劉文靜

摘要： 引導(dǎo)學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)的過程中形成化學(xué)基本觀念，尤其是“微粒觀”的構(gòu)建，是義務(wù)教育階段化學(xué)教育的重要任務(wù)之一。魯教版初中化學(xué)教科書從編排體系到內(nèi)容設(shè)計，以及呈現(xiàn)方式等隨處體現(xiàn)并凸顯著化學(xué)研究問題的獨特視角，這對學(xué)生的化學(xué)基本觀念的形成和思維方式的培養(yǎng)起到了重要作用，也為教師的化學(xué)教學(xué)提供了方向和實踐創(chuàng)新的巨大空間。

關(guān)鍵詞： 微粒觀; 教材設(shè)計; 教學(xué)實踐

文章編號： 10056629（2018）12002805中圖分類號： G633.8文獻標識碼： B

“微粒觀”是一種重要的化學(xué)基本觀念，初中化學(xué)課程力求使學(xué)生在宏觀現(xiàn)象與微觀本質(zhì)間建立一種認識，即自然界中，人們能夠宏觀感知到的一切物質(zhì)都是由極其微小的粒子構(gòu)成，這些粒子雖小，卻真實存在，它們利用相互之間的作用力，使宏觀物質(zhì)世界發(fā)生著千姿百態(tài)的變化。這種觀念的形成對于學(xué)生理解和解釋宏觀的化學(xué)事實和現(xiàn)象，理解化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)，了解化學(xué)符號的意義具有重要的價值。特別是對于初中生來說，微粒觀的構(gòu)建、宏觀與微觀相結(jié)合思維方式的形成是開啟化學(xué)之門的基礎(chǔ)。

由山東省教育出版社出版的義務(wù)教育化學(xué)教科書（簡稱魯教版初中化學(xué)教科書）十分注重微粒觀的構(gòu)建，凸顯化學(xué)學(xué)科的認識視角，讓學(xué)生在循序漸進的學(xué)習(xí)過程中逐漸建立起化學(xué)基本觀念和思維方式，并從中尋得化學(xué)的本真所在。以下結(jié)合自身的教學(xué)實踐談?wù)剬︳斀贪娉踔谢瘜W(xué)教科書微粒觀構(gòu)建的認識與教學(xué)。

1?清晰的主線，讓基本觀念在循序漸進中生長

分子和原子是化學(xué)學(xué)科的兩個核心概念，微粒觀的構(gòu)建也是以這兩個概念的形成為標志的。魯教版初中化學(xué)教科書首先在第一單元第一節(jié)“化學(xué)真奇妙”中“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”主題下就引入了“水分子”、“氫分子”、“氧分子”以及“硅原子”、“鐵原子”等名詞，通過圖片、模型和真實的圖像等呈現(xiàn)形式，利用“先入為主”的心理特點和類比、模型化的方法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)之初就建立這種認識，即物質(zhì)是由分子、原子等極其微小的粒子構(gòu)成的，化學(xué)就是在分子、原子的水平上研究物質(zhì)及其變化規(guī)律的科學(xué)。

緊接著在第二單元“探秘水世界”中，通過具體實例“水的三態(tài)變化”和“水的電解”，討論“水分子在物理變化和化學(xué)變化中有何不同的表現(xiàn)”這一關(guān)鍵性問題，幫助學(xué)生建立對分子概念的理解性認識，即發(fā)生物理變化時，構(gòu)成物質(zhì)的分子本身沒有發(fā)生變化，只是分子的間隔和排列方式等發(fā)生改變，所以沒有新物質(zhì)產(chǎn)生;發(fā)生化學(xué)變化時，構(gòu)成物質(zhì)的分子發(fā)生了改變，變成了其他的分子，所以產(chǎn)生了新的物質(zhì)。在這個過程中，學(xué)生對原子也有了初步的理解性認識，即化學(xué)變化中分子改變，而原子不變。在此基礎(chǔ)上，進入第三單元“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”的學(xué)習(xí)，進一步揭示原子的微觀結(jié)構(gòu)，加深學(xué)生對原子的理解。

