核心素養(yǎng)理念下的“化學(xué)中的微粒觀”復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計(jì)

張愛蓮

[摘? ?要]微粒觀是化學(xué)學(xué)習(xí)中要求學(xué)生建構(gòu)的基本觀念之一，也是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要觀念之一。通過認(rèn)識物質(zhì)的微粒性以及化學(xué)反應(yīng)的微觀過程，學(xué)習(xí)從微觀角度認(rèn)識物質(zhì)的分類和變化，可培養(yǎng)學(xué)生對微粒觀的理解、分析與綜合運(yùn)用能力。

[關(guān)鍵詞]微粒觀;核心素養(yǎng);復(fù)習(xí)課;教學(xué)設(shè)計(jì)

化學(xué)是在分子、原子的層面上研究物質(zhì)的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)與變化規(guī)律的科學(xué)。《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中強(qiáng)調(diào)，要“引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)世界的變化規(guī)律，形成化學(xué)的基本觀念”[1]，微粒觀就是學(xué)生要建構(gòu)的基本觀念之一?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求包括：培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識與微觀探析能力，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定應(yīng)用”的觀念;培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力，認(rèn)識化學(xué)現(xiàn)象與模型之間的聯(lián)系，建立解決復(fù)雜化學(xué)問題的思維框架。

人教版教材中，從第三單元《物質(zhì)構(gòu)成的奧秘》開始，幾乎每個單元都有從微觀角度認(rèn)識物質(zhì)及其變化的學(xué)習(xí)內(nèi)容。如第五單元的質(zhì)量守恒定律，第六單元的金剛石與石墨、CO和CO2性質(zhì)不同的原因，第九單元的NaCl和蔗糖溶解的微觀過程，第十單元的酸、堿、鹽溶液導(dǎo)電的原因，酸堿中和反應(yīng)的本質(zhì)，第十一單元的復(fù)分解反應(yīng)的本質(zhì)以及除雜、轉(zhuǎn)化、離子共存的解題方法，以上內(nèi)容都需要學(xué)生從分子、原子、離子的視角去分析紛繁復(fù)雜的物質(zhì)及其變化，發(fā)現(xiàn)各種變化的特征和規(guī)律，培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”核心素養(yǎng)。

一、教學(xué)過程

1.課堂導(dǎo)入

【圖片展示】PPT展示以下圖片：水分子、C60分子的圖片，NaOH溶于水解離成離子的圖片，氧化汞分子分解示意圖，氫氣和氯氣反應(yīng)、NaOH和鹽酸反應(yīng)的示意圖。

【小結(jié)】化學(xué)是在分子、原子的層面上研究物質(zhì)的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)與變化規(guī)律的科學(xué)。

設(shè)計(jì)意圖：PPT中的前三張圖片是物質(zhì)對應(yīng)的微觀粒子模型，后三張圖片是化學(xué)反應(yīng)的微觀模型。教師將散落在教材各處的圖片集中放置在一張幻燈片上，不僅增加了本節(jié)課的知識容量，而且由此引出了化學(xué)研究方法，即原子論和分子學(xué)說，從微觀角度來研究化學(xué)，奠定了近代化學(xué)的基礎(chǔ)。

【圖片展示】為了研究地球，人們設(shè)計(jì)了地球儀作為研究模型;為了研究將病人隔離對新冠病毒傳播造成的影響，可設(shè)計(jì)參數(shù)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬演示。同樣地，化學(xué)教學(xué)中也可用微觀模型來模擬看不見摸不著的微觀世界，幫助學(xué)生研究物質(zhì)及其變化。

設(shè)計(jì)意圖：在化學(xué)研究中，可以運(yùn)用模型揭示原型客體的形態(tài)、本質(zhì)和特征?！敖！笔腔瘜W(xué)學(xué)習(xí)的一種重要方法，利用該方法，不僅有利于學(xué)生把握化學(xué)知識的內(nèi)在規(guī)律，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)象和化學(xué)反應(yīng)規(guī)律認(rèn)識的概括化、理性化，培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性。在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生往往覺得微觀世界很抽象，無從下手。教師通過聯(lián)系學(xué)生已有的常識，把“建?！钡乃悸匪角傻貍魇诮o了學(xué)生。

