基于“宏觀辨識(shí)與微觀探析”導(dǎo)向下的初中生基本化學(xué)觀的培養(yǎng)路徑

摘 要：隨著高中化學(xué)核心素養(yǎng)的頒布，如何有效地培養(yǎng)初中生的“基本化學(xué)觀”成為初中教學(xué)的課題.基于“宏觀辨識(shí)與微觀探析”導(dǎo)向下，利用“宏微—模型—符號(hào)”習(xí)題，培養(yǎng)學(xué)生基本化學(xué)觀，為高中培養(yǎng)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”做鋪墊.

關(guān)鍵詞：基本化學(xué)觀;分類觀;守恒觀;初中化學(xué)

中圖分類號(hào)：G632 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1008-0333（2021）23-0110-03

收稿日期：2021-05-15

作者簡(jiǎn)介：曾冬輝（1971.5-），男，福建省柘榮人，本科，中學(xué)高級(jí)教師，從事初中化學(xué)教學(xué)研究.

在《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》的引導(dǎo)下，中學(xué)化學(xué)教學(xué)從“三維目標(biāo)”轉(zhuǎn)向“核心素養(yǎng)”.如今化學(xué)更多的是要從微觀角度來研究或詮釋物質(zhì)性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)與變化規(guī)律.九年級(jí)化學(xué)教學(xué)，在傳遞學(xué)科知識(shí)的同時(shí)也要落實(shí)“核心素養(yǎng)”.化學(xué)核心素養(yǎng)之一的“宏觀辨識(shí)與微觀探析”，初中課程中更多以“宏觀-微觀—模型—符號(hào)”（下稱“宏微—模型—符號(hào)”）的形式呈現(xiàn).為此，筆者試圖通過這類習(xí)題的教學(xué)，培養(yǎng)初中生一些基本化學(xué)觀，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)奠定基礎(chǔ).

一、利用“宏微—模型—符號(hào)”習(xí)題，培養(yǎng)物質(zhì)分類觀

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（下稱《課標(biāo)》）要求助力學(xué)生通過“宏微—模型—符號(hào)”的思維方式，逐步引領(lǐng)他們進(jìn)入微觀世界，學(xué)會(huì)從微觀角度來辨析一些宏觀變化的本質(zhì).圖1所示就是要求學(xué)生從微粒模型和符號(hào)表征來理解分子的構(gòu)成，從而培養(yǎng)物質(zhì)分類觀.

1.利用“宏微—模型—符號(hào)”習(xí)題培養(yǎng)無機(jī)物觀

純凈物和混合物都可以是由同種或不同元素組成，學(xué)生對(duì)此感覺沒有“抓手”，無法理解.如果利用“宏微—模型—符號(hào)”習(xí)題，就可以幫助學(xué)生從微觀上理解混合物和純凈物，以及單質(zhì)與化合物，從而培養(yǎng)物質(zhì)分類觀.

例1 圖2中○和· 分別表示兩種不同元素的原子，則其中表示混合物的是，表示純凈物的是，表示單質(zhì)的是，表示化合物的是.

分子中原子種類或個(gè)數(shù)不同，則分子種類不同.如A是由同種分子聚積成的化合物.C、D分別是由一種原子和同種分子聚積成的單質(zhì).B、E分別是不同種分子聚積成和由同種元素組成的混合物.用微粒模型圖來助力學(xué)生從微觀上去理解宏觀物質(zhì)的組成，有利于培養(yǎng)對(duì)純凈物（單質(zhì)和化合物）和混合物的判別能力.

2.利用“宏微—模型—符號(hào)”習(xí)題培養(yǎng)用化學(xué)符號(hào)表征物質(zhì)分類觀

分子間存在引力與斥力，間隙約為3.33×10-9～1.0×10-10m.分子中原子之間存在化學(xué)鍵，其間隙遠(yuǎn)比分子間隙小，所以用模型來表示微觀分子中原子間隙時(shí)被忽略不計(jì).例2 圖3所示的微觀粒子示意圖中（不同的小球代表不同的元素原子），能表示3O2的是（ ），能表示3CO的是（ ）.

單質(zhì)分子是由一種原子構(gòu)成，從模型上看，一個(gè)氧分子的構(gòu)成可用“”表示.同理，化合物分子是由不同種原子構(gòu)成，水分子則用“”表示.“”表示的是一氧化碳分子.從模型上看原子間有間隙有二種可能：一是由同種原子聚積的純凈物，如D、E.二是由不同種原子聚積的混合物，如F.利用微觀粒子模型圖來助力學(xué)生對(duì)化學(xué)符號(hào)中數(shù)字的理解，有利于培養(yǎng)學(xué)生用化學(xué)符號(hào)表征物質(zhì)分類觀.

3.利用“宏微—模型—符號(hào)”習(xí)題培養(yǎng)有機(jī)物觀

除少數(shù)碳的氧化物和碳酸鹽外，其它含碳的化合物及其衍生物是有機(jī)物.學(xué)生對(duì)C60等石墨烯的類別判斷上容易造成混淆，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)上與有機(jī)物相似.