魯教版初中化學(xué)教科書就是這樣依據(jù)學(xué)習(xí)者的心理特點和認知規(guī)律，循序漸進地幫助學(xué)生形成微觀的認識，而且這種微觀知識的呈現(xiàn)并沒有停留在原子結(jié)構(gòu)的認識上，而是一以貫之地滲透于整個初中化學(xué)教材中。比如氧氣的性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量有無變化的猜想、氫氣的燃燒和爆炸、氯化鈉的溶解、中和反應(yīng)、粗鹽的提純、食品中的有機物等，教材以身邊物質(zhì)的變化為范例，作為物質(zhì)微粒觀的生長點，演繹出物質(zhì)微粒觀的豐富內(nèi)涵，使學(xué)生通過不斷的學(xué)習(xí)逐漸地建立起這一基本觀念。

最初使用魯教版初中化學(xué)教科書時，我們擔心剛開始學(xué)習(xí)化學(xué)就提出分子、原子這樣抽象的概念，學(xué)生會難以接受，但實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，當學(xué)生看到具體的物質(zhì)和生動的微觀模型圖片聯(lián)系在一起時，他們并未表現(xiàn)出畏難情緒，而是充滿了好奇，當我們用一些搜集的影像資料或多媒體動畫，讓這些小精靈們生動地呈現(xiàn)在學(xué)生眼前時，他們的想象力、理解力超乎意料。例如，第一單元第二節(jié)“體驗化學(xué)探究”的重要教學(xué)目標就是通過蠟燭燃燒實驗，引導(dǎo)學(xué)生敏銳觀察、深入思考，學(xué)會從生活現(xiàn)象中提出化學(xué)問題，這需要學(xué)生知道應(yīng)該從物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途等角度思考化學(xué)問題。剛剛學(xué)習(xí)了一節(jié)化學(xué)課的學(xué)生，頭腦中有沒有、有多少這方面的知識呢？筆者做了一個對照實驗： 筆者在一個班上課時直接開門見山做實驗，讓學(xué)生提問題，結(jié)果學(xué)生的問題非常分散，五花八門，有的甚至提出“蠟燭是誰發(fā)明的？”;在另一個班，筆者首先用圖片的形式回顧了化學(xué)這門學(xué)科的特點——化學(xué)是認識物質(zhì)、改造物質(zhì)、應(yīng)用物質(zhì)的一門科學(xué)，提到認識物質(zhì)時，再次呈現(xiàn)了第一節(jié)中一杯水傾倒出若干水分子，進而放大到一個水分子的那張圖片，意在提醒學(xué)生，物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)是化學(xué)研究物質(zhì)的一個重要視角。在此鋪墊后，將教材中的蠟燭燃燒實驗分為兩個探究活動，先通過觀察點燃、燃燒和熄滅時的現(xiàn)象提出一輪問題，將學(xué)生的代表性的問題呈現(xiàn)于屏幕后，引導(dǎo)學(xué)生分析哪些是化學(xué)問題，以此幫助學(xué)生再次明確化學(xué)研究問題的視角，然后再進行在蠟燭火焰的不同部位橫穿火柴梗和火焰上方罩上涂石灰水燒杯的實驗，觀察并提出第二輪問題。很明顯，學(xué)生從化學(xué)的視角出發(fā)，提出的問題質(zhì)量就有很大的提高，比如，有的學(xué)生提出“蠟燭熄滅時產(chǎn)生的白煙和石灰水變渾濁產(chǎn)生的白色物質(zhì)是由同一種微粒構(gòu)成的嗎？”“紅色的石蠟中含有什么成分？燃燒后石蠟中的微粒變成了什么微粒？”“怎樣設(shè)計蠟燭才能讓每一個分子都充分燃燒？”“加入什么成分能夠讓蠟燭燃燒得更持久呢？”可見，在對教材的合理利用和教師的引導(dǎo)下，學(xué)生是可以形成宏觀與微觀相結(jié)合的化學(xué)思維方式，從而促進其“微粒觀”的形成的。當然，并不是每個孩子在學(xué)習(xí)之初都能夠做到的，觀念的形成也不是一蹴而就的事情，只要教師能夠持之以恒地充分利用好教材資源，設(shè)計好問題與評價，學(xué)生微粒觀的構(gòu)建就不是困難了。

