突破“分子”学习困难的教学策略，本文主要内容关键词为：分子论文,困难论文,教学策略论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
物质是由分子、原子等微粒构成的。初中化学教学的一个重要任务是认识物质的微粒性，能用微粒的观点解释某些常见的现象[1]。其中，“分子”知识的学习是学生认识物质微观构成的开始。然而，学生对物质及其变化的认识容易停留在宏观认识上，再加上“分子”知识的微观抽象性，学生要转向从微观角度思考和分析问题存在一定困难。为此，本文以“分子”教学为例，就突破学生学习困难的教学策略展开探讨。 一、“分子”知识内容及其教学价值 “分子”知识的学习是学生从微观角度认识物质性质及其变化的开始，为学生认识问题和分析问题提供了新视角、新方法[2]。其知识内容包含三个方面：一是分子是构成物质的一种微粒，分子很小，分子在不停地运动，分子间有间隙；二是物质的结构、存在状态及性质和物理变化是分子间相互作用的结果；三是化学变化的本质是分子的破裂和原子的重新组合。知识间关系如图1所示。这些表述分子性质的知识过于抽象，对其认识存在一定的难度。但通过分子的学习，将甄别物理变化和化学变化的切入点由宏观物质种类的变化转移为构成物质微观粒子的变化，学会运用分子性质及化学变化的微观本质解释相关现象和变化，初步搭建起宏观物质与微观粒子之间的桥梁。在对分子概念认识的过程中，还对“构成分子的原子数量是确定的”做了详细地阐述，渗透了化学变化的微观过程改变的是“分子”的组成，没变的是原子“数量”，为以后建立“质”与“量”关系奠基。学习“分子”为下一步学习原子—离子、原子结构—化合价—化学式等形成化学知识体系做铺垫，也为以后从微粒角度深入学习空间立体结构、质量守恒定律、离子方程式以及解释一切化学变化奠定基础。因此“分子”教学在初中化学中具有不可替代的地位和作用。 学生正处在成长发育期，接受新生事物的能力强，具有一定的逻辑推理能力和空间想象能力。通过“分子”的学习，能有效地激发学生探究微观问题的积极性和主动性，培养学生的理性思维能力和空间想象能力，在一定程度上促进学生发散性思维的提升，建构起学生从微观角度认识物质的知识框架。
二、学生学习的困难分析 通过前期学习，学生初步认识了空气及其组成的性质、用途，从宏观上对化学及其研究对象有了大致地了解。初步培养了学生动手实验、观察现象、通过现象判断变化的能力，为学生学习抽象的“分子”在知识上和能力上做了铺垫。但基于以下三方面原因，学生在“分子”学习过程中还存在诸多困难。 1.学生认识的物质是宏观的、可摸可触的，即便一分为二或形变，也只是感受到物质的形态在改变，体会不到构成物质的粒子的真实存在。物质是一个整体，“动”“静”相随，从生活经验中很难直接体验到“静”态物质是由彼此分立的、不断运动的微观粒子所组成；在物理课学习力学时，物体的刚性假设，在一般外力下固体及液体物质的体积“不变”等，这些和学生日常的感受是相符的，对于认识构成物质的分子真实存在可能起到阻滞的作用[3]。 2.在小学科学，初中生物、物理课中学习过扩散、挥发、三态变化、热胀冷缩等知识，只肤浅地知道物质是由分子等粒子构成。具体分子有什么性质，物质扩散、体积改变等表象是由什么改变引起的没有进一步学习，加之分子看不见摸不着，导致对分子的认识处于一种模糊状态，对微观粒子之间的内在联系及其具有的性质更是一无所知，对抽象分子特性和变化过程的认知几乎为零，导致对突破已有“分子”知识再认识困难重重。 3.对构成物质的“分子”没有“可分”的概念，更没有分子组成、结构是确定的意识。因为对构成物质的分子认识模糊，对宏观物质的认识只停留在“存在”“消失”“产生”等层面。如木炭是真实存在的，它在燃烧后就消失了，产生灰渣、水和二氧化碳。至于原来存在的物质为什么会消失，产生的物质又是怎么来的一概不知。对“1个二氧化碳分子是由1个碳原子和2个氧原子构成的”、分子可分等知识点更是雾里看花、一脸茫然。所以学生对化学变化的本质认识有一定难度。 基于以上原因，在“分子”学习过程中，学生会产生以下疑惑或错误认识：①构成物质的分子是否真实存在；②热胀冷缩是分子本身的体积在变化；③构成固体物质的粒子之间没有间隙，且是静止不动的；④物质受热时分子才运动；⑤即便存在分子，也是形如玻璃球。