化学微粒观启蒙教学初探

王雅倩　韩星　苏毅严

【摘 要】以九年义务教育化学课程性质及课程内容标准中对化学微粒观的目标要求为指导，结合知识的发生顺序、学生的认知过程及心理发展顺序对化学微粒观启蒙教学从目标设计及目标分级、实验优化设計、注重学生思维转变等方面完成了教学设计和课堂教学实践，反思了教学实践过程中有待提升的地方。

【关键词】化学微粒观；启蒙；实验

【基金项目】本文系西安文理学院大学生创业创新项目“中学化学探究性实验教学设计与创新”（项目编号：201738）的阶段性成果。

中图分类号：G632.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2017）31-0059-03

九年义务教育化学课程性质可用“基础性、探究性及发展性”概括。本阶段化学课程应给学生提供未来发展所需要的最基础的化学知识和技能，使学生从化学的角度初步认识物质世界，提高学生运用化学知识和科学方法分析、解决简单问题的能力，为学生的发展奠定必要的基础。教师在教学中应创设以实验为主的科学探究活动，激发学生对科学的兴趣，使学生在主动观察、实验和交流讨论中学习化学知识、提高科学探究能力。即在引导学生学习化学事实性知识的同时，更应促使学生形成基本的化学观念。目前，国内学者研究提出了九年义务教育化学课程在实施的过程中，应促使学生初步形成变化观、分类观、守恒观、元素观、微粒观、实验观、化学价值观等。“中学化学探究性实验教学设计与创新”项目组在西安西电中学科学实验班进行教学实践研究的过程中，注重以九年义务教育化学课程性质为指导，结合观念建构教学思路，在学生观念形成方面进行了教学探索。本文主要介绍该项目组在对学生进行化学微粒观启蒙时进行的探索工作。

一、研读课标，理解内容标准

世界是物质的，物质是由微粒构成的，化学则是一门研究物质的组成、性质、结构和变化规律的自然科学。九年义务教育化学课程的主要任务之一，是让学生在积累一定量的化学事实性知识（是指元素及其化合物的性质、制法、用途及与社会生活、工农业生产及科技发展紧密相关的化学知识）的基础上，初步形成基本化学概念和原理等理论性知识。因构成物质微粒的不可见性及微粒概念的抽象性，所以只有引导学生结合已有的生活经验，通过实验探究、科学想象的方式形成分子、原子、离子等概念并梳理它们之间的关系，进而初步形成化学微粒观。为完成上述课程任务，项目组成员首先研读《九年义务教育化学课程标准》（2011版）（以下简称课标），为设计有效的教学方案做准备。

课标中的内容标准关于微粒观的形成教学具体要求有，认识物质的微粒性，知道分子、原子、离子等都是构成物质的微粒；能用微粒的观点解释某些常见的现象；知道原子是由原子核和核外电子构成的；知道原子可以结合成分子、同一元素的原子和离子可以互相转化，初步认识核外电子在化学反应中的作用。

上述具体要求由浅入深，由表及里，环环相扣，层层推进，符合学生的认知规律，同时为学生后续深入学习氧化还原反应、化学键等理论知识做好铺垫。

二、分析教材，明确目标分级

有效的教学设计同时符合三序：知识的内在逻辑顺序、学生的认知过程及学生心理发展顺序。九年级学生一般的认知过程要经历感知、记忆、思维、言语及想象，他们的记忆水平处在人生的最高峰，是以感性思维为主但又是由感性思维转向理性思维的重要时期。

我们在设计教学方案时，先认真分析教材。学生样本使用的教材是科学出版社与广东教育出版社出版发行的《义务教育教科书·化学·九年级（上册）》，该教材在知识内容的编排上，知识点之间存在较好逻辑顺序；在知识的呈现方式上符合学生的认知过程及学生的心理发展顺序。例如在“物质的变化”主题中隐含着“为什么物质的变化要在一定条件下发生？为什么水会有三态变化？”在“空气的成分”主题下，专门设置了让学生解决的问题“你能捕捉到看不见摸不着的空气并证明它的存在吗？”这两个主题渗透的上述内容，就是先让学生形成“宏观物质是由看不见的微粒构成的，这些微粒是真实存在的”。而“物质性质的探究” 主题除了让学生初步体验科学探究的主要步骤外，还想让学生意识到从化学实验中可以化学知识。这些内容的安排就是让学生在感知一定量的化学现象基础上，运用感性思维直接形成物质变化的相关概念，并为接下来尝试运用理性思维建构化学微粒观做好了铺垫。后面紧接着编排了“构成物质的微粒（I）——分子”“构成物质的微粒（II）——原子和离子”两个主题，前者虽然还是先呈现实验然后再给出关于分子概念、分子基本性质的结论，这些需要学生通过观察宏观实验现象进行想象思维方可获得，这是由感性思维向理性思维的过渡；后者关于原子的概念、原子的构成、离子的概念，则完全靠想象思维及逻辑推理才能建立起来，是对学生理性思维的强化训练。上面的分析同时说明了教材编排的知识点之间符合由表及里、由现象到本质的逻辑关系。

