基于學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的《分子和原子》教學(xué)設(shè)計

李明 盛家榮

[摘要]《分子和原子》一節(jié)是學(xué)生在初中化學(xué)學(xué)習(xí)中首次接觸微觀粒子，也是學(xué)生在認知上開始由宏觀世界向微觀世界轉(zhuǎn)換，對學(xué)生來說理解起來有些難度。文章基于發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)，促進學(xué)生化學(xué)基本觀念的形成與構(gòu)建，設(shè)計了《分子和原子》的教學(xué)過程。在該教學(xué)中設(shè)計多項課堂實驗，創(chuàng)設(shè)有意義的問題情境，并結(jié)合生活實際，讓學(xué)生更好地理解和掌握微觀粒子的知識，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，符合新課程標準理念。

[關(guān)鍵詞]初中化學(xué);核心素養(yǎng);分子和原子;教學(xué)設(shè)計

[中圖分類號]

G633.8

[文獻標識碼] A

[文章編號] 1674-6058（2020）17-0065-03

一、教學(xué)理念

義務(wù)教育階段的化學(xué)課程以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨[1]。宋心琦教授曾精辟地指出“學(xué)生能否牢固地、準確地、哪怕只是定性地建立起基本的化學(xué)觀念，應(yīng)當是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的第一目標”。因此，化學(xué)教學(xué)必須超越對具體知識的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生形成化學(xué)基本觀念。從培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識等核心素養(yǎng)出發(fā)，有利于學(xué)生形成化學(xué)基本觀念，從而培養(yǎng)學(xué)生從化學(xué)視角審視、分析和解決問題的能力。

二、教材分析

《分子和原子》是人教版九年級化學(xué)上冊第三單元課題1的內(nèi)容，是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成的奧秘的啟蒙課。通過本課題的教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度認識物質(zhì)及其變化，有助于學(xué)生初步建立物質(zhì)的微粒觀，對發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)具有不可替代的重要作用[2]。本單元的教學(xué)內(nèi)容分為兩個課時進行，本文主要對第一課時內(nèi)容進行教學(xué)設(shè)計。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠深入理解第一單元的物理變化和化學(xué)變化的本質(zhì)，同時為后面學(xué)習(xí)元素、化學(xué)式、質(zhì)量守恒定律等打下基礎(chǔ)。本節(jié)課在初中化學(xué)學(xué)習(xí)中起到承上啟下的作用。

三、學(xué)情分析

雖然學(xué)習(xí)這一課時前，學(xué)生在第一單元已經(jīng)學(xué)習(xí)了物理變化、化學(xué)變化、物質(zhì)的性質(zhì)、化學(xué)實驗的基本操作等內(nèi)容，此外在小學(xué)的自然課中還學(xué)習(xí)了物質(zhì)的三態(tài)變化，知道熱脹冷縮等自然現(xiàn)象，但是由于微觀粒子是看不見、摸不著、具有抽象性的，而且在此之前學(xué)生只有一些微觀現(xiàn)象的感性認識，缺乏理性認知，加上學(xué)生還處在從形象思維到抽象思維的過渡期，因此讓學(xué)生從微觀的角度解釋宏觀現(xiàn)象，他們?nèi)匀粫械椒浅＠щy[3]。

四、教學(xué)目標

1.認識物質(zhì)的微粒性，認識物質(zhì)是由分子、原子等微粒構(gòu)成的。

2.知道構(gòu)成物質(zhì)的微粒的基本性質(zhì)。

3.能運用分子、原子的觀點解釋一些簡單的生活現(xiàn)象和實驗現(xiàn)象。

五、教學(xué)重難點

教學(xué)重點：認識微觀粒子是客觀存在的以及微觀粒子的基本性質(zhì)。

教學(xué)難點：從微觀的角度去認識物質(zhì)。

六、教法學(xué)法

教法：結(jié)合生活經(jīng)驗創(chuàng)設(shè)情境，開展實驗，采用問題驅(qū)動法、分析歸納法、多媒體教學(xué)法等教學(xué)方法。

學(xué)法：以自主探究、動手實驗、聽授、合作交流等方式進行學(xué)習(xí)。

七、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一：設(shè)計實驗，宏觀辨識

【教師活動】布置學(xué)生分組實驗：每小組桌子上有三瓶編號為1、2、3的無色液體，它們可能為酒精、水、醋酸。讓學(xué)生通過相應(yīng)的實驗鑒定這三瓶液體并寫上標簽。

