基于初中生化学“微粒观”形成的几点思考

■江苏省如皋市实验初中化学组 黄网生

化学“微粒观”就是以微观视角思考和解决化学问题。化学是在分子、原子层次上研究物质的性质、组成、结构与变化规律的基础自然科学，可见化学学科特点就是从微观粒子的视角（即分子、原子层次上）解释实验现象、研究化学反应原理、揭示化学反应本质。

刚刚由八年级升上来的学生正处于形象思维能力较强，抽象思维能力还未能占据主导地位的心理阶段，这些孩子更倾向于结合以往的生活体验和学习经验，从物质物质发生的变化和物质的性质等宏观的、易感知的视角认识世界。当他们遇上化学这门学科，常常会被许多新鲜有趣的实验现象吸引，但往往又为答非所问、文不对题而苦恼。

如何通过九年级一年的学习让学生从微观的角度研究物质发生的变化，并运用适当的符号科学而准确地表达出来？即如何促进初中生“微粒观”形成，这是九年级化学教师需要认真思考的问题。为此，我结合自己的教学实践进行了一些尝试，现将心得与体会总结如下，希望得到同行和专家的批评指正。

一、及早接触，播下形成“微粒观”的种子

在化学课上，通过形象生动的比喻，营造适当的情境，让学生体会化学学科特点。一方面激发了学生的学习兴趣，另一方面渗透了物质是由各种不同的粒子构成的。以人教2012 版九年级化学教材为例，我在教学中用PPT展示了一杯水的图片，模仿一些课堂片段，让学生猜：这是哪门学科老师在上课？

片段1：日出江花红胜火，春来江水绿如蓝。

片段2：这杯水呈圆柱形，我们可以根据圆柱的底面积和高求算出它的体积。

片段3：Read after me：“water”.

片段4：杯中装的是纯水，它的密度是1.0×103kg·cm-3。

片段5：此水取自北纬36°40°、东经117°00’，有“天下第一泉”美称的济南趵突泉。

片段6：此杯水洁净无菌，没有衣原体和支原体等致病因子，可以安全饮用。

那么，如果是化学教师在上课，会讲什么呢？在化学教师的眼里，这杯水又是怎样的呢？

片段7：利用PPT，结合下图（图1）的动画，逐步展示下列内容：

（1）水；（2）细看还是水；（3）从分子、原子的角度看，水是由水分子构成的；（4）每个水分子又是由两个氢原子和一个氧原子构成的。看看我们教材的封面图片，上面红白相间的是什么粒子？

通过以上的对比举例，可以让学生初步感受到化学与其他学科的不同，体会从“微粒观”的视角认识物质世界的特点。

及早接触微粒模型，既可以分散难点，又可以尽早播下探索“微观世界”的兴趣种子。在后续教学中，可以具体物质（如氧气、水）发生的化学反应过程为例，结合PPT展示的动画或模型，让学生从微观粒子的角度感受化学反应过程，比较反应前后微粒如何发生改变，这样可以在潜移默化中为学生播下“微粒观”种子。

二、持续发力，培养运用“微粒观”思考问题的习惯

毕华林教授指出：从宏观、微观和符号三种表征水平上认识和理解化学知识，并建立三者之间的内在联系，是化学学习特有的思维方式。运用三重表征的方式学习化学，能增进学生对化学知识的理解，提高学生分析和解决化学问题的能力。有了前面播下的“微粒观”种子，在后续进行的化学实验中，对较简单的实验，教师可以在进行课堂小结时增设从微观的角度认识这一变化的环节。

如：《第一单元 课题1》中“水的沸腾”实验，学生可通过PPT制作的动画体验水沸腾前后水分子本身不变，变化的是水分子间的间隔，同时将水分子的名称与符号标注在旁边（如图2），让学生体会水受热变成水蒸气实际上是水分子间的间隔变大引起的。