2.專題復(fù)習(xí)

主題一：物質(zhì)是由分子、原子、離子等微粒構(gòu)成的

【提出問題】物質(zhì)是由哪些微粒構(gòu)成的？

【學(xué)生回答】物質(zhì)是由分子、原子、離子等粒子構(gòu)成的。（舉例略）

【圖片展示】水、氧氣、銅、金剛石、氯化鈉、硫酸銅的圖片。

設(shè)計(jì)意圖：教師展示各種物質(zhì)的圖片，既降低了復(fù)習(xí)課的單調(diào)性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又直觀地展示了宏觀物質(zhì)是由微觀粒子構(gòu)成的。

主題二：根據(jù)微觀示意圖辨識混合物和純凈物、單質(zhì)和化合物

【學(xué)生練習(xí)】（1）下列物質(zhì)中含有氧分子的是（）。

A. O2 B. H2O C. CO2 D. H2O2

設(shè)計(jì)意圖：通過題（1），理解“氧分子”是和“氧氣”相對應(yīng)的概念，從而分析出微觀的分子、原子與宏觀的物質(zhì)、元素之間的對應(yīng)關(guān)系，再通過題（2）進(jìn)行鞏固練習(xí)。根據(jù)微觀示意圖認(rèn)識物質(zhì)的分類，是學(xué)生通過模型學(xué)習(xí)化學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以上兩道練習(xí)題，都是先由學(xué)生分析討論，找出解題方法，再由能力較強(qiáng)的學(xué)生在白板上進(jìn)行圈畫講解，使不太理解的學(xué)生能看懂模型，再進(jìn)行針對性的訓(xùn)練，強(qiáng)化物質(zhì)分類的教學(xué)。

主題三：根據(jù)微觀示意圖書寫化學(xué)方程式

設(shè)計(jì)意圖：由微觀示意圖寫化學(xué)方程式，對學(xué)生來說難度不算大，但總有學(xué)生由于看圖不仔細(xì)導(dǎo)致出錯，如有的學(xué)生寫成5NH3+6NO=NH3+5N2+6H2O。教學(xué)中，先讓學(xué)生獨(dú)立寫出化學(xué)方程式，再通過白板展示學(xué)生的答案。投影可放大學(xué)生的錯誤，使學(xué)生印象深刻，進(jìn)而認(rèn)識到要先劃掉反應(yīng)前后未參加反應(yīng)的分子，再書寫化學(xué)方程式。

主題四：化學(xué)反應(yīng)的微觀本質(zhì)

【圖片展示】水分子分解示意圖。

【學(xué)生講述】水分子分解成氫原子和氧原子，各原子再重新結(jié)合生成氫分子和氧分子。

【總結(jié)1】反應(yīng)本質(zhì)：分子分成原子，原子重新結(jié)合成新的分子。

【圖片展示】鈉和氯氣反應(yīng)生成氯化鈉的示意圖。

【學(xué)生講述】鈉原子失去1個電子形成帶正電的Na+，氯原子得到一個電子形成帶負(fù)電的Cl-，Na+和Cl-相互作用，形成了NaCl。

【總結(jié)2】原子得失電子形成離子，離子相互作用構(gòu)成分子。

【圖片展示】NaOH和鹽酸反應(yīng)的示意圖。

【學(xué)生講述】分析圖片可知，該反應(yīng)的微觀本質(zhì)為H++OH-=H2O。

【學(xué)生練習(xí)】寫出NaCl和AgNO3反應(yīng)、Na2CO3和稀鹽酸反應(yīng)的本質(zhì)。

【總結(jié)3】陰陽離子結(jié)合，生成了沉淀或氣體或水，使溶液中的離子濃度減小。

設(shè)計(jì)意圖：這部分內(nèi)容是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教師把分散在教材各處的化學(xué)反應(yīng)示意圖進(jìn)行了整合，在教學(xué)過程中，先引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察反應(yīng)前后微粒的變化，幫助學(xué)生從分子、原子角度，電子得失角度，離子結(jié)合角度去分析化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。同時，以學(xué)生講述為主，這對培養(yǎng)學(xué)生語言表達(dá)能力和識圖能力有重要作用。

