基于建模思想的初中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐研究*
——以滬教版“微粒的性質(zhì)”為例

李文良 施鳳鶴 張麗芳

（1.福建省晉江市紫華中學(xué) 福建 泉州 362200；2.福建省晉江市教師進(jìn)修學(xué)校 福建 泉州 362200；3.福建省晉江市羅山中學(xué) 福建 泉州 362200）

一、問(wèn)題提出

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出：教師應(yīng)緊緊圍繞發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)這一主旨，積極開(kāi)展核心素養(yǎng)導(dǎo)向的化學(xué)教學(xué)，充分發(fā)揮化學(xué)課程的育人功能，落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)。［1］化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中，科學(xué)思維從領(lǐng)域特質(zhì)對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展提出了具體要求，其中建模思想是一種重要的科學(xué)思維能力，是高中化學(xué)“模型認(rèn)知”素養(yǎng)發(fā)展的內(nèi)涵體現(xiàn)。［2］

基于“會(huì)用模型的視角觀察現(xiàn)實(shí)世界、會(huì)用模型的思維思考現(xiàn)實(shí)世界、會(huì)用模型的語(yǔ)言表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界”的模型精髓，建模過(guò)程中參與的主要科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)包括感知模型、理解模型和應(yīng)用模型。［3］基于建模的“微粒的性質(zhì)”教學(xué)，探討如何在化學(xué)教學(xué)中基于真實(shí)情境，通過(guò)有意義的問(wèn)題鏈實(shí)現(xiàn)模型的感知、理解與應(yīng)用，讓學(xué)生關(guān)注模型建構(gòu)過(guò)程中科學(xué)思維的發(fā)展，從而深度理解“微粒的性質(zhì)”的知識(shí)本質(zhì)，落實(shí)立德樹(shù)人的根本任務(wù)。

二、內(nèi)容分析

“微粒的性質(zhì)”是義務(wù)教育教科書(shū)滬教版九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)第三章“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”的第一節(jié)“構(gòu)成物質(zhì)的基本微?！钡牡?個(gè)課題，新課標(biāo)從內(nèi)容上要求學(xué)生能初步形成基于分子、原子認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的視角，建立認(rèn)識(shí)物質(zhì)的宏觀和微觀視角之間的關(guān)聯(lián)。［1］該課題的學(xué)習(xí)是學(xué)生從微觀視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)的起點(diǎn)，從宏觀層面進(jìn)入微觀層面，深入理解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)和變化的微觀本質(zhì)，從而豐富學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)的角度，承擔(dān)著幫助學(xué)生構(gòu)建微粒觀、分類(lèi)觀和變化觀等化學(xué)觀念和培養(yǎng)假想、模型、證據(jù)推理等科學(xué)思維的重要任務(wù)。

小學(xué)科學(xué)和初二物理已學(xué)過(guò)“分子作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，溫度越高，熱運(yùn)動(dòng)加快；分子和原子之間有間隔”等知識(shí)，這些知識(shí)是引領(lǐng)學(xué)生從微觀角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的切入點(diǎn)，但是這些知識(shí)多數(shù)是碎片化的，屬于知識(shí)層面的前概念認(rèn)知。它不能促使學(xué)生對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)形成整體而深刻的理解，更加不可能形成觀念層面的思維方式。具體表現(xiàn)：（1）學(xué)生難以自覺(jué)從分子、原子等微粒的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的構(gòu)成及變化，即微粒觀的建構(gòu)及其應(yīng)用；（2）物質(zhì)構(gòu)成具有復(fù)雜性，學(xué)生在解釋物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)時(shí)沒(méi)有形成清晰的認(rèn)知；（3）實(shí)際情境中，學(xué)生未形成具有持久性和遷移性的以微粒觀點(diǎn)解決某些生活現(xiàn)象的思維方法。因而，本課題重點(diǎn)不在于復(fù)習(xí)這些先前經(jīng)驗(yàn)，而是將采用“形成微觀認(rèn)識(shí)、構(gòu)建微觀模型”的發(fā)展過(guò)程，主要利用模型建立認(rèn)識(shí)宏觀和微觀視角之間的關(guān)聯(lián)，關(guān)注形成從微觀模型分析物質(zhì)構(gòu)成、分類(lèi)、變化的認(rèn)識(shí)方式，從新的“微觀視角”來(lái)學(xué)習(xí)微觀知識(shí)！