因此本节课的学习难点主要有：①分子的真实存在；②分子在不断运动，温度越高，运动速度越快；③分子间的间隙大小与存在状态及温度有关；④从分子的角度解释化学变化的本质；⑤分子由原子组成，且不同的分子组成不同。 三、突破学习困难的教学思路与教学策略 1.教学整体思路 根据课程标准要求，结合学生认知能力的实际和学习“分子”存在的困难，本教学活动从学生身边鲜活的生活素材入手，以呈现与分子特性有关的情景（现象）为主线进行教学实践。通过对耳熟能详的生活事例深入分析，逐步引导学生构建起对微观粒子具有的性质特点的认识。辅以动手体验分子特性的实验活动，让学生对分子的感性认识逐步上升到理性认识。特别是通过徒手移动磁吸和学生表演情景剧，让学生亲身体验分子具有的性质及化学变化的本质，达到突破“分子”学习困难的教学目的。具体教学过程设计如附表所示。
2.主要教学策略 （1）利用生活情景素材推理分子的真实存在。 物质是由分子等微观粒子构成的。如果简单地罗列“分子很小，分子在不断地运动，分子之间有间隙”等问题进行教学，学生倍感枯燥、形如嚼蜡。如果将刻板问题依托生活情景鲜活地展现出来，将难点分散糅合其间，让学生置身于情景中体验宏观现象，在倍感亲切的生活实例中感悟分子存在，在轻松愉悦的学习氛围中推理粒子的特性，就如同和风细雨般地渗透，让分子的真实存在及其特性悄然积淀在学生脑海中。 喷洒在空中的空气清新剂旋即弥散在整个教室，不见其影而闻其味。教师问：“为什么会弥散？”学生结合生活常见现象极易回答：“是在不断地运动。”教师追问：“什么在运动？是物质还是看不见的微观粒子？” 结合已有知识学生自然会想到物质是由看不到、摸不着的粒子构成的。此时学生对构成物质的粒子具有“不断地运动”这一性质还只是停留在感性认识层面。接着教师让学生阅读课本，了解到“科学技术的进步，证明了物质是由分子、原子等微观粒子构成的”[4]。教师继续演示“等质量的两份品红分别放入等质量不同温度下的两份水中”这一实验，观察现象，学生惊奇地发现两个烧杯内红色品红运动的速度不同。这一实验与喷洒空气清新剂相比，将微观粒子的运动轨迹通过颜色宏观地显现出来，更形象、生动、直观，验证“粒子是在不断运动的”这一推理。两个烧杯内不同的现象，激发学生新的疑问：“是和温度有关么？”教师抛出：“洗过的衣服在晴天干得快还是在阴天干得快？为什么？”熟悉的生活常识与生动的实验现象相结合，自然而然地推断出“温度越高，分子运动速度越快”。 教师继续设计实验探究分子的特性。在一个无色透明的气球中注入2mL无水酒精，将球中空气挤净，扎好气球口，放入热水中，观察现象。不言而喻，学生一致判断分子间有间隔，间隔大小与物质的状态、温度有关。个别学生认为“体积变化是因为分子本身的体积变大或变小了”。教师列举水由液态变成气态，体积变大，手在液态水中移动阻力大，在气态水蒸气中移动阻力基本为零，说明是间隔变大了而不是分子本身的体积变大。为了更形象地说明是间隔变大而不是分子本身变大，举例密集队形和体操队行变化的特点：人数一样多，占据的体积不同，是学生之间的距离发生了改变。 此时，大多数学生还停留在“猜想”物质是由分子构成的，对其真实存在性持有怀疑态度，总是希望能拿给他一个分子看看。屏幕展示扫描隧道获得的苯分子图像，图像显示出苯分子的六元环结构和分子之间的间隔，同时展示实验推理得到的苯分子结构图，学生观察到惊人的吻合。这一展示证实了学生的猜想，学生会为自己的智慧成果而骄傲，也从历史、直观、现象的角度认识了分子的客观存在[5]。然后投影展示“1滴水里大约有1.67×
