì)的性質(zhì)，分子與物質(zhì)的變化之間的關(guān)系，通過這一系列的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠基于微觀粒子分子認(rèn)識(shí)物質(zhì)的構(gòu)成，物質(zhì)的分類，物質(zhì)的性質(zhì)和變化，建構(gòu)起從微觀角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的框架，這是初中化學(xué)設(shè)置“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”的主題的主要目標(biāo)之一，形成分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒（前提條件是物質(zhì)是由分子構(gòu)成的）的這一個(gè)重要的基本概念。面對(duì)宏觀物質(zhì)的組成，性質(zhì)，變化，能從（微觀角度）分子的角度對(duì)其本質(zhì)進(jìn)行解釋，面對(duì)微觀構(gòu)成和變化能夠從宏觀現(xiàn)象和實(shí)例中找到實(shí)際的證據(jù)，能夠在微觀世界和宏觀世界之間自由轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)“分子”這一課時(shí)的教學(xué)目標(biāo)。

有關(guān)分子的種類在化學(xué)變化過程中會(huì)發(fā)生改變以及如何改變這一個(gè)知識(shí)點(diǎn)留在本課題的第二課時(shí)中講解。