基于內(nèi)容分析，結(jié)合具體學(xué)情，從側(cè)重不同核心素養(yǎng)的發(fā)展將教學(xué)目標(biāo)確定為：（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、數(shù)據(jù)分析，引導(dǎo)學(xué)生推論微粒的性質(zhì)，形成證據(jù)意識(shí)。（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究及客觀事實(shí)，初步形成了物質(zhì)的構(gòu)成、變化和類(lèi)別的認(rèn)知模型，能運(yùn)用模型遷移并初步解決各類(lèi)化學(xué)問(wèn)題，并在模型建構(gòu)中提升高階思維能力。（3）利用科學(xué)家探索物質(zhì)構(gòu)成的科學(xué)史實(shí)，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用類(lèi)比、推理、模型等思維方法，認(rèn)識(shí)物質(zhì)的構(gòu)成，了解科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，增進(jìn)對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。

三、設(shè)計(jì)思路

在“中國(guó)知網(wǎng)”以“微粒的性質(zhì)”“分子和原子”進(jìn)行文獻(xiàn)檢索和研究，發(fā)現(xiàn)關(guān)于滬教版“微粒的性質(zhì)”的教學(xué)設(shè)計(jì)研究?jī)H有1 篇；而對(duì)人教版“分子和原子”的教學(xué)設(shè)計(jì)研究較多，都是側(cè)重于由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出微粒性質(zhì)的“證據(jù)推理型”教學(xué)邏輯，［4］忽略模型作為可視化工具的應(yīng)用，本課題采用新的“模型認(rèn)知型”教學(xué)邏輯。其中，某品牌白板中克隆功能可以將課堂上會(huì)多次使用的微粒模型，進(jìn)行不限量的復(fù)制粘貼。學(xué)生可以利用克隆功能在白板進(jìn)行無(wú)限制復(fù)制出微粒模型，為基于建模思想的教學(xué)實(shí)踐提供了非常大的便利。

在新技術(shù)下，引導(dǎo)學(xué)生從感知模型、理解模型、應(yīng)用模型來(lái)實(shí)現(xiàn)由宏入微的“模型建構(gòu)”的學(xué)習(xí)過(guò)程，基于模型直觀地將看不見(jiàn)摸不著、抽象的微觀知識(shí)呈現(xiàn)于具象，降低學(xué)習(xí)的難度，有利于學(xué)生形成良好的微觀想象能力，完成對(duì)微粒的認(rèn)知由抽象到具像，再由具像到抽象的加工過(guò)程。教學(xué)思路的板塊化設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 教學(xué)思路的板塊化設(shè)計(jì)圖

四、教學(xué)實(shí)施

環(huán)節(jié)一視頻導(dǎo)課情境入微

【視頻】播放福爾摩斯偵探集片段：狗通過(guò)嗅一只鞋子的氣味，找到了鞋子的主人?？赐暌曨l后提出疑問(wèn)：狗為什么能幫主人順利完成任務(wù)？

【圖片】你還學(xué)過(guò)哪些關(guān)于分子的內(nèi)容？為什么濕衣服經(jīng)晾曬后變干了？學(xué)生主要從水蒸發(fā)（宏觀）和分子的運(yùn)動(dòng)（微觀）進(jìn)行解釋?zhuān)M(jìn)而從宏觀視角引入微觀視角，得出物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的。

【問(wèn)題】你能尋找哪些證據(jù)，來(lái)證明物質(zhì)是由微粒構(gòu)成？

【設(shè)計(jì)意圖】以學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的“影片緝毒犬”導(dǎo)入，基于問(wèn)題意識(shí)喚醒學(xué)生先前經(jīng)驗(yàn)，暴露出認(rèn)知方式，學(xué)生學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)變認(rèn)識(shí)視角，最大程度激發(fā)好奇心與探究欲。

環(huán)節(jié)二觀察想象史實(shí)入微

偵探任務(wù)一：物質(zhì)由哪些微粒構(gòu)成

【游戲】學(xué)生將一張紙分成兩半，哪位同學(xué)可以將紙撕到最?。窟@么小的紙還能再分嗎？

【史實(shí)】?jī)汕Ф嗄昵?，莊子在《莊子·天下篇》中記載過(guò)類(lèi)似的觀點(diǎn)：一尺之棰，日取其半，萬(wàn)世不竭。古希臘的哲學(xué)家德謨克利特提出萬(wàn)物都是由極小的不可分割的微粒結(jié)合而成，這種微粒叫做“原子”。