2?獨特的表征，讓思維方式在潛移默化中形成

化學(xué)用語是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的必備工具，但是大量抽象的符號也曾經(jīng)是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的一大障礙，這是因為以往的教學(xué)往往將符號的學(xué)習(xí)與物質(zhì)的認識割裂開來，造成學(xué)生厭學(xué)的后果。魯教版初中化學(xué)教科書在內(nèi)容組織和呈現(xiàn)方面，十分注重“宏觀物質(zhì)—微觀模型—符號表征”相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式，依據(jù)學(xué)生的心理發(fā)展水平，盡可能地引導(dǎo)學(xué)生從宏觀、微觀、符號三重表征的視角認識物質(zhì)及變化，幫助學(xué)生形成化學(xué)微粒觀。

例如，教材第一單元第一節(jié)“化學(xué)真奇妙”中就以圖片呈現(xiàn)了這樣的情景： 一杯清水緩緩倒出，倒出的一滴水中呈現(xiàn)出若干水分子，進而放大一個水分子由一個氧原子和兩個氫原子構(gòu)成，下方緊跟標明水分子（H2O）的符號。再比如，在講解化學(xué)式的意義及物質(zhì)的組成與化學(xué)式的關(guān)系時，教材就穿插了三組圖片（金屬銅、氯化鈉、水及它們的微觀模型和化學(xué)符號），使學(xué)生建立起見到一種物質(zhì)，就去思考“這種物質(zhì)的微觀構(gòu)成是怎樣的，如何用符號來表示它的微觀構(gòu)成”的良好思維習(xí)慣。講解化學(xué)式的意義時，教材則是呈現(xiàn)了一位美麗的小姑娘，手持寫有“H2O”的紙片，站在蔚藍色的大海旁，頭腦中浮現(xiàn)著水分子的模型，在這樣的情景中，學(xué)生就容易理解符號所表示的宏觀與微觀的含義了。

在教材270余幅圖片中，展示物質(zhì)宏觀與微觀、微觀與符號、宏觀與符號以及宏觀、微觀、符號的圖片共計90余幅，約占全書圖片總數(shù)的33%。我們在教學(xué)中充分利用這些素材的同時也嘗試創(chuàng)新。比如，我們讓學(xué)生對實驗臺上的藥品分類擺放，讓學(xué)生觀察物質(zhì)后在試劑瓶的標簽上寫上符號，畫出構(gòu)成該物質(zhì)的微粒模型;我們讓學(xué)生用橡皮泥制作簡單的分子模型，在觀察化學(xué)變化的實驗現(xiàn)象后拼擺模型，感知變化的微觀本質(zhì)，并根據(jù)拼擺的模型書寫化學(xué)方程式，體會符號所蘊含的意義;我們將典型的復(fù)分解反應(yīng)微觀本質(zhì)做成動畫，讓學(xué)生手中的試管實驗與多媒體中微粒的奇妙變化和課本上科學(xué)表征的化學(xué)方程式聯(lián)系在一起。就這樣，一串串枯燥的符號變成了一個個躍動的精靈，訴說著化學(xué)物質(zhì)及其變化的神奇奧妙。“見著知微”、“見微知著”的融合是一種高效的學(xué)習(xí)元素化合物的方法。這是兩個相反的學(xué)習(xí)視角，但卻是相輔相成的，引領(lǐng)學(xué)生宏觀感知、微觀分析加之科學(xué)的符號表征，學(xué)生才能深刻理解物質(zhì)變化的本質(zhì)，進而才能利用這種道理或規(guī)律改造或應(yīng)用物質(zhì)。

3?形象的圖片，讓師生的創(chuàng)造靈感在教學(xué)中迸發(fā)

