培養(yǎng)學(xué)生微粒觀的初中化學(xué)模型教學(xué)策略研究

王曉斌

[摘?? 要]培養(yǎng)學(xué)生微粒觀是初中化學(xué)教學(xué)的主要任務(wù)之一，對(duì)促進(jìn)學(xué)生形成化學(xué)基本觀念起關(guān)鍵作用。初中化學(xué)教學(xué)中可利用化學(xué)模型將抽象的微觀知識(shí)形象化、直觀化，幫助學(xué)生建立起對(duì)宏觀物質(zhì)的微粒性認(rèn)識(shí)，形成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)及其變化的微觀認(rèn)識(shí)，以此培養(yǎng)學(xué)生的微粒觀。

[關(guān)鍵詞]微粒觀;化學(xué)基本觀念;化學(xué)模型

[中圖分類(lèi)號(hào)]??? G633.8??????? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]??? A??????? [文章編號(hào)]??? 1674-6058（2021）02-0073-02

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》明確提出“引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的變化規(guī)律，形成化學(xué)的基本觀念”。學(xué)生能否初步形成化學(xué)的基本觀念，應(yīng)該成為初中化學(xué)教學(xué)的第一目標(biāo)[1]。

化學(xué)基本觀念是指學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)化學(xué)獲得對(duì)化學(xué)的總觀性認(rèn)識(shí)，以及主動(dòng)將化學(xué)思想方法運(yùn)用到實(shí)踐中去的思維意識(shí)。初中化學(xué)的基本觀念主要有分類(lèi)觀、變化觀、元素觀、微粒觀、化學(xué)價(jià)值觀等[2]，微粒觀的建構(gòu)是其中的重點(diǎn)與難點(diǎn)之一。初中化學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的微粒觀，能促進(jìn)學(xué)生掌握宏觀事實(shí)與微觀本質(zhì)的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生接受和運(yùn)用化學(xué)用語(yǔ)，深層次理解微觀世界。初中化學(xué)微粒觀主要包括：宏觀物質(zhì)是由分子、原子、離子等微觀粒子構(gòu)成的;微粒的體積和質(zhì)量都很小，微粒在不斷地運(yùn)動(dòng)，微粒間存在間隔，微粒的運(yùn)動(dòng)和間隔會(huì)隨著外界條件的改變發(fā)生變化;微粒間存在相互作用，物質(zhì)發(fā)生物理變化時(shí)分子種類(lèi)不變，發(fā)生化學(xué)變化時(shí)，分子會(huì)發(fā)生變化，而原子保持不變;等等[3]。因此，培養(yǎng)學(xué)生的微粒觀是初中化學(xué)教學(xué)的主要任務(wù)之一。

初中生較難理解抽象的微觀知識(shí)，為此教師需要優(yōu)化教學(xué)策略。筆者認(rèn)為模型教學(xué)策略是初中化學(xué)培養(yǎng)學(xué)生微粒觀的有效教學(xué)策略之一?；瘜W(xué)模型是基于對(duì)化學(xué)事實(shí)的大量感性認(rèn)識(shí)，以理想化的思維方法對(duì)化學(xué)事實(shí)進(jìn)行近似、形象和整體的描述，以揭示其中的本質(zhì)和規(guī)律[4]。教學(xué)中教師利用化學(xué)模型將抽象的微觀知識(shí)變得形象、直觀，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生掌握宏觀事實(shí)與微觀本質(zhì)的聯(lián)系，使學(xué)生逐步體會(huì)到物質(zhì)性質(zhì)及其變化的微觀內(nèi)涵，幫助學(xué)生建構(gòu)微粒觀，培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、建構(gòu)物質(zhì)類(lèi)比模型

物質(zhì)類(lèi)比模型是對(duì)原型加工、抽象、簡(jiǎn)化而制成的實(shí)物，如分子比例模型、球棍模型、卡片模型、磁性卡紙模型、橡皮泥模型等。原子、分子、離子等微粒質(zhì)量和體積都很小，看不見(jiàn)，摸不著，學(xué)生若只靠想象來(lái)認(rèn)識(shí)微粒難度較大。教學(xué)中如果教師能充分利用直觀的物質(zhì)類(lèi)比模型，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)模型認(rèn)識(shí)分子、原子的存在、結(jié)構(gòu)和變化，就可以使抽象的知識(shí)形象化、直觀化，消除學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，幫助學(xué)生逐步熟悉微觀粒子的特點(diǎn)。

1.觀察、組裝、拆分模型，認(rèn)識(shí)分子與原子的關(guān)系

教師展示各種各樣的分子模型（如氫分子、水分子、過(guò)氧化氫分子、氨分子、二氧化碳分子等的模型），再讓學(xué)生動(dòng)手用原子模型組裝出各種分子，這樣就能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到分子是由原子構(gòu)成的，有些分子由同種原子構(gòu)成，有些分子由不同種原子構(gòu)成。如通過(guò)對(duì)比氧分子與二氧化碳分子的模型，能幫助學(xué)生把握二氧化碳分子中并不存在氧分子等易錯(cuò)點(diǎn)。學(xué)生積極參與，親身體驗(yàn)，小組之間合作交流，在“玩轉(zhuǎn)微觀世界”活動(dòng)中形成了對(duì)微觀粒子的直觀認(rèn)識(shí)。