【感知模型】英國(guó)科學(xué)家道爾頓繼承古希臘樸素原子論，提出了原子學(xué)說(shuō)，他認(rèn)為原子是組成物質(zhì)的基本粒子，它們是堅(jiān)實(shí)的不可再分的實(shí)心球。道爾頓還設(shè)計(jì)出一套符號(hào)來(lái)表示他的學(xué)說(shuō)（見(jiàn)圖2），這些符號(hào)圓滿(mǎn)地起到了模型的作用。其中像水、過(guò)氧化氫等物質(zhì)的符號(hào)，道爾頓稱(chēng)它們?yōu)閺?fù)合原子，也就是現(xiàn)在說(shuō)的分子。

圖2 道爾頓于1803年左右所用的原子符號(hào)和分子式

意大利科學(xué)家阿伏加德羅，引出了分子的概念，解釋了道爾頓學(xué)說(shuō)不能解釋的宏觀現(xiàn)象，并對(duì)水分子的模型，根據(jù)宏觀事實(shí)進(jìn)行修正，如圖3。

圖3 水分子的模型

【實(shí)驗(yàn)1】研缽里給學(xué)生準(zhǔn)備比紙還小的高錳酸鉀顆粒，請(qǐng)學(xué)生幫忙利用桌面上的儀器與藥品，將高錳酸鉀變得更小。

學(xué)生感受高錳酸鉀顆粒在研磨過(guò)程中會(huì)變得更小，呈粉末狀。放入水中后，高錳酸鉀粉末消失，卻真實(shí)地存在水中。試管中的水呈紫紅色，證明高錳酸鉀粉末變成更小的看不見(jiàn)的物質(zhì)進(jìn)入水中。由此說(shuō)明了高錳酸鉀是由非常小的肉眼看不見(jiàn)的微粒構(gòu)成。

【史實(shí)】1982 年世界上第一臺(tái)掃描隧道顯微鏡研制成功。這臺(tái)顯微鏡可以看見(jiàn)我們?nèi)庋劭床坏降奈⒘?。學(xué)生觀看掃描隧道顯微鏡下的苯分子和硅原子，不僅感受分子和原子的真實(shí)存在，而且體會(huì)到不同的物質(zhì)構(gòu)成它們的微粒是不一樣的。

【感知模型】經(jīng)科學(xué)家研究，構(gòu)成物質(zhì)的微粒有分子、原子和離子，有些物質(zhì)由分子構(gòu)成，如氨氣、水、氮?dú)獾?；有些物質(zhì)由原子構(gòu)成，如金剛石和一些常見(jiàn)的金屬物質(zhì)、稀有氣體；也有些是由離子構(gòu)成的，如氯化鈉，是由氯離子和鈉離子構(gòu)成的。結(jié)合圖片截取和色差功能，通過(guò)激活微粒模型的“最小單元”，如圖4 所示，初步建立符號(hào)和模型、微粒（分子、原子、離子）之間的聯(lián)系，從微粒構(gòu)成的視角對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)。

圖4 銅、氯化鈉、水的“宏觀—微觀—符號(hào)”三重表征圖

【設(shè)計(jì)意圖】用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)和推理，分析從宏觀到微觀的角度理解物質(zhì)可分性，初步形成微觀粒子的行為表象。從史實(shí)猜想到實(shí)際證據(jù)、從顆粒到微粒將學(xué)生引入微觀世界，一方面，初步認(rèn)識(shí)科學(xué)的發(fā)展有傳承，更有開(kāi)拓和創(chuàng)新，接受假說(shuō)、推理、模型等科學(xué)研究法的熏陶；另一方面，學(xué)生親身感受到“物質(zhì)是由微粒構(gòu)成”的證據(jù)意識(shí)，初步形成微觀認(rèn)識(shí)。從道爾頓的原子符號(hào)體到銅、水和氯化鈉的宏觀圖片，以及構(gòu)成該物質(zhì)的微觀模型，且在相應(yīng)物質(zhì)處標(biāo)出了化學(xué)式，相對(duì)有序地解釋物質(zhì)的構(gòu)成，幫助學(xué)生形成“宏觀物質(zhì)—微觀模型—符號(hào)表達(dá)”的三重表征，初步形成模型意識(shí)，從構(gòu)成的視角對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)。