魯教版初中化學(xué)教科書是一本生動有趣的教科書，它的插圖豐富多彩、內(nèi)容生動，學(xué)生愛不釋手，教師也從中受益。比如： 學(xué)習(xí)氧氣的性質(zhì)時，有一個思考題“木炭、鐵絲、蠟燭在空氣中反應(yīng)與在氧氣中反應(yīng)劇烈程度明顯不同，原因是什么呢？”，如果學(xué)生僅僅從氧氣濃度不同來解釋，還不能點透現(xiàn)象差異的實質(zhì)性原因，即單位體積內(nèi)微粒數(shù)目的差異。學(xué)生很難想象這個情景，教師直接講解也很枯燥，而教科書適時地插入一幅圖片，就幫助師生輕松化解這一難點。這幅圖片中有兩個集氣瓶，一瓶畫著代表空氣組成的氮分子和氧分子模型，另一瓶畫著代表純凈氧氣的氧分子模型，每瓶中都有一塊碳原子的聚合體，代表燃燒的木炭，這樣學(xué)生有了思考的方向，在啟發(fā)交流下，就不難得出“物質(zhì)跟氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，單位體積的空間里氧分子數(shù)目越多，反應(yīng)物微粒碰撞幾率越大，反應(yīng)就越劇烈”的結(jié)論。這樣的學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)孩子的抽象思維，發(fā)展學(xué)生深層次的理解能力。

這些生動形象的圖片資源，給予了教師對課本素材再創(chuàng)作的靈感。筆者執(zhí)教過一節(jié)公開課“燃燒與滅火”，通常教學(xué)是通過實驗探究燃燒的條件，如觀察白磷、紅磷在熱水中及空氣中的燃燒情況，這樣會增加學(xué)生對白磷、紅磷與氧氣反應(yīng)這個素材本身的認知負擔，而影響對燃燒本質(zhì)的認識水平。鑒于學(xué)生對燃燒與滅火有著豐富的生活常識，歸納燃燒條件與滅火方法不成問題，因此筆者把著力點放在了對燃燒反應(yīng)的微觀本質(zhì)分析，使學(xué)生從微觀上理解燃燒發(fā)生與停止的原因。受課本中木炭在氧氣中燃燒的圖片的啟發(fā)，在學(xué)生通過實驗嘗試增大氧氣濃度、增加反應(yīng)物表面積等方法后，利用微觀動畫啟發(fā)學(xué)生思考這些方法促進燃燒的本質(zhì)原因，即增加了反應(yīng)物微粒的碰撞幾率。

在乙炔素材的應(yīng)用中，將乙炔充分燃燒與不充分燃燒的宏觀視頻與微觀模型分析以及反應(yīng)方程式中分子數(shù)目關(guān)系放在一起呈現(xiàn)，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)反應(yīng)物分子數(shù)目比不同，反應(yīng)產(chǎn)物分子也不同，反應(yīng)能量變化也不同。整節(jié)課學(xué)習(xí)，學(xué)生自然感受到大千世界的無數(shù)生靈中，只有人類才能有意識地利用燃燒、控制燃燒，控制的利器就在于人類掌握了反應(yīng)的微觀本質(zhì)。不僅如此，通過遷移其他化學(xué)反應(yīng)，學(xué)生也會意識到人們通過控制反應(yīng)條件以及反應(yīng)物的量使反應(yīng)向著有利于人類的方向進行，從而使化學(xué)反應(yīng)更好地服務(wù)于人們生活。這樣學(xué)生對化學(xué)科學(xué)的價值認可就不言而喻了。

4?生動的語言，為學(xué)生開啟微觀想象力的大門

教材中學(xué)習(xí)內(nèi)容的呈現(xiàn)僅有圖片是不夠的，更需要科學(xué)生動的語言引領(lǐng)，尤其是微粒觀的構(gòu)建，需要用語言將學(xué)生的思維領(lǐng)入奇妙的微觀世界。魯教版初中化學(xué)教科書在圖文的搭配中就十分注重語言的感染力。