2.移動(dòng)、拆分、組裝模型，認(rèn)識(shí)變化的微觀本質(zhì)

教學(xué)中教師可利用物質(zhì)類(lèi)比模型模擬物理變化、化學(xué)變化中的微粒變化情況。如在認(rèn)識(shí)水的三態(tài)變化、分析探究過(guò)氧化氫和氧化汞的分解過(guò)程的教學(xué)活動(dòng)中，通過(guò)移動(dòng)、拆分、組裝微粒模型讓課堂變得生動(dòng)活潑，學(xué)生通過(guò)類(lèi)似“小球變身”的活動(dòng)清晰地認(rèn)識(shí)到微粒間是存在相互作用的、微粒的變化是有一定規(guī)律的，在活動(dòng)中能比較直觀地認(rèn)識(shí)到物理變化和化學(xué)變化的微觀本質(zhì)。

物質(zhì)類(lèi)比模型還有許多應(yīng)用價(jià)值，如通過(guò)展示不同時(shí)期的原子結(jié)構(gòu)模型，讓學(xué)生了解科學(xué)家探索原子結(jié)構(gòu)的心路歷程，培養(yǎng)敢于質(zhì)疑、勇于探索的科學(xué)品質(zhì);通過(guò)展示金剛石、石墨、碳60的微粒模型，幫助學(xué)生進(jìn)一步建構(gòu)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的化學(xué)觀念;等等。學(xué)生在有趣的“模型世界”里“操控”微粒，快樂(lè)地發(fā)掘微觀與宏觀的聯(lián)系，也在不斷地建構(gòu)自己的微粒觀。這樣的學(xué)習(xí)不再是抽象、枯燥的，而是直觀、生動(dòng)的。但也要讓學(xué)生知道模型只是對(duì)微粒的一種直觀的、形象化的體現(xiàn)，并不能代替微粒本身。另外，模型具有局限性，如不能體現(xiàn)原子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、化學(xué)反應(yīng)中的電子得失等。

二、建構(gòu)圖像與符號(hào)模型

圖像模型是利用二維或三維坐標(biāo)系中的圖像來(lái)形象地展示化學(xué)思維的模型，如結(jié)構(gòu)示意圖、微觀模型圖、微觀示意圖、溶解度曲線(xiàn)、各類(lèi)變化坐標(biāo)圖、工業(yè)流程圖等。符號(hào)模型是將字母、數(shù)字、符號(hào)按照特定的方式組合，反映物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律，如元素符號(hào)、離子符號(hào)、化學(xué)式、化合價(jià)、化學(xué)反應(yīng)符號(hào)表達(dá)式、化學(xué)反應(yīng)方程式（高中還有電子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、物質(zhì)的量相關(guān)公式、離子方程式、熱化學(xué)方程式、電極反應(yīng)式、化學(xué)平衡常數(shù)公式）等[5]?；瘜W(xué)圖像模型與符號(hào)模型是聯(lián)系宏觀和微觀的橋梁，可將大量繁雜的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行概括簡(jiǎn)化，建立完整的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有利于儲(chǔ)存知識(shí)，降低記憶難度，建構(gòu)知識(shí)體系。

1.圖像模型與符號(hào)模型相結(jié)合，幫助學(xué)生梳理、理解和記憶微觀知識(shí)

結(jié)合微觀示意圖和化學(xué)式，能促進(jìn)學(xué)生理解與掌握微觀結(jié)構(gòu)。如在學(xué)習(xí)水的化學(xué)式H2O時(shí)，讓學(xué)生觀察水分子的微觀模型圖，了解水分子中氫、氧原子的個(gè)數(shù)比及結(jié)合方式，學(xué)生更易于掌握化學(xué)式的書(shū)寫(xiě)規(guī)律并理解、記牢化學(xué)式。同時(shí)，圖像模型與符號(hào)模型相結(jié)合應(yīng)用還有利于學(xué)生理解物質(zhì)的變化。如讓學(xué)生觀察水蒸發(fā)和水電解的微觀示意圖及表達(dá)式，并進(jìn)行分析比較，可以清晰地辨識(shí)兩種變化。圖像模型與符號(hào)模型相結(jié)合，能促進(jìn)學(xué)生對(duì)微粒間的相互作用的理解，有助于學(xué)生對(duì)化學(xué)概念和化學(xué)用語(yǔ)的內(nèi)化和記憶。