3.課堂小結(jié)

在化學(xué)學(xué)習(xí)中不僅要見微知著，還要見著知微，將微觀模型和宏觀物質(zhì)及其變化聯(lián)系起來去解決問題。在解決這類問題時，要克服畏難情緒，細(xì)心觀察，并規(guī)范化學(xué)用語，進(jìn)而順利解決問題。

二、教學(xué)啟示

其一，本節(jié)課是專題復(fù)習(xí)課，體現(xiàn)了基于“微粒觀”的知識概括提升過程以及化學(xué)基本觀念的遷移價值。教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生觀看模型，觀察圖片，利用圖片分析物質(zhì)以及反應(yīng)前后微粒的變化，充分運(yùn)用圖片、模型、動畫等多種手段，幫助學(xué)生把抽象的概念具體化;通過學(xué)案練習(xí)，邊講邊練，并利用實(shí)物投影及時展示，利用希沃授課助手圈圈畫畫，講解微觀圖形的觀察方法，做好示范作用，讓學(xué)生理解解題過程和步驟，避免由于審題不仔細(xì)而導(dǎo)致的錯誤。本節(jié)復(fù)習(xí)課之后，學(xué)生對基本知識掌握得更加牢固了，同時強(qiáng)化了微粒觀。

其二，這部分內(nèi)容可以采用多種生動有趣的教學(xué)方式，如視頻引入、學(xué)生表演、磁性黑板搭建分子模型等。通過讓學(xué)生進(jìn)行模型的拆分來認(rèn)識分子分成原子，原子再重新結(jié)合成新的分子的反應(yīng)本質(zhì)，同時引導(dǎo)學(xué)生在拆分過程中進(jìn)行講述，加強(qiáng)學(xué)生語言表達(dá)的規(guī)范性。

其三，發(fā)揮化學(xué)符號的作用，幫助學(xué)生架起宏觀物質(zhì)與微觀粒子之間的橋梁。初中階段的化學(xué)用語包括元素符號、化合價、化學(xué)式、化學(xué)方程式等。畢華林教授在《化學(xué)學(xué)習(xí)中“宏觀—微觀—符號”三重表征的研究》一文中提出：在化學(xué)科學(xué)的發(fā)展過程中，化學(xué)家們不僅從宏觀上對物質(zhì)的性質(zhì)和變化進(jìn)行觀察和描述，更重要的是從微觀結(jié)構(gòu)上對其進(jìn)行解釋，以深刻把握物質(zhì)變化的本質(zhì)規(guī)律，而化學(xué)符號作為宏觀物質(zhì)和微觀世界的抽象表達(dá)方式，成為鏈接宏觀與微觀的中介，是化學(xué)家進(jìn)行化學(xué)思維的工具[2]。在初中化學(xué)教學(xué)中，先通過元素符號的學(xué)習(xí)做好化學(xué)的啟蒙工作，再通過化合價、化學(xué)式、化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)指導(dǎo)學(xué)生去理解、運(yùn)用化學(xué)用語，感悟化學(xué)用語是物質(zhì)的宏觀和微觀兩方面聯(lián)系的紐帶。

微粒觀是化學(xué)學(xué)習(xí)中的基本觀念，和其他化學(xué)基本觀念一樣，它具有高度的概括性和統(tǒng)攝性，具有超越事實(shí)的持久價值和遷移價值。本節(jié)復(fù)習(xí)課，有利于促進(jìn)學(xué)生的觀念整合和觀念系統(tǒng)化，引導(dǎo)學(xué)生看透物質(zhì)的本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)的能力和認(rèn)識習(xí)慣，這對提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要作用。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

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

[2]? 畢華林，黃婕，亓英麗.化學(xué)學(xué)習(xí)中“宏觀—微觀—符號”三重表征的研究[J].化學(xué)教育，2005（5）：51-54.

（責(zé)任編輯 羅 艷）