【學(xué)生活動】學(xué)生以4人為一組進行實驗，通過“聞”的方式確定三瓶液體分別是什么;小組派代表上臺進行展示。

【問題】為什么我們的鼻子沒有接觸到這三瓶液體，卻能夠把它們分辨出來，我們聞到的東西是什么？

設(shè)計意圖：讓學(xué)生再次回顧聞氣體的實驗操作，通過真實的實驗情境激發(fā)學(xué)生對本節(jié)課的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生思考，同時培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力。學(xué)生通過實驗真實地感受到了微觀粒子，感悟“宏觀的物質(zhì)可能是由肉眼看不見的微小粒子構(gòu)成的”，激發(fā)學(xué)習(xí)欲望，為接下來的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

【過渡】自然界中確實存在著許許多多我們看不到、摸不著，但是確確實實存在的東西，比如我們經(jīng)過花圃會聞到花香，濕的衣服經(jīng)過晾曬會變干，這就是我們今天要學(xué)習(xí)的微觀粒子。為了更好地認識世界，就讓我們一起來好好學(xué)習(xí)吧！

環(huán)節(jié)二：探究微觀粒子的基本性質(zhì)

【教師活動】利用科學(xué)技術(shù)可證明物質(zhì)是由分子、原子等微觀粒子構(gòu)成的，現(xiàn)在通過先進的儀器我們能夠觀察到一些分子和原子。（教師投影分子、原子圖片）

【學(xué)生活動】看圖片，聽講解。

設(shè)計意圖：通過多媒體展示，讓學(xué)生認識到物質(zhì)的微粒性，以及分子、原子的真實存在。

【過渡】通過剛才的學(xué)習(xí)我們知道，物質(zhì)是由分子、原子構(gòu)成的。那么分子、原子有哪些基本性質(zhì)呢？讓我們一起來聽聽水分子寫給我們的信吧！

【教師活動】課件展示，讓學(xué)生一起讀“來自水分子的一封信”：嗨！同學(xué)們，我是水分子，我們一個水分子的質(zhì)量約是3xl0_-26千克，在每滴水中大約有1.67x10₂₁個水分子。我這么小，人類用肉眼當然是看不見的。若讓10億人來數(shù)一滴水的水分子，每人每分鐘數(shù)100個，日夜不停，需要三萬多年才能數(shù)完。

【學(xué)生活動】看PPT讀文字，小組交流并回答問題。

【問題】讀完水分子的來信，你知道分子有哪些基本性質(zhì)了嗎？

設(shè)計意圖：讓學(xué)生學(xué)會對文字信息進行分析、歸納，培養(yǎng)學(xué)生從材料中獲取知識的能力。

【教師活動】教師演示課本第49頁的探究實驗l、探究實驗2，先讓學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，教師再做分析講解，同時帶領(lǐng)學(xué)生思考實驗3存在的弊端：濃氨水用量大，操作復(fù)雜，氨氣會逸散到空氣中造成污染。最后，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計改進實驗方案。

【改進實驗】把酚酞溶液噴在濾紙條上，然后把處理好的濾紙條貼在大試管壁上，把大試管倒扣在裝濃氨水的試劑瓶上。

【學(xué)生活動】觀看實驗，做好記錄，思考并歸納出分子的相關(guān)特征。

設(shè)計意圖：培養(yǎng)學(xué)生觀察和描述實驗現(xiàn)象的能力;通過實驗改進，不僅克服了濃氨水用量大、污染空氣的問題，而且能夠讓學(xué)生更清楚地觀察到分子的運動，同時培養(yǎng)學(xué)生多角度思考問題的能力和“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

【教師活動】展示CO²和0²分子運動的Flash動畫。

設(shè)計意圖：讓學(xué)生更加深刻地理解“物質(zhì)是由大量分子組成的，分子總是在做永不停息的無規(guī)則運動，分子間會互相碰撞”，讓學(xué)生更好地了解微觀世界。

【過渡】分子總是在不斷地運動，那么分子運動的快慢與哪些因素有關(guān)？

【探究實驗】分別在等量的冷水和熱水中加入一小粒品紅，進行對比實驗。

【學(xué)生活動】學(xué)生以小組為單位做實驗并觀察現(xiàn)象，然后小組討論，得出結(jié)論：溫度越高，分子的運動速率越快。

設(shè)計意圖：培養(yǎng)學(xué)生動手實驗的能力，并通過實驗得出結(jié)論，讓學(xué)生體會實驗的趣味性、科學(xué)性，增加學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