比如第三單元“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”章前圖，這是一幅以黑色為底色，藍色光束和微粒構(gòu)成的電子云圖片，圖上配有一段話： 蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ)物質(zhì)，可是你能想到嗎，結(jié)構(gòu)看似復(fù)雜的蛋白質(zhì)大分子僅僅是由幾類原子作為“基本單元”結(jié)合形成的。這些微小的“基本單元”不過一百多種，然而它們卻組成了我們周圍的一切，乃至整個宇宙！從古希臘的古代元素觀，到近代原子結(jié)構(gòu)模型，直至今天的人工合成元素，人類從來就沒有停止過對物質(zhì)世界構(gòu)成規(guī)律的探索，這樣的探索和努力為我們帶來的不僅僅是對宇宙的基本認識，更是對生命的深入理解。

這段話生動簡練地描述了原子、元素的關(guān)系以及研究它們的價值，配以圖片的神秘色彩，使學(xué)生不禁產(chǎn)生了對科學(xué)的敬畏和探索微觀世界的興趣。

再比如： 在本單元第一節(jié)“原子的構(gòu)成”的“挑戰(zhàn)自我”欄目中，教材以“李濤同學(xué)撰寫的心目中的原子的短文”為范例，讓學(xué)生分析并描述出自己想象中的原子。范例中的語言生動極具感染力，“……它們隱匿于世間萬物之中，現(xiàn)身于分子、離子大家庭，在化學(xué)變化的‘戰(zhàn)場縱橫馳騁……”“……它們亙古即有，雖滄海桑田，但生命不絕。任憑大自然極盡風(fēng)雨雷電之能，小小的身軀與地球并生、與日月同在、與宇宙共休戚。人們稱呼它們?yōu)椤樱氡厥撬鼈兇碇钪娴某跏及伞薄?/p>

在這種語言的感染下，學(xué)生也紛紛樂于寫出對原子的認識。比如，有學(xué)生寫到：“原子在人們心目中曾經(jīng)是一個實心的小球，也曾經(jīng)是一塊完美的蛋糕，可現(xiàn)在我們看到那是一個美麗的星系，它有一個充滿能量的核心，微小的電子與它惺惺相惜?！边€有學(xué)生寫到：“宇宙有多大？它大到無邊。原子有多??？它小到無限。我們將宇宙無限放大，最終能看到的是構(gòu)成它的一個個原子，我們將原子繼續(xù)放大，呈現(xiàn)在我們面前的又是一個神奇的宇宙！”生動的語言的確能夠激發(fā)學(xué)生超乎尋常的想象力，我們不要低估學(xué)生的抽象思維能力，只要給予恰當?shù)囊龑?dǎo)，學(xué)生想象力的大門一旦開啟，能帶給我們許多意外的驚喜。

筆者在教學(xué)中也十分注重提煉自己的語言，盡量用生動有趣的語言幫助學(xué)生理解抽象的微觀本質(zhì)。比如學(xué)習(xí)了酸和堿的性質(zhì)，筆者設(shè)計了一節(jié)拓展實驗課“美麗的堿——氫氧化銅的產(chǎn)生與消失”，目的一是讓學(xué)生通過實驗的感性認識和微觀分析，掌握該實驗中化學(xué)變化的本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生宏觀與微觀相結(jié)合的思維方式;二是利用語言的感染力，讓學(xué)生感知化學(xué)變化之美以及元素守恒的道理。具體設(shè)計如下：

[師]同學(xué)們，剛才我們完成了氫氧化鈉溶液與氯化銅溶液的反應(yīng)實驗，你能描述你看到的現(xiàn)象嗎？

[生]產(chǎn)生藍色的絮狀沉淀。

[師]是什么微粒的結(jié)合造就了這美麗的現(xiàn)象呢？大家觀察一個微觀動畫，想一想該反應(yīng)的微觀實質(zhì)是什么？

[生]銅離子和氫氧根離子結(jié)合，生成了氫氧化銅沉淀。

[師]看來水分子的作用力不足以解離銅離子和氫氧根離子，那么什么微?？梢愿淖兯鼈兡?？

[生]氫氧根離子可以和氫離子結(jié)合生成水分子，這是中和的原理，所以可以試試加入酸。

[師]同學(xué)們看到現(xiàn)象能從微觀的角度出發(fā)分析實質(zhì)，說明具備了“見著知微”的思維能力。而且能從離子的性質(zhì)思考，想出解決問題的方法，則說明掌握了“見微知著”的本領(lǐng)，這是我們學(xué)習(xí)化學(xué)的一大利器。下面就用稀鹽酸驗證一下你們的猜想，看看會有什么神奇的現(xiàn)象發(fā)生。

