初高中化学衔接教学中学生微粒观的培养

莫蕙伊

[摘要]微粒观是化学基本观念的重要内容，是学生理解化学概念、把握化学知识的基础。在初高中化学衔接教学中，教师可通过问题驱动、化学实验、情境创设等教学手段，培养学生的微粒观，提高学生的化学素养。

[关键词]微粒观；衔接教学；初高中化学

[中图分类号]G633.8 [文献标识码]A [文章编号]1674-6058（2017）05-0082-02

一、问题的提出

《普通高中化学课程标准（实验）》指出：“化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学。”新课程标准非常注重学生化学观念的养成，“微粒观”是重要的化学观念之一。“微粒观”作为一个重要的化学基本观念，对学生在学习过程中正确地认识物质的组成，理解物质的化学变化，掌握物质的化学性质，了解化学符号和化学用语的意义等都具有深远的影响。在初中化学学习阶段，物质微粒观为学生开辟了一条新的学习思路，指出了一种全新的思维方法，而高中化学则注重对微粒观的具体运用和思维的提升。因此只有让学生切实建立了“微粒观”，从微观视角认识和考察物质世界，才能为学生今后的学习和发展打下坚实的基础。

通过初中化学的学习，学生知道物质是由分子、原子、离子等微粒组成的，了解了微粒很小，微粒不是静止的，微粒间能够互相作用以及元素符号、化学式和化学方程式等知识。但这只是对物质的微观世界有了初步认识。高中化学会涉及物质的量中微粒的计算、电解质在溶液中存在的形式、离子反应中离子的重新结合、氧化还原反应中电子的转移等，这些知识既是高一化学学习的重点，又是学习的难点。许多学生由于在初中阶段的学习中，没有形成一定的“微粒观”，所以学习高中这部分内容时，会存在思维障碍，形成知识盲点，进而对化学学习产生畏难情绪。因此，如何在初高中化学衔接教学中培养学生的微粒观，为学生扫除学习障碍，是我们在教学过程中要探讨和解决的问题。

二、初中生对“微粒观”认识的缺陷

初中化学教学的一个重要任务就是教会学生从微观的角度认识自然界物质的变化，建立起对宏观物质的微粒性认识，形成对物质性质及其变化的科学认识。初中化学教学中物质微粒观的基本要点有：（1）构成物质的粒子是极其微小的；（2）物质是由分子、原子、离子等基本粒子构成的；（3）微粒之间存在一定的间隔；（4）微粒处于永不停息的无规则运动中；（5）微粒之间存在相互作用。

在初中化学教学中，对于物质的微观性认识强调较多的是前四点，学生在经过学习之后，基本都能清楚地记忆“分子运动论”等相关微粒知识，而往往会忽视“微粒间存在相互作用”这一根本观点，造成学生在进入高一化学学习时，虽然学习了大量化学知识，但却难从微观的角度理解并解释许多宏观变化和现象的原因。在高中教学实践中，经常会发现这样的问题：学生虽然能够描述许多宏观变化和现象，但却不具备相应的微观认识，也就是当把微粒知识运用于具体情境时，学生就不能全面、科学地分析出问题的本质。这就说明，初中生对微粒知识掌握程度还是以识记为主，没有真正理解物质微粒观的内涵。当出现一个新的情境要运用分子、原子、离子的观点去解释时，学生就不知该从哪些方面回答，也不知道回答的要点是什么。究其原因是，在初三化学的入门阶段，从学生学习的角度来看，学生只是机械地记忆这些知识点，而不是根据观察到的现象做出合理的科学推论。初中生对“微粒观”认识的缺陷，必然会影响到学生对高一化学中物质的量、电解质、离子反应和氧化还原反应等涉及“微粒观”的内容的学习。

三、初高中化学衔接教学中培养学生微粒观的措施

1.借助问题驱动深化学生对微粒知识的认识

由于中考对学生微粒知识的考查要求比较低，只要求知道构成物质的微粒是什么，构成原子的微粒是什么，看得懂和会书写一些微粒的元素符号或化学式就可以了。所以，学生头脑中的“微粒观”比较欠缺，尤其到了高中学习“物质的量”和“离子反应”的有关知识时，这种缺陷表现得更加突出。因此，我们在高一教学过程中，若涉及微粒知识的学习，应该设计有层次的问题，帮助学生回顾初中所学的一些微粒知识，并通过问题的解决进一步深化学生对微粒知识的理解和掌握，从而为新知识的学习打下基础。例如，在学习“电解质”概念时，在做完氯化钠溶液、盐酸、氢氧化钠溶液和蔗糖溶液的导电性实验后，我们可以设计以下问题。

问题1：为什么氯化钠、氯化氢、氢氧化钠的水溶液能够导电，而蔗糖的水溶液不能导电？

问题2：氯化钠、氯化氢、氢氧化钠和蔗糖在水溶液中是以什么形式存在的？

问题3：溶液导电的条件是什么？

通过对问题1和问题2的讨论和分析，学生知道溶液能够导电的原因是溶液中有可以自由移动的离子。氯化钠溶于水会变成钠离子和氯离子，氯化氢溶于水会变成氢离子和氯离子，氢氧化钠溶于水会变成钠离子和氢氧根离子，所以它们的水溶液可以导电。但是，蔗糖在水溶液中还是蔗糖分子，不会变成离子，所以其水溶液不能导电。从微观的角度对电解质导电原因进行分析，可让学生知道电离的本质。接下来解决问题3，通过讨论分析学生可以得出，溶液能导电是因为溶于水的物质可以电离出离子，从而进一步引出“电解质”的概念。