【教師活動】探究實驗：在圖1裝置中加入一定量滴有紅墨水的水，然后再加入等體積的無水酒精，蓋緊膠塞，將兩種液體混合均勻，觀察實驗現(xiàn)象[4]。

【問題】根據(jù)實驗?zāi)隳艿贸龇肿拥氖裁刺攸c？

【學(xué)生活動】學(xué)生觀察實驗，發(fā)現(xiàn)混合后液面居然下降了，總體積變小。在教師引導(dǎo)下總結(jié)出“分子之間是有間隔的”。

設(shè)計意圖：通過實驗制造認知沖突，思維碰撞引發(fā)學(xué)生思考。強調(diào)兩種物質(zhì)混合時體積一般不能相加，但質(zhì)量可以相加，為學(xué)生后面的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

【過渡】不同狀態(tài)下分子間的間隔是一樣的嗎？下面請同學(xué)們來做圖2的探究實驗。

【學(xué)生活動】取氣密性良好的兩支大小相同的醫(yī)用注射器，將栓塞向外拉，分別吸入等體積的空氣和水，用手指頂住針筒末端的小孑L，將栓塞慢慢推進。

【問題】液體與氣體，誰更容易壓縮？為什么？

設(shè)計意圖：通過分組實驗，讓學(xué)生在真實的實驗情境中去體驗與感知，從宏觀辨識到微觀探究，得出不同狀態(tài)的分子間的間隔是不一樣的。

【教師活動】PPT投影氣、液、固三者在通常情況下分子間隔的動態(tài)圖片。結(jié)合PPT以及前面的探究實驗，教師引導(dǎo)學(xué)生得出“固體分子間的間隔<液體分子間的間隔<氣體分子間的間隔”的結(jié)論。

設(shè)計意圖：通過實驗和動態(tài)PPT圖片展示，進一步加深學(xué)生對分子間的間隔的認識，幫助學(xué)生更好地理解氣體熱脹冷縮的現(xiàn)象。

【問題】固態(tài)酒精、液態(tài)酒精、氣態(tài)酒精都能燃燒，而不管什么狀態(tài)的水都不能燃燒，這一事實說明了什么？

【學(xué)生活動】在教師的引導(dǎo)下，得出“同種分子性質(zhì)相同，不同種分子性質(zhì)不同”的結(jié)論。

設(shè)計意圖：通過對生活常識的描述，引發(fā)學(xué)生對問題的思考，從而進入對物質(zhì)的本質(zhì)的學(xué)習(xí)，從宏觀現(xiàn)象進入微觀本質(zhì)的探析。

八、板書設(shè)計

第三單元課題1——分子和原子（第一課時）

一、構(gòu)成物質(zhì)的微粒：分子、原子、離子等

二、分子的特征

①分子的質(zhì)量和體積都很小

②分子總在不斷地運動

③分子間有間隙

④同種分子性質(zhì)相同，不同種分子性質(zhì)不同

九、教學(xué)設(shè)計特色

初中化學(xué)學(xué)習(xí)在進入第三單元后學(xué)生會進入一個分水嶺，這是因為第三單元的化學(xué)知識突然從宏觀世界進入到微觀世界，由于微觀的東西看不到、摸不著，學(xué)生理解起來比較困難。針對這種情況，設(shè)計教學(xué)時，教師以實驗為切入點，注重學(xué)生的主體參與，讓學(xué)生分組合作學(xué)習(xí)，先讓學(xué)生真實地感受到分子是客觀存在的，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;然后考慮到分子、原子比較抽象，設(shè)計了多個實驗，讓學(xué)生在真實的情境中去感受微粒;同時引導(dǎo)學(xué)生對課本上的實驗進行改進，引發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力與創(chuàng)新意識;還結(jié)合多媒體技術(shù)讓學(xué)生能夠觀察到微觀粒子的一些動態(tài)，讓微觀的東西可視化、形象化，讓學(xué)生更好地去感受和理解微觀世界。如此教學(xué)，既突出了重點，突破難點，又培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，還符合新課程標準的教學(xué)理念。

[參考文獻]

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標準（2011年版）[s].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[2]朱桂華，吳海霞.基于學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展教學(xué)設(shè)計：“分子和原子”教學(xué)案例[J].化學(xué)教與學(xué)，2018（3）：82-86.

[3]焦青字.《分子和原子》第一課時教學(xué)設(shè)計[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)，2017（11）：105.

[4]張立言.初中化學(xué)教案[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，1999.

（責(zé)任編輯 羅艷）