突破教材局限性加强微观认知教学

冯志进

摘 要：对初中生来说，微粒观的形成不是一触就成，它需要长期渗透，不断积累，才能在学生头脑中逐步建构微粒观.因此，教师在教学中要把握知识点，挖掘所承载的微观知识，突破教材，整合宏观微观的内涵关系，设计学习活动，引领学生微观认知的深入学习.

关键词：突破教材;微观认知;素养提升

“微粒观”是一种重要的化学基本观念，是化学学科核心素养重要内容之一，它的形成对于学生理解化学反应的本质，理解和解释宏观的现象和事实等方面具有重要的作用.对于初中学生来说，开启化学大门之初微粒观的建立就尤其重要，它包含科学观、事实观、元素观、分类观、守恒观、变化观等，是近年来中考考查化学知识的热点，试题一般比较灵活、有区分度，主要考查学生对微观粒子（分子、原子）的认知水平.统计分析来看，近50%学生得到一半分，还有10%的学生得零分.情况分析说明，许多学生对微观认知非常模糊与肤浅，这与我们平时的教学密切相关.

1 学生微观认知肤浅分析

1.1 教材的局限性

人教版义务教育九年级化学教材，设置教学内容有12个单元，共有34个课题.只有讲到原子、分子、离子、化学式、化学方程式时才出现“微粒”说，其内容主要集中在上册“第三单元物质构成的奥秘”上，而到了后面元素和化合物的学习时涉及甚少，造成学生接受微观知识存在较长时间的空档期，这样的编排教学很难使学生建立“微粒观”，无形之中增大了学生继续学习化学的难度，掌握抽象的微观知识，雪上加霜.每年初中学生在学习分子、原子知识后，就有1/3的学生认为化学难学，产生畏缩情绪，失去学好化学的信心.

1.2 教学方法不当

原子、分子等微观粒子是看不见、摸不着，比较抽象，难以在学生头脑中建立微观信息，同时教师在教学上又存在以下原因：（1）以教材按部就班开展教学，学生学习微观知识出现较长时间的空档期，学过的也逐渐淡忘，更谈不上微观知识的拓展与更新，（2）教师缺乏必要的教学手段，将微观知识“空降”给学生，教师想讲清楚，结果却越说越让学生感到一头雾水，（3）教师缺乏分析教材文本，未能挖掘核心知识所承载的微观知识来设计有效的教学活动，有不少教师还是用老方法讲新教材，呈现出“穿新鞋，走老路”的现象，微观认知未能具体落实.

加强微观认知教学，必须在研究教材的基础上，匠心独运，有时“一幅图、一个问题、一个小小的活动”等，都会引起学生对微观知识的回忆与深化.

2 研究教材，建立宏观与微观的关联

“微粒观”的形成，不可能是凭空想象，也不能通过大量记忆化学知识自发形成，因为宏观微观这两方面在学生的头脑中往往是孤立的、碎片的，没有形成有机的联系，它需要学生在积极主动的探究活动中，抓住物质的组成、性质为主线，深刻理解和掌握有关的化学知识和核心概念，在知识的理解、应用中不断概括提炼而成.因此，备课中要把握好每节课核心知识点，挖掘所承载的微观知识，整体把握核心知识与微粒观有机的整合，巧妙设计有效教学活动，这样课堂上引导学生，才能有的放矢，学习活动才能达到高效（如图1所示）.

如何把微观知识教好，就需要教师的智慧和策略，研究教材，冲出教材的局限性，把握教材章节的知识特点，做到“见宏思微，以微窥宏”，逐步渗透和形成微粒观念.

采用渗透贯穿的方法培养学生的微粒观，这样处理教材既分散了教学的难点，同时又符合初中学生的认知规律，而且把微粒观知识在不同的单元里用不同的知识作为载体，逐步建构它，教师每教一步，学生每学一步，就把微观知识加深一下，拓展一下、提升一下，教学起到事半功倍的效果（见表1）.

3 微观认知教学的教学策略

3.1 重视微观发展史

化学史不是考查的重点，因此，很多教师在授课中一带而过，甚至一字不提，勿视它的教学功能.我们应当研究不同版本教材的編写，用活教材.以“原子学说”的发展为例，从古希腊得谟克利特的“原子假说”→道尔顿的“原子学说”→阿伏伽德罗的“分子原子说”，应介绍各时期人们对微观粒子认识的差别和依据[1].通过发展史教学，一方面让教学充满历史感和原创力，引导学生在追踪化学发展的轨迹中，获得一种对化学知识的亲近感，也加深学生对微粒观的认识;另一方面可让学生领悟其中的思想方法，感受到科学家在探究真理中百折不饶、刨根问底的科学态度，它的教育意义十分深远.