2.圖像模型與符號(hào)模型相結(jié)合，搭建宏觀與微觀的橋梁，培養(yǎng)學(xué)生“宏微結(jié)合”的化學(xué)思維

圖像模型與符號(hào)模型相結(jié)合有助于學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。如讓學(xué)生將宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象“氫氧化鈉溶液（含酚酞）中滴加鹽酸溶液紅色消失”、教材中氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)示意圖中微觀粒子的變化“溶液中的氫離子和氫氧根離子結(jié)合成水分子”及離子方程式“H++OH-=H2O”聯(lián)系起來(lái)理解中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，再將這種方法應(yīng)用到其他復(fù)分解反應(yīng)中，有助于學(xué)生理解復(fù)分解反應(yīng)的條件，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)并掌握酸、堿、鹽之間的反應(yīng)規(guī)律，從而搭建起宏觀與微觀的橋梁，培養(yǎng)“宏微結(jié)合”的化學(xué)思維。

學(xué)生通過(guò)分析圖表的信息，用恰當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)言和化學(xué)符號(hào)表達(dá)出來(lái)，不僅收獲了化學(xué)知識(shí)，還提升了觀察能力、分析圖表能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。可見(jiàn)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)識(shí)圖、畫(huà)圖、利用圖像并結(jié)合符號(hào)模型來(lái)理解物質(zhì)變化的內(nèi)涵，能讓學(xué)生對(duì)微觀世界的模糊認(rèn)識(shí)逐漸清晰化，更好地理解宏觀現(xiàn)象，促進(jìn)微粒觀的建構(gòu)。

三、建構(gòu)多媒體動(dòng)畫(huà)模型

多媒體動(dòng)畫(huà)模型是通過(guò)多媒體制作模擬物質(zhì)變化過(guò)程的模型，它再現(xiàn)了物質(zhì)變化的完整過(guò)程，有利于分析、演繹、解釋變化的內(nèi)涵并揭示其本質(zhì)。多媒體動(dòng)畫(huà)模型將微粒的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、變化特點(diǎn)，用立體的、動(dòng)態(tài)的方式直接展現(xiàn)出來(lái)，使抽象的知識(shí)直觀化，化無(wú)形為有形，建構(gòu)起有形的微粒世界。

通過(guò)展示多媒體動(dòng)畫(huà)模型，讓學(xué)生清晰地觀察到微粒的運(yùn)動(dòng)和變化特點(diǎn)，有助于學(xué)生理解和解釋各種宏觀現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)原理。如濃氨水揮發(fā)、水蒸發(fā)、品紅擴(kuò)散、蔗糖溶解、氯化鈉溶解時(shí)的粒子運(yùn)動(dòng)及粒子間間隔的變化，氯化鈉的形成過(guò)程中原子最外層電子的得失及離子的形成，氫氣與氯氣反應(yīng)中分子和原子的變化，酸堿鹽溶液的導(dǎo)電原理，復(fù)分解反應(yīng)中離子的變化，等等。在信息化高速發(fā)展的今天，多媒體輔助教學(xué)已經(jīng)很普遍，課堂上采用圖文并茂、聲色兼具的多媒體動(dòng)畫(huà)能使課堂氣氛更加活躍、更加開(kāi)放，也能加深學(xué)生對(duì)微粒知識(shí)的認(rèn)識(shí)和消化，有助于學(xué)生更好地建構(gòu)微粒觀。但在使用多媒體動(dòng)畫(huà)模型的過(guò)程中，必須讓學(xué)生意識(shí)到模型終究是模型，模擬過(guò)程不代表真實(shí)的過(guò)程，它只是對(duì)微觀事物及其變化的一種直觀的、形象化的描述，并不能代表微觀事物本身及其發(fā)生的實(shí)際變化。

從多姿多彩的宏觀世界進(jìn)入神奇多變的微觀世界，科學(xué)家們經(jīng)歷了千難萬(wàn)阻，初中生微粒觀的建構(gòu)也不能一蹴而就。因此，教師在教學(xué)中要耐心地引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)微觀粒子，讓學(xué)生充分地體驗(yàn)、感受微觀粒子的特點(diǎn)，學(xué)會(huì)用微粒的觀點(diǎn)去解釋宏觀事實(shí)，逐步培養(yǎng)“宏微結(jié)合”的化學(xué)思維，主動(dòng)建構(gòu)微粒觀。利用化學(xué)模型培養(yǎng)學(xué)生微粒觀的教學(xué)，就是教師在教學(xué)中結(jié)合各種化學(xué)模型創(chuàng)設(shè)情境，化抽象為直觀、化繁雜為簡(jiǎn)約，讓學(xué)生在觀察模型、拼裝模型、畫(huà)模型、描述表達(dá)模型、拓展應(yīng)用模型等活動(dòng)中積極體驗(yàn)微觀粒子的存在與變化特點(diǎn)，積極思考宏觀現(xiàn)象與微觀作用，主動(dòng)領(lǐng)悟化學(xué)知識(shí)中蘊(yùn)含的思想和方法，不斷實(shí)踐應(yīng)用、歸納總結(jié)，促進(jìn)知識(shí)轉(zhuǎn)化為觀念，逐步建構(gòu)微粒觀。

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（責(zé)任編輯 羅?? 艷）