接下来，结合课标要求及教材分析结果我们设计了教学目标，并将教学目标进行了分级安排，具体见表1。

三、 结合分级目标，优化实验设计

完成了教学目标的设计与分级，我们对教材中提供的实验素材进行进行了优化设计，以更符合学生的认知水平及知识点的发生顺序。

课题“物质的变化”主要目标是让学生在明确物理变化和化学变化基本特征的基础上形成物理变化和化学变化的概念。为此教材设置了十个与变化有关的实验或实事：喷雾写字、火柴梗被折断，水的三态变化、石蜡熔化成液态蜡油、家中窗户上的玻璃被风吹落摔碎、火柴梗燃烧、镁条燃烧、气体生成、颜色变化及沉淀生成。我们的教学既要达成本课题的主要教学目标，又要将“物质的微粒性”渗透进去，在教学设计时对教材提供的素材进行了优化。喷雾写字虽然能引起学生的兴趣，但其变化原理比较难理解，将它移到二氧化碳性质探究部分。火柴梗被折断，水的三态变化、石蜡熔化成液态蜡油、家中窗户上的玻璃被风吹落摔碎、火柴梗燃烧等都是学生熟悉的生活经验，我们设计了“请说说你日常看到的物质变化现象并根据某种标准对这些理解进行分类”问题，不但激活了学生主动学习的积极性，还使学生收集到更多物质变化的信息。课堂上只做镁条燃烧、气体生成、颜色变化及沉淀生成等实验。优化后的设计高质量地达成了本课题的教学目标。随后我们重新加入两个实验：塑封袋里酒精的两态变化及酒精的燃烧，设置两个问题：（1）密封的塑封袋里原本有一滴酒精，放进开水中一段时间后，密封的袋子鼓了起来，却看不见那滴酒精，冷却后塑封袋形状恢复，酒精又出现了。为什么？（2）在开水中酒精变化气态，但点燃时却看到变成了水，为什么？以启发学生认识到物质是由看不见的微粒构成，并为学生后面建构“化学变化中分子可分”观念做准备。

按分级目标，课题“空气的成分”教学中，我们要让学生认识到微粒是真实存在的。在课题进入空气里氧气含量的测量之前，我们把教材“你知道吗？”栏目中的问题转换成学生自己能够完成的简单有趣探究实验并用问题呈现出来：给你一个真空塑封袋，请想办法证明空气的存在？请你左右挥动你的手，发现手有什么感觉？这两个看似简单的实验一下子提起了学生的兴趣，他们真切地感受到微粒虽然看不见但的确是存在的。然后让学生用装有水的集气瓶收集空气，把探究引向空气中氧气含量的测定。

课题“构成物质的微粒（I）——分子”中的知识虽然抽象，但通过增强实验直观性的设计，让学生的直观感知与抽象知识间建立起比较紧密的联系，有利于学生微粒观的形成。具体设计见表2。

四、指导学生根据实验，展开合理想象

课题 “构成物质的微粒（II）——原子和离子”中的内容更为抽象，与学生的直观感知联结困难。我们给学生提供直观或间接的实验过程和现象，再补充一些微观示意图，引导学生展开合理想象，再结合已有知识经验进行逻辑推理，收到了比较满意的效果。具体设计见表3。

五、教学实践反思

在项目指导教师的引导下，我们有比较新颖且符合初中生心理特点的教学设计方案、较完善的实验教学分组制度及能保证实验探究的仪器及试剂，所以教学效果比较接近预期设定。但由于我们缺乏课堂教学实践经验，在课堂教学内容的量、度、情、法及知识准确性的把握上不能很好地与学生的学习实际情况结合，课堂调控能力相对薄弱。所以，作为初上讲台进行教学实践研究的新手，必须做到：课前，从教学目标、教学方法、教學过程等方面吃透教学设计方案；教学过程中，严格按教学设计方案进行，遇到不能解决的问题可及时引导学生回到本节课的教学目标来，并告诉学生课后继续探讨，不可随兴发挥，引起课堂失控；课后及时反思，发现课堂教学过程中存在的问题并探讨解决方法，为后续的教学提供参考。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.九年义务教育化学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2011.

[2] 王军翔主编.追求包含学科意义的中学化学教学[M].陕西：陕西师范大学出版总社，2016：56-63.

[3] 刘知新.化学教学论[M].北京：高等教育出版社，2009：254-255.

（编辑：胡 璐）