对于其他的实验，也可按相同方法制作动画：如可燃物在氧气中燃烧的实验中，可通过动画比较液氧变成氧气的变化与碳在氧气中燃烧这两个变化前后的粒子变化，让学生体会到这两种变化的本质不同。在《氧气的制取》这一课题中，可以通过动画展示工业制氧与在实验室用过氧化氢制取氧气的微观示意图，体会物理变化与化学变化前后的分子、原子再分情况的不同。

这些动画的制作虽然会花费教师大量的准备时间，但是与后面学生觉得分子、原子的概念抽象、难理解相比，这些努力都是值得的。采用这种持续渗透“微粒观”方法的优点是：1.可以有效地分散难点，化抽象的空想为具体可见的模式。2.可以在不断的应用过程中逐渐使学生树立起化学变化中分子会再分，而原子不会再分，但会重新组合的科学的“微粒观”。3.这样做不会占用太多时间，最多2分钟。

在执行时，要尽量做到在每一节新课中都能让学生接触到运用“微粒观”分析物质的变化，并同步在粒子动画示意图旁标注物质的构成、粒子的名称与符号，经过教师多次的示范与引领，逐步培养学生运用“微粒观”分析一些简单的变化习惯，为进入第三、第四单元系统学习构成物质的微粒进行了很好的铺垫。

三、及时建构，结合“三重表征”强化“微粒观”

教材在上册第三单元系统介绍了分子和原子。内容比较集中，同时又介绍了分子、原子及其符号的表示方法，记忆理解的难度陡然增加，这部分内容容易使不少学生对化学学科产生畏难情绪。教学实践后，我发现用上文提到的分散难点、小步快走、逐步渗透的方法可以较好地解决这一问题。在这一部分，我通过将多种粒子的示意图、粒子符号、粒子名称进行比较，让学生体会到了它们书写的方法及化学符号中的数字意义，避免学生张冠李戴。如：比较水分子（H2O）、双氧水分子（H2O2）、氢分子（H2）、氧分子（O2）、氢原子（H）、氧原子（O），体会化学符号中数字的意义及分子是由原子构成的。在学习原子结构后再进一步介绍，原子之所以要结合形成分子，是为了使其中所有的原子都达到稳定结构。

对于复杂的分子和原子种类较多的化学反应，使用微观粒子进行表示有诸多不便，而使用元素符号和数字组合的化学符号进行表示就非常便利。化学符号代表的就是对应的微观粒子，许许多多的微观粒子构成的就是肉眼可见的宏观物质。在使用这种教学方法的过程中，可以在“宏观物质、微观粒子和化学符号”间随意切换。

四、不断运用，形成运用“微粒观”建模的思维方法

中国有句古话：“见微知著”，意思是对局部、个别事例的观察和研究有助于对整体事物作出合理的描述和判断，这句话更适合高中化学知识的学习。九年级学生作为化学的初学者，教师应该结合启蒙阶段的化学学科特点帮助学生建立“微粒观”科学方法，这样才能为学生的后续学习打下扎实的基础。

为此，在前面“微粒观”得以强化的基础上，在后续知识的学习中，教师要有意识地在传授知识和解释相关化学问题时示范运用“微粒观”建立解决问题的思维模型。如：解释单质碳在常温下的不活泼性时，可结合碳原子的原子结构示意图指出它的最外层是4个电子，得到或失去4个电子达到稳定结构都不太容易；解释几种碳单质的物理性质相差很大但化学性质却很相似时，可结合教材中的原子排列的图片；解释金属的导电性、延展性时，可画出金属由原子形成的示意图，用动画演示导电的原理和外力作用下变形的情况。进入酸碱盐后，更要结合离子间的反应判断溶液中复分解发生的条件。可以说，“微粒观”可以贯穿在九年级化学学习的始终。

以上仅是我的一点粗浅思考，“微粒观”的形成作为化学学科核心素养中“宏观辨识与微观探析”的一个重要方面，是学生形成化学关键能力的重要组成部分，值得进一步研究和探讨。