偵探任務(wù)二：微粒有哪些基本性質(zhì)

【過(guò)渡】介紹人體新陳代謝會(huì)產(chǎn)生多種物質(zhì)，也就是有多種微粒。狗能根據(jù)氣味追蹤目標(biāo)，當(dāng)然也與這些微粒有關(guān)，那微粒有哪些性質(zhì)呢？我們繼續(xù)偵探！

學(xué)生聆聽(tīng)水分子的自述，如圖5。

圖5 水分子的自述

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)水分子的擬人化自敘，引起學(xué)生和分子“做朋友”的興趣，進(jìn)而想去了解；用具體數(shù)據(jù)和形象對(duì)比，引導(dǎo)學(xué)生感知分子的質(zhì)量和體積都很小，使抽象知識(shí)形象化。

環(huán)節(jié)三 科學(xué)探究模型入微

【實(shí)驗(yàn)2】教師演示：濃氨水與酚酞的實(shí)驗(yàn)探究。

1.向1 mL酚酞溶液中滴入2滴蒸餾水，觀察溶液的顏色。

2.向1 mL酚酞溶液中滴入2滴濃氨水，觀察溶液的顏色。

實(shí)驗(yàn)探究中，蒸餾水不能使酚酞變色，而濃氨水與酚酞溶液直接接觸會(huì)產(chǎn)生溶液變紅的現(xiàn)象的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生從蒸餾水、氨水中的微粒進(jìn)行解釋?zhuān)M(jìn)而得出微粒不同、性質(zhì)不同。

【實(shí)驗(yàn)3】如果不讓兩者直接接觸，是否也能產(chǎn)生相同的現(xiàn)象呢？學(xué)生將一端蘸有濃氨水的棉簽棒，一端蘸有酚酞的棉簽棒，按如圖6所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，小組完成實(shí)驗(yàn)后展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，討論得出的分子的性質(zhì)。

圖6 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：分子的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

【分析】蘸有酚酞的棉簽棒變紅，說(shuō)明一定是與濃氨水接觸了?？蓪?shí)驗(yàn)過(guò)程中，沒(méi)有人為地讓兩者直接接觸。由此得出，氨分子由一端運(yùn)動(dòng)到了另一端中，使酚酞變紅。

【問(wèn)題】蘸有濃氨水的棉簽棒沒(méi)有變色，是不是就說(shuō)明酚酞分子不會(huì)運(yùn)動(dòng)呢？學(xué)生從“未接觸的兩個(gè)棉簽”所產(chǎn)生的不同現(xiàn)象進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)不同微粒的運(yùn)動(dòng)速率不同，或者不同微粒的性質(zhì)也各不相同。

【實(shí)驗(yàn)4】教師演示同屏實(shí)驗(yàn)如圖7 所示，有什么現(xiàn)象發(fā)生？

圖7 教師演示實(shí)驗(yàn)：分子的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

這一現(xiàn)象說(shuō)明了什么？

【分析】學(xué)生觀察到A溶液變紅，B沒(méi)有明顯現(xiàn)象，說(shuō)明C中的氨氣分子運(yùn)動(dòng)到了裝有酚酞的A的燒杯中，并基于模型以某白板蒙層功能展示氨分子的運(yùn)動(dòng)，以箭頭從不同方向更加形象地說(shuō)明分子在不停地運(yùn)動(dòng)。

【問(wèn)題】實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4都能證明分子在不停地運(yùn)動(dòng)，哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)更優(yōu)化？

【分析】與實(shí)驗(yàn)4相比，學(xué)生感受實(shí)驗(yàn)3藥品用量少且過(guò)程清晰；在相對(duì)密閉的環(huán)境中進(jìn)行，對(duì)環(huán)境影響小。

【設(shè)計(jì)意圖】采用逐步引導(dǎo)、抽絲剝繭的方法將學(xué)習(xí)推向深入，使“分子不斷運(yùn)動(dòng)”的抽象、枯燥化為生動(dòng)形象的畫(huà)面，利用模型演示使深?yuàn)W的知識(shí)變得淺顯易懂，同時(shí)感悟?qū)Ρ葘?shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的分析能力。教學(xué)中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出結(jié)論，增強(qiáng)證據(jù)推理的意識(shí)，形成尊重事實(shí)、善于質(zhì)疑的學(xué)習(xí)態(tài)度；增設(shè)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，藥品用量少，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約藥品、減少環(huán)境污染等環(huán)保意識(shí)，從而肩負(fù)更多的社會(huì)責(zé)任，提升化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

