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浅谈初中化学“微粒观”建构的教学实际研究

  • 投稿狗子
  • 更新时间2015-09-04
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文/杜冰

【摘要】初中化学是在原子、分子、离子等这些微粒的基础上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学。初中是化学的启蒙阶段,引导学生构建微粒观是教师基础教学的核心。微粒观的构建可以让学生从微观视角思考宏观世界的化学现象,学生才可能正确地认识物质的基本性质和变化规律,形成完整清晰的化学知识系统,为学好化学打下坚实的基础。

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关键词 初中化学;微粒观;教学研究

微粒观的教学内容是化学基础教学的重点也是难点。对于刚开始学习化学知识的学生来说分子、原子、离子是来自看不见、摸不着、无感觉的微观世界,他们缺乏认知的感性基础,难以理解这些抽象又模糊的概念,另一方面,九年级学生面临升学的压力,学习负担重,学习的时间有限,学生很难在脑海构建一个完整的化学知识系统,给后续的高等化学学习增加困难,教师作为课堂学习的引导者,如何在教学过程中帮助学生构建“微粒观”,将微观的知识点宏观化,使学生获取更加深刻形象的直观感知,形成完整的知识系统,打造高效课堂?本文将以分子、原子、离子的教学为例,浅谈一下帮助初中学生构建微粒观的教学方法和策略。

一、整体认知微观世界

(一)化学微粒观的建构应该是一个由浅到深的过程。教师组织教学时,要有整体观念意识,分清每单元教学内容的相互衔接问题,明确每章教学的目的性,“由整到分”降低学生学习的难度,先让学生对微粒产生—定的认识,然后在此基础观念上去分析和解决微观问题,循序渐进,增强学生的抽象思维和微观思维能力,最后“由分汇总”逐步形成完整的系统知识,构建起“微粒观”。

(二)微粒观的基础概论是学生进入微观学的基础:物质是由微粒(分子、原子、离子)构成的,微粒永不停息地作无规则运动,运动越剧烈,物质现象就越明显;物质的微观结构决定物质的性质,构成物质的微粒不同,物质的性质就不同,物质的微粒之间有间隔;化学变化实质上是分子分成原子,原子再重新组合的过程,原子在化学变化中不能再分,也不会减少。

二、帮助学生构建微粒观的方法和策略

(一)用宏观的化学实验现象,化抽象为具体,帮助学生理解微观粒子的存在和特性。化学是一门神奇又充满奥秘的学科,教师要循循善诱激发学生学习的热情和动力。实验不仅可以活跃教学氛围,还可以加深学生的印象,通过体验教学锻炼学生的思维和技能。例如,在进行分子教学过程中,让学生在一杯冷水一杯热水中分别加入墨水,很快可以观察到墨水慢慢扩散开来,并且热水中的墨水扩散得更快。通过这个简单的实验,学生就能感知分子的存在,了解温度越高,分子运动速率越快,相对的,分子运动越快宏观现象也就会越明显。在学习分子间存在作用力的知识时,设计趣味实验:在一张铜版纸上滴一滴红墨水,用玻璃棒一端轻轻触碰红墨水,慢慢移动,便可以拉着这滴红墨水在纸上到处游走,红墨水不会散开也不会渗透到纸里面去。这个趣味实验既让学生形象的认识到分子间存在引力和斥力,又激发了学生的学习兴趣和探究的欲望。

(二)合理设问,循序渐进,引导学生形成微观粒子的概念。学生对于知识概念的接受过程一般是:观察肯定和否定例证一找到共同属性一形成概念一理解概念的内涵与外延一运用概念一概念之间的辨析,基如此,在进行分子概念学习时,教师可以通过实验,合理设问,逐步引导学生理解分子的概念。通过上述墨水在水中扩散的实验,学生就可以根据宏观现象感知分子是在不断运动的特点,然后教师可以适时提问“冰是固体,水是液体,二者的形态差异这么大,为什么化学性质却一样呢”,学生很容易回答出来是因为它们都是由水分子构成的,分子是保持物质化学性质的粒子。接着教师可以再引导:“我们都已经知道了水是由水分子构成,而水分子里面含有氢原子,那氢气是由氢气分子构成,氢气分子里也含有氢原子,水和氢气一个是液体,一个是固体(气体),形态也不相同,但化学性质却相差这么大呢?学生在教师的引导下,就会思考物质由分子构成,构成分子的原子不能保持物质本身的化学性质,只有分子可以保持,学生就能充分了解分子是保持物质化学性质的最小粒子。合理设问可以引起学生自主思考,从而把化学现象与化学概念联系起来,在脑海中逐渐形成分子的概念。

(三)灵活运用教学方法(类比法和模型法为例),帮助学生自主构建化微粒观。学生是学习的主体,教师在教学过程中,灵活运用类比法和模型法,可以引导学生在已掌握的知识基础上,对新知识主动地进行删选、加工和整理,从而消化吸收成为自己的知识。学生在进入微观世界的学习时,必须充分发挥想象力,但是想象需要直观的载体做引导,才不会毫无头绪。例如在给学生介绍原子的核外电子层结构时,教师可以用类比的方法, 让学生从生活中的剥洋葱的事例,让学生对原子的核外电子层及电子是如何围绕着原子核分层排布这一微观现像有更直观的感知。再比如在学习“分子之间有间隔”这个微观知识点时,教师可以用海绵做类比,帮助学生理解分子间有间隔的特点。