例3 圖4中物質(zhì)不屬于有機(jī)物的是（ ?）.

通過學(xué)生觀察、類比等方法，用微觀視角理解微觀世界，通過模型用符號(hào)表征出宏觀物質(zhì)，如富勒烯（C540）是單質(zhì)，助力了學(xué)生對(duì)單質(zhì)、無機(jī)物和有機(jī)物區(qū)分，有利于培養(yǎng)他們形成無機(jī)和有機(jī)物觀.

二、利用“宏微—模型—符號(hào)”習(xí)題，培養(yǎng)變化守恒觀

《課標(biāo)》要求重視通過親身感受物質(zhì)及其變化現(xiàn)象，助力探究“守恒定律”，建立變化守恒觀.從宏觀上看有新物質(zhì)生成的變化是化學(xué)變化，物理變化只是形態(tài)的變化，沒有新物質(zhì)生成.利用“宏微—模型—符號(hào)”的思維來解釋這些概念，能培養(yǎng)學(xué)生形成化學(xué)變化中“守恒觀”.

1.利用“宏微—模型—符號(hào)”習(xí)題培養(yǎng)物質(zhì)變化觀

化學(xué)變化是分子分成原子，原子重組成新的分子，即有新分子生成的變化，物理變化是微粒間隔的變化，沒有新分子生成.例4 某密閉容器中物質(zhì)變化過程微觀示意如圖5所示（已知：●和○代表不同原子）.請(qǐng)回答：表示化學(xué)變化的是（ ），表示物理變化的是（ ）（填“變化Ⅰ”或“變化Ⅱ”）.

圖中“變化Ⅰ”是兩不同種分子，在一定條件生成了一種新的化合物分子，是化學(xué)變化.“變化Ⅱ”是通過降溫，分子間隔發(fā)生了改變，是物理變化.利用模型圖來表征同種微粒間隙變化和不同微粒生成，助力了學(xué)生理解物質(zhì)變化的本質(zhì)，有利于培養(yǎng)物質(zhì)變化觀.

2.利用“宏微—模型—符號(hào)”習(xí)題培養(yǎng)質(zhì)量守恒觀

物質(zhì)是由元素組成的，元素在反應(yīng)前后是守恒的，所以物質(zhì)總質(zhì)量在化學(xué)變化前后是守恒的，常用“三不變二變”來理解質(zhì)量守恒定律.如圖6用模型和符號(hào)就可助力學(xué)生理解原子、元素在化學(xué)反應(yīng)中“守恒”，有利于培養(yǎng)質(zhì)量守恒觀.

例5 根據(jù)要求填空：

（1）圖7是合成氨過程的微粒模型圖，用字母表示反應(yīng)的過程.

（2）觀察圖8是某一反應(yīng)的微觀圖示，并用化學(xué)用語填空.

1個(gè)二氧化硫分子、2個(gè)硫化氫分子和2個(gè)水分子.

（3）某化學(xué)反應(yīng)的微觀模擬示意圖如圖9所示，請(qǐng)回答：

請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為.

（1）和（2）是利用微粒模擬圖來助力學(xué)生理解化學(xué)變化中各種粒子的變化和重組過程，并用化學(xué)符號(hào)來表征出來，學(xué)生容易從微觀角度詮釋質(zhì)量守恒定律.又如（3）通過微粒模擬圖觀察是否恰好反應(yīng)，更具有現(xiàn)實(shí)意義.應(yīng)用“微粒與模型”助力學(xué)生捕捉有效的信息，判別反應(yīng)過程中各物質(zhì)的組成，并用符號(hào)表征出反應(yīng)的化學(xué)方程式，有利于培養(yǎng)質(zhì)量守恒觀.

三、利用“宏微—模型—符號(hào)”習(xí)題，培養(yǎng)催化觀

催化劑是改變反應(yīng)速率，而化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后是守恒的.催化劑常被學(xué)生誤認(rèn)為只是反應(yīng)條件，不參與反應(yīng).從微觀模型上對(duì)催化劑在化學(xué)反應(yīng)中機(jī)理進(jìn)行表征，對(duì)培養(yǎng)催化觀能起到事半功倍之效.

例6 （1）圖10為氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)過程的微觀示意圖（圖中●表示氮原子，○表示氫原子，表示催化劑），符合上述反應(yīng)過程的順序是.

學(xué)生由此獲得的信息：一是反應(yīng)物的分子被吸附到催化劑微粒表面后，進(jìn)行分裂、重組，離開催化劑微粒表面的過程.二是用化學(xué)符號(hào)來表示在化學(xué)反應(yīng)中催化劑先參與反應(yīng)，經(jīng)過多步反應(yīng)又生成催化劑，且反應(yīng)前后催化劑分子個(gè)數(shù)不變，從而體現(xiàn)催化劑的特點(diǎn).

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2017.

[2]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[責(zé)任編輯：季春陽]