【實(shí)驗(yàn)5】高錳酸鉀在冷水與熱水中擴(kuò)散。學(xué)生感受溫度越高、微粒運(yùn)動(dòng)得越快。

【過(guò)渡】“1+1=2，一定成立嗎？”請(qǐng)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。

【實(shí)驗(yàn)6】分別往兩端加入酒精和紅墨水至刻線(xiàn)上，塞緊塞子并用手指堵住開(kāi)口的兩端，顛倒數(shù)次，讓一端的液面剛好位于刻線(xiàn)上，觀察并記錄另一端發(fā)生的現(xiàn)象，如圖8 所示。

圖8 分子的空隙實(shí)驗(yàn)

【理解模型】平板蒙層功能展示蒸餾水與酒精混合的微觀模型，如圖9所示?；趫D9所示微粒模型，教師利用平板克隆功能畫(huà)出酒精和蒸餾水混合后的微觀構(gòu)成模型，并思考為什么兩種液體混合后總體積變小。

圖9 蒸餾水與酒精混合的微觀模型

【分析】學(xué)生發(fā)現(xiàn)混合后液體總體積變小原因是微粒之間有空隙，酒精分子和水分子會(huì)相互占據(jù)微粒之間的空隙，造成總體積縮小。

【問(wèn)題】從物質(zhì)類(lèi)別上看，容器D、容器E（混合前）和容器F（混合后）分別屬于哪一類(lèi)？

【理解模型】根據(jù)模型，從微粒的角度分析純凈物和混合物的區(qū)別，如圖9 所示。學(xué)生感受相同的微粒聚集得到的是純凈物（燒杯D），不同的微粒聚集得到的是混合物（燒杯E）。

【問(wèn)題】那是不是構(gòu)成所有物質(zhì)的微?？障抖家粯哟竽兀?/p>

【實(shí)驗(yàn)7】學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：水和空氣的壓縮實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生感受氣體微粒間的空隙比較大，所以容易被壓縮，且壓縮后的氣體微粒間的空隙比較小。

【實(shí)驗(yàn)8】觀看加熱含有水的玻璃注射器的視頻實(shí)驗(yàn)。

【應(yīng)用模型】學(xué)生利用平板克隆功能以模型畫(huà)出“加熱后，注射器的活塞向上移動(dòng)”的原因，如圖10所示。學(xué)生從中感受分子間的空隙在一定條件下可以改變，且空隙改變到一定的程度，會(huì)引起物質(zhì)狀態(tài)的改變。

圖10 加熱前后蒸餾水的微觀模型

【應(yīng)用模型】物體熱脹冷縮，這是在物理中的原理。體溫計(jì)測(cè)體溫時(shí)，汞柱上升的原理是什么？學(xué)生以模型畫(huà)出汞柱上升的微觀示意圖，如圖11所示，從中感受物質(zhì)發(fā)生物理變化時(shí)，微粒的體積與數(shù)目不會(huì)發(fā)生改變，即圖11 中I 和H 是錯(cuò)誤的；微粒的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，圖11 中G 是錯(cuò)誤的，物理變化的本質(zhì)是微粒間的空隙發(fā)生改變，如圖11中L所示。

圖11 體溫計(jì)測(cè)溫前后汞原子變化的可能微觀模型

【設(shè)計(jì)意圖】采用類(lèi)比法研究化學(xué)，實(shí)驗(yàn)與模型相結(jié)合，將抽象知識(shí)化為生動(dòng)形象的畫(huà)面，幫助學(xué)生把微觀現(xiàn)象宏觀化，引導(dǎo)聯(lián)想與啟迪思維，促進(jìn)學(xué)生對(duì)分子空隙發(fā)生改變，甚至引起物質(zhì)狀態(tài)變化的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步突破“能用微粒的觀點(diǎn)解釋某些常見(jiàn)的現(xiàn)象”的難點(diǎn)，同時(shí)從微觀視角感悟物質(zhì)的類(lèi)別和變化，自然形成微粒觀。