随着义务教育的发展,教学设施建设也逐步完善,教师即可以自己动手构建模型,也可以应用先进的计算机技术,对分子、原子等微观结构进行模拟,制作教学带,例如在学习《离子的形成》章节时,教材是以钠原子和氯原子为例,但光通过课本上的教学图,学生并不能真正的了解离子的形成是怎样,这时教师可以播放动画影片形象生动地让学生观看到钠原子最外层上的一个电子转移到了氯原子上,两者的核外电子最外层电子数都变成8,使原来都不是稳定结构的钠原子和氯原子,同时形成了相对稳定的结构。通过模型教学,不仅更形象还能加深学生的印象。

(四)化学符号可以帮助学生架起宏观物质与微观粒子之间的桥梁。化学符号是宏观物质对微观世界表述的缩影,它从微观层次上科学、简明地表达了宏观物质的变化规律,成为了联系宏观世界和微观事实的桥梁。分子、原子、离子这些微粒是客观存在的,但是人们又无法用常规方法感知到,更加无法直观地认识微粒的结构及其变化规律。教师在初中化学微粒观教学中要发挥元素符号、化学式、化学方程式等各种化学符号对宏观物质和微观含义的形象传释,帮助学生借助化学符号“走进”物质及其变化的微观世界。比如CO2是二氧化碳的化学式,如果学生对化学符号比较敏感,一看就知道一个二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成;再例如碳与氧发生氧化反应的过程中,如果碳燃烧充分就生成无毒的二氧化碳(C+O2=CO2),如果燃烧不充分就会产生有毒的一氧化碳(2C+O2=2CO),从化学方程式可以很直观的表示出物质之间的转化是要遵循质量守恒定理的,之所以发生了化学变化不是微粒的数量减少了只是微粒的组成结构发生了变化,并且组成结构变了性质也变了。

(五)善于挖掘教科书资源,运用科学的教学方法。构建知识网络图帮助学生梳理整合所学的内容。教师在组织教学的过程中,传达给学生的知识除了正确性外还应该是有规律、有代表性,条理清楚、思路清晰的。这样不仅可以方便学生理解消化也可以减轻学生的背诵负担。

例如通过上表简单的罗列学生就可以直观的了解到这几种原子的结构情况还可以快速的发现其中的规律:不同种类的原子质子数不同,不是所有的原子都有中子,同一个原子,质子数等于核外电子数。

三、归纳汇总为后续微粒观的应用学习做铺垫

(一)灵活运用教学策略,由浅入深,帮助初中生形成微粒观。在初中化学学习阶段,首先,教师在讲述这些抽象的微观知识时,要尽量做到将抽象的内容形象化,微观的内容宏观化,方便学生获得形象生动的直观感知,在脑海中形成完整的理性认识,构建起微观世界的框架;其次,教师要把握好教学知识的重点、难点、易错点进行深入剖析,合理设问,逐步引导学生构建微观粒子的概念;第三,教师要灵活运用教学方法(类比法、模型法),帮助学生理解微观的抽象知识,构建微观动画模型,帮助学生理解宏观现象的微观实质。并且辅以化学符号帮助学生理解微观粒子的结构组成、性质、运动规律以及溶液中各种中和反应、复合反应的实质;最后,教师要运用图表、知识点大纲等方法帮助学生构建知识系统,并且进行各种梳理总结。

(二)利用“微粒观”的形成,顺利组织微粒观的应用学习。教师通过以上层层渗透微粒观的教学,在学生头脑中构建起“微粒观”的框架,那么对于后面学习质量守恒定律,溶液,特别是溶液中的各种化学反应(中和反应、复分解反应)时,学生就会相对容易接受和掌握微粒观的应用学习。例如学习复分解反应的实质这一部分知识时,由于教师在前面的教学中,已经帮助学生形成了微粒观,在讲解氯化钡溶液和碳酸钾溶液的复分解反应时,学生就能自主分析这两个反应的实质,即钡离子和碳酸根离子结合变成碳酸钡沉淀。学生就能顺利完成微粒观的应用学习,这也为后续向高等化学学习打好基础。

四、结束语

综上所述,初中科学中的化学知识对于学生们来说是一门全新的课程,是他们深入高等化学学习的基础。微粒观的建构是贯穿整个基础化学学习的重点也是难点。立足微粒观认知的化学教学是应当以“有形建构”来促进“无形建构”,为学生另辟蹊径,使学生避开毫无头绪的表象,从本质上更加清晰地认识微粒世界的各种物质的区别、联系、规律。从而构建更加科学、系统的化学知识体系。另一方面让学生从微观角度去实际解决生活中的问题,使他们从小就养成科学、严谨的科学素养。

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(作者单位:浙江省杭州市杭师大东城实验学校)