[生]向形成氫氧化銅沉淀的試管中逐滴加入稀鹽酸，觀察現(xiàn)象。

[師]美麗的堿氫氧化銅華麗地現(xiàn)身又悄然消失，老師用這段話表達我的感受：“當藍色絮狀沉淀躍然試管底，銅離子與氫氧根再也不分離，可當清澈如水的鹽酸悄悄滑入，那凝固的美麗瞬間煙消云散。中和的力量難以抗拒，風(fēng)卷云襲過后，平靜的藍慢慢淡出。世間萬物變化多端，唯有那元素堅守著永恒！”同學(xué)們，你能否從離子的角度描繪出氫氧化銅的產(chǎn)生和消失的過程？談?wù)勀銓瘜W(xué)變化的認識呢？

[生]描寫對實驗的本質(zhì)分析和認識。

……

在教師語言的示范引領(lǐng)下，學(xué)生寫出了超越教師的精彩文字。有位學(xué)生這樣描述： “粒子析分，重合，直到Cu2+終于與OH-化合成了美麗的堿——Cu（OH）2。像是藍色的沉降而下的霧，像是鳥類翼下幽艷的絨。奇妙，不可方物！”另一位同學(xué)這樣寫道：“看似變化的物質(zhì)其實并沒有改變本質(zhì)，只是元素重新?lián)Q位組合罷了。就像生活中的好多事，事情的本質(zhì)可能真的沒有看起來那么復(fù)雜，有時換一種方式、換一下心情，可能會簡單多了呢！”還有一位同學(xué)在文章的結(jié)尾中寫道： “這里是元素的世界，不停循環(huán)，相同的粒子在不同的時間扮演著不同的角色，這一秒是滄海，下一秒便是桑田……”從學(xué)生的文字來看，該反應(yīng)的現(xiàn)象給學(xué)生的視覺震撼力很強，化學(xué)變化之美溢于言表，有孩子還為此編寫了歌詞，對化學(xué)的喜愛可見一斑。同時學(xué)生對化學(xué)變化本質(zhì)的認識也有所提高，甚至能聯(lián)系到為人處世之道。一個小小的實驗，能給學(xué)生的心靈以觸動，幫助其科學(xué)地認識物質(zhì)及其變化的規(guī)律，將來他就可以運用這些道理判斷和處理問題。相信語言的力量，專業(yè)而生動的教學(xué)語言能點燃學(xué)生內(nèi)心探索科學(xué)奧秘的那顆火種，學(xué)生在探究、交流、思考、表達中學(xué)習(xí)化學(xué)、構(gòu)建化學(xué)觀念就不再是難不可及的事情了。

初中化學(xué)教學(xué)的根本任務(wù)就是借助基本的化學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生形成對物質(zhì)世界組成與變化的基本認識，掌握獨特的分析與解決問題的方法，樹立正確的科學(xué)倫理觀念與不斷探索的科學(xué)精神，學(xué)會遵守科學(xué)規(guī)范并養(yǎng)成良好的、科學(xué)的生活習(xí)慣。所以，在筆者看來，這些看待和研究物質(zhì)世界的基本化學(xué)觀念和思維方式，以及正確的價值取向，就是化學(xué)教學(xué)的“本真”所在。十余年與魯教版初中化學(xué)教科書的相伴，讓筆者更加堅定了“觀念為本”的化學(xué)教學(xué)理念。一個人的成長過程，是對身邊的世界由認知到認同，進而形成意識的過程。而我們所追求的化學(xué)教學(xué)的本真，就是最終在孩子頭腦中形成的化學(xué)意識，當知識內(nèi)化為信念，外化為行為時，這種最本真的東西將會影響孩子的一生。

參考文獻：

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