環(huán)節(jié)四 聯(lián)系生活應(yīng)用入微

【課堂練習(xí)】從微粒的角度分析并解釋下列問(wèn)題及現(xiàn)象。（1）視頻中狗為什么能幫助主人順利完成任務(wù)？（2）陽(yáng)光下濕的衣服干得更快。（3）25 m3的石油氣在加壓的情況下，可裝入容積為0.024 m3的鋼瓶中，變成液化石油氣。

【應(yīng)用模型】課堂總結(jié)：從微觀視角畫(huà)出一杯水，并用語(yǔ)言描述，如圖12所示。

板書(shū)設(shè)計(jì)：

一、模型的作用

二、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)

【設(shè)計(jì)意圖】用微粒的觀點(diǎn)解釋身邊的生活問(wèn)題和化學(xué)現(xiàn)象，促使學(xué)生進(jìn)一步形成微粒觀。初步形成從微粒角度分析物質(zhì)及其變化的思維方式，培養(yǎng)化學(xué)來(lái)源于生活、應(yīng)用于生活的理念，并在熟悉的生活情景和社會(huì)實(shí)踐中感受化學(xué)的重要性。教學(xué)過(guò)程中，板書(shū)逐漸呈現(xiàn)，有助于學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系，同時(shí)為后續(xù)從微粒視角認(rèn)識(shí)化學(xué)變化埋下伏筆。

五、教學(xué)反思

1.優(yōu)化情境促進(jìn)核心素養(yǎng)的形成

教學(xué)中“狗通過(guò)嗅一只鞋子的氣味找到鞋子的主人”視頻情境，激趣設(shè)疑，感悟化學(xué)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用；“撕紙游戲、高錳酸鉀的研磨與溶解實(shí)驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)情境，搭建微粒與顆粒的聯(lián)系；“化學(xué)史實(shí)和原子、分子的STM 照片”史實(shí)情境，認(rèn)識(shí)科學(xué)研究的曲折與艱辛。一系列的情境，幫助學(xué)生建構(gòu)“物質(zhì)的微粒性”基本觀念。

分子運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的教材實(shí)驗(yàn)與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)并行的實(shí)驗(yàn)探究情境中，“無(wú)線(xiàn)同屏的應(yīng)用”，一方面實(shí)現(xiàn)教師演示實(shí)驗(yàn)更廣域、更細(xì)致、更全面的展示；另一方面關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)與實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)時(shí)展示真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂，并基于“拍照上傳”生成的典型錯(cuò)誤進(jìn)行分析與點(diǎn)評(píng)，使得學(xué)生產(chǎn)生思維碰撞，提高課堂的生動(dòng)效果，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究與實(shí)踐、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等核心素養(yǎng)。

2.模型建構(gòu)注重核心素養(yǎng)的落地

本課題教材內(nèi)容中沒(méi)有對(duì)用模型表示分子和原子作單獨(dú)介紹，但是初中學(xué)生要形成對(duì)分子和原子等微粒更深刻的感性知識(shí)和空間結(jié)構(gòu)的表象，直觀的“模型”是必要且有效的。

從道爾頓的符號(hào)模型到對(duì)構(gòu)成銅、水、氯化鈉的模型進(jìn)行觀察分析后，利用截圖與克隆功能，讓學(xué)生迅速找到原子模型與其他兩種微粒的區(qū)別，原子模型與元素符號(hào)之間的聯(lián)系，從而形成自己的認(rèn)知模型。隨后在“分子運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)”“等體積的水和酒精混合總體積變少”“觀察水受熱后，體積變大中水分子的變化”“測(cè)量體溫時(shí)，汞原子的變化”的教學(xué)中，學(xué)生初步利用模型分析微粒的性質(zhì)、物理變化、物質(zhì)的類(lèi)別等，進(jìn)而形成“宏觀物質(zhì)—微觀模型—符號(hào)表達(dá)”的三重表征，初步形成了物質(zhì)構(gòu)成的認(rèn)知模型，能運(yùn)用模型遷移并初步解決各類(lèi)化學(xué)問(wèn)題，多角度培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

基于建模思想的課堂教學(xué)中，教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用模型解決問(wèn)題和獲取知識(shí)，不僅使模型認(rèn)知得到進(jìn)一步深化，而且對(duì)知識(shí)本質(zhì)認(rèn)識(shí)更加清晰，使化學(xué)知識(shí)或問(wèn)題解決的方法變得更加簡(jiǎn)約、形象，最終讓模型具有解釋力，成為了真正具有價(jià)值的模型，形成了基本的微觀認(rèn)識(shí)視角。