2.利用實验引导学生用微粒观解释宏观事实和现象

在基于物质微粒观培养的教学中，我们希望学生的学习能在“现象本质”“宏观微观”的动态转换中进行，在学习中始终能把握现象本身和现象之间的实质性联系。当学生头脑中“现象本质”“宏观微观”的转换越来越迅速，联系、认识、理解宏观现象的能力越来越强时，这些转换、联系就能不断地迁移、深化，抽象成孤立于具体知识之外，又能指导具体知识学习的物质微粒观，达到我们期望的学习目标。化学是一门以实验为基础的学科，通过这一系列的实验探究、问题的推进和解决，不仅可以帮助和发展学生初步形成研究物质性质的一般思路，还能加深学生对微粒观的认识，尤其是一些抽象的、难以掌握的化学知识，通过实验可以加深学生对微观世界的认识。例如，为了帮助学生更好地理解和建构“离子反应”的概念，我们可以利用好高中化学必修1第31页的实验2—1的实验素材。为了让学生能观察到更为明显的实验现象，我们可以把教材实验中的硫酸钠溶液改为硫酸铜溶液。接下来，我们可以设计以下教学片断。

演示实验1：向盛有2mL的硫酸铜溶液的试管里加人2mL的氯化钾溶液。

问题1：硫酸铜溶液中有哪些离子？氯化钾溶液中有哪些离子？

问题2：把硫酸铜和氯化钾混合在一起，离子会重新结合生成新的物质吗？实验中的哪些现象可以证明你的想法？

通过观察实验现象和结合问题的思考，学生不难得出，溶液颜色依然为蓝色，观察不到其他现象，没有新物质产生，所以这两物质电离出的离子之间并没有发生反应。

演示实验2：向盛有2mL的硫酸铜溶液的试管里加入2mL的氯化钡溶液。

问题1：请分析混合前，硫酸铜和氯化钡溶液中分别有哪些离子？

问题2：两种溶液混合后，观察到什么现象？并从微观的角度解释原因。

问题3：离子之间发生反应的条件是什么？

问题4：若离子间能发生反应，你能用符号表征吗？

在这个实验中，学生会观察到有沉淀产生，溶液呈蓝色，说明发生了化学反应。我们可以继续追问：“那么，是否溶液中的离子都相互反应了呢？沉淀是什么物质？”通过教师的问题提示，学生可以分析得出：溶液呈蓝色，说明溶液中的铜离子没有参加反应，参加反应的是钡离子和硫酸根离子，生成硫酸钡沉淀。这时，我们便能自然地引入“离子反应”的概念，完成“现象本质”“宏观微观”的动态转换。接下来，分析反应实质，写出离子方程式，完成“微观符号”的转化。

3.创设物质微粒观形成的情境，培养微观意识

由于学生缺乏社会生产生活经验，在化学学习的过程中，只会一味地记忆知识，在遇到实际问题时不能提取出有效的知识解决问题，不能运用微粒知识解决问题，这也是学生物质微粒观培养和发展过程中遇到的问题之一。在基于物质微粒观培养的教学中，我们希望通过情境教学，能让学生明确学习微粒知识的目的，培养微观意识，认识到微粒知识可以用于解决哪些实际问题，自己原有的关于微粒的认识存在哪些偏差，面对实际问题的时候如何能动地运用微粒知识解决问题。只有在真实的情境中，结合自身已有的认识，通过多重感知，学生才能将抽象、陌生的知识内化为观念，让新的知识在头脑中动态生成。

例如“物质的量”的概念教学，“物质的量”属于"32具性”概念，是宏观与微观联系的桥梁，在化学计算中处于核心地位。“物质的量”对学生来说是一个陌生、抽象的概念，让学生生硬地记忆物质的量的定义、机械地背诵公式是毫无意义的。我们要让学生真正地理解物质的量是搭建宏观与微观的桥梁，运用好物质的量可以简化我们的运算。此时，我们可以创设情境帮助学生理解“物质的量”的含义。如让学生思考：“一滴水中大约含有十五亿亿个水分子，你可以用什么办法得出这杯水所含的水分子数？”学生已经具备一定的微粒知识，可以顿悟出，个体微小而数量又非常巨大时，单纯的计量数目就显得很不方便，而且失去实际的意义。这时微粒个数的多少就需要用一个适当的量去作为基准。但这个标准该如何确定呢？接下来，教师提供信息：给出“物质的量”的概念，即一定量物质中含有的一定数目粒子集体的多少的基准为1 mol。看到1 mol，学生此时会联想到生活中的一打、一箱等集合的计数方式。“一打”的具体数量是12个，让学生猜测1 mol的具体数量是多少，从而引出阿伏加德罗常数：经实验测定得出1 mol含有的微粒数目是6.02×10²³个，我们把这个数称之为“阿伏加德罗常数N^”。这个情境不仅能帮助学生理解定义，还可以帮助学生将这个物理量所蕴含的“化零为整”的思想运用到现实生活中。在教学中，我们应注意运用各类情境，使学生在运用微粒知识的過程中感受微粒知识的重要性，增强学生主动运用微粒知识、培养微观意识的自觉性。

总之，学生化学基本观念的培养是新一轮化学课程改革的重要目标。微粒观是化学基本观念的重要内容，是学生理解化学概念、把握化学知识的基础。在初高中化学衔接教学中，教师可以通过问题驱动，利用化学实验、生活或生产实例，创设情境等教学手段，培养学生的化学微粒观，加深学生对化学知识的理解，更好地从思维层面建构化学知识，促使学生的创新思维和能力得到更进一步的发展，提高学生的化学素养，为后续“弱电解质的电离平衡”“化学平衡”“盐类的水解”以及有机化合物等高中教材中有关微粒知识的学习打下坚实的基础。

（责任编辑 罗艳）