3.2 构建模型认知

原子、分子、物质都有它相应的微观结构模型，有了“模型”，学生就能更好地认识新事物.

例1 在“元素”教学中，设计小练习，提高学生对微观图的识别能力.

图2是表示甲、乙、丙三种粒子的微观结构，请通过比较归纳，回答下列问题.

上述图2中属于同种元素的粒子是______，在甲、乙、丙中选出一种与其他两种粒子有区别的粒子，你选择的粒子______（填甲、乙、丙中的一种），理由是______.

例2 在“如何正确书写化学方程式”教学中，安排小组活动，用球棍摆出电解水的化学方程式，培育宏观辨识与微观探析、模型认知等核心素养（如图3所示）.

3.3 创新实验教学

化学是一门以实验为基础的科学，实验是获取新知识，理解知识本质的重要手段，任何教学方法无法替代.因此，积极创新实验教学，通过效果明显、操作安全简便、可见度较大的宏观实验现象来证实微观粒子的存在及它的有关性质.

人教版化学教材第三单元“探究分子运动”实验中，教材中实验装置图4，改进后装置图5，挤压胶头滴管，使浓氨水滴落在棉絮上，很快就能看到小棉球从右侧向左侧逐渐变红，最终形成一条美丽的“彩虹”.该实验操作简单又有趣味，省时环保，现象明显，能直观体现分子运动的过程，说服力强.

3.4 应用直观图示法

图示法是一种化学教育研究的方法，在课堂教学中操作易行，它有直观、简捷、形象、具体的特点.对以图的形式给出的问题作出反应， 或可将学生头脑中的图像画出来，并以此了解学生对化学知识（如：概念、基本原理、反应本质等）理解的程度和不足[2].

以“二氧化碳与水”反应教学片断为例，在设计问题链、实验探究等教学形式的基础上，立足课堂，通过3次画图活动，展开微观认知教学过程.

（1）展示充满二氧化碳气体的塑料瓶，用“○”表示二氧化碳子，画出该瓶气体的微观示意图.

（2）加入1/3瓶水后，振荡，观察与分析.用“○”表示二氧化碳分子，用“ ●”表示水分子，用“ ●”表示新分子，画出变瘪后的微观示意图.

（3）运用控制变量法探究哪种物质使紫色石蕊试液变红，给出二氧化碳溶于水、与水反应的比例资料，让学生修改瓶子变瘪后微粒示意图.

很多教师在教学中仅仅展示一瓶二氧化碳气体，其作用只起到告诉学生这是一瓶二氧化碳气体，此时，学生的思维是停滞的.设计画示意图活动，大大地激发了学生的思维，学生眼盯着塑料瓶，想象着里面到底装些什么，怎样微观表示呢？

图6中1、2是学生在猜想的基础上，最典型的画法.虽然学生已学习了分子，分子的性质也背得滚瓜烂熟，但学生头脑中的微观认知偏差较大，大多数学生画得分子密密麻麻，部分学生画得分整整齐齐，从中反应出学生对微粒的认识有很大的误区，微观认知水平参差不齐.通过小小的活动，唤醒学生对物质的微观认识，也为后面的学习打下伏笔.

图6中3是实验探究、资料给出后，学生修改2中猜想的示意图，最终得出二氧化碳部分溶于水、与水反应，还有少量水分子扩散运动到上面的气体中.

通过3次画图活动，将实验探究活动转化成学生微粒的认识过程，帮助学生建立起“物质是由原子、分子等基本微粒构成，微粒很小，是運动的，有间隙的，微粒间又是相互作用的”微粒观，从而把散乱的珍珠逐渐串成一条美丽的项链，从而培养学生宏微观结合的素养提升，起到水到渠成的作用.

总之，在初中化学教学中，培养学生的微粒观是必要的，这是促进学生掌握化学知识的基础.微粒观的培养需要循序渐进地展开，教师要在透彻分析教材相关知识的基础上，把核心知识所承载的微观知识落实到实处，制定科学合理的教学策略，重视生成过程，不可强行灌输，这样才能有效培养学生的微粒观.

参考文献：

[1]陈金锋.谈“微观”认知困难及教学策略——赏析2017年广东中考化学卷第16题[J].中学化学教学参考，2018（05）：24-26.

[2]马宏佳.近20年国际化学教育研究的趋势和走向[J].化学教育，1998（11）：4-6+19.

（收稿日期：2020-01-13）