个水分子。如果全国13亿人都来数这1滴水中的水分子。1s数1个，24h不停地数，需要数4070年”，让学生感受分子体积（质量）非常小。使学生对分子的认识逐步由感性的、模糊的认识转变为理性的、客观存在的认识，巩固物质是由分子等粒子构成的这一认识。 组织学生分组完成以下两个实验，进一步体验分子真实存在及其特性。实验一：分别在两支拔掉针头的小注射器中吸入等体积的水和空气，用中指堵住针头一端，大拇指用力压针管活塞，亲自体验哪一个更容易被压缩。实验二：打开酒精试剂瓶闻味道。然后各组学生相互交流，并应用前面归纳出来的分子特性解释体验到的现象，巩固宏观现象和微观特性的内在联系，进一步升华对分子的真实存在及其性质的认识。 （2）科学使用模型阐述变化本质。 本课题要求学生站在粒子的角度，重新认识导致宏观变化的微观原因。侧重于认识生成新物质的微观变化过程。这一知识点的落实远比落实微观特性要抽象得多，毕竟微观特性还有宏观现象（如物质扩散—粒子运动）可以推理、发挥想象。而化学变化过程中生成新物质时即便有现象，也不能体现分子的分解和原子的重新组合。所以选用模型展示、手动操作重组模型、学生情景剧等将课本静态展示动态化，用形象直观的情景展示在化学变化中分子和原子之间的关系。教师取若干大小不同的纽扣式磁吸，大磁吸标注为氧，小磁吸标注为氢，组合成多个水分子，让学生在黑板上演示水由液态变为气态的变化过程，其他学生在观察、讨论的过程中进一步巩固分子的特性。让学生总结出“只是分子间的距离（间隔）发生改变，而分子大小没有改变，本身没有破裂”。紧接着教师从已学过的化学变化“过氧化氢→水+氧气”入手，借用上述磁吸模型辅助分析，通过如图2所示的徒手移动磁吸，直观再现过氧化氢分解为水和氧气时分子变化过程。同时阐述反应前后三种物质的化学性质发生了本质的改变，是因为分子的种类发生了改变。
在展示这一变化过程中，学生显而易见地看到分子分解成的粒子没有发生“质”的改变，也没有发生“量”的改变，只是重新组合，教师点出这就是原子。此时再让学生阅读课文相关内容，读取课本图3-6氧化汞分子分解示意图，结合教师板演并给予恰当的引导，小组讨论、归纳总结化学变化的微观本质（见下页图3），继而认识到化学变化前后虽然分子种类不同，但构成其原子的种类、数目相同。然后让学生通过移动磁吸的形式板演“汞和氧气在加热的条件下发生反应生成氧化汞”，巩固对发生化学变化微观本质的再认识。 此时再组织学生表演情景剧，让学生自己体验粒子的存在及其性质，进一步认识粒子特性及化学变化的本质。具体过程：安排两组学生参加活动，每组三位学生手挽手组合成水分子，其中一位学生贴上氧元素标签代表氧原子站在中间，另外两位贴上氢原子标签站在两边。教师分别给出“升高温度”“降低温度”“液态变成气态”“电解水分解为氢气和氧气”等指示，六位学生分别做出相应的动作，体验分子特性。其他学生观看并仔细找出错误的动作，归纳出正确的性质特点，形象直观地认识物质物理变化、化学变化过程中分子等粒子的变化规律，强化对分子、原子二者关系的理解。
通过上述体验，学生对物质及其变化的宏观现象与微观本质之间的相互联系有了理性的认识，对微观世界是不断运动的和分子是否可分的必备条件有了全面的理解。 （3）剖析概念，进一步认识分子与原子之间的关系。 本课题涉及的概念是初中化学中最抽象、最难理解的概念，也是本课题的重点。通过以上情景分析，学生对这些概念有了初步的理解，但还是缺乏对概念深层次的理解。在教学中剖析概念中的每一个字词，是引导学生深层次理解概念的关键所在，也能有效地培养学生科学分析问题的能力。 首先，剖析为什么起这样的名字。分子，顾名思义为“可分的粒子”，在什么条件下可分？分成什么？结合前期分析指出发生物理变化时只是分子的间隙、运动速度或排列方式在改变，物质的种类没变，而在发生化学变化时物质的种类变了，所以这一“可分的粒子”分裂的前提是“化学变化”。展示分子的发现史，指出几千年前哲学家德谟克利特认为宇宙万物皆由大量极微小的、硬的、不可穿透的、不可分割的粒子所组成，他称这些粒子为原子（希腊文即“不可分割”的意思）[4]。 历经几千年，人类对构成物质的粒子不断否定、认识，再否定，再认识，逐步清晰了分子、原子、离子及其与物质的相互关系，重新界定了分子不可分割的条件，知道原子在化学变化中没有再分，只是重新组合。这样对概念的分析，强化了分子和原子的本质区别与内在联系。 其次，剖析关键字词。学生会质疑分子为什么不能保持物质的物理性质，只能保持物质的化学性质？发生化学反应时是分子逐一破裂为原子，原子再重新组合。分子存在，由其构成的物质就存在，化学性质就不变；分子破裂，物质随之消失，该物质具有的化学性质就不再体现，即表现为“由分子构成的物质，分子保持其化学性质”。不管是1个分子还是分子的集合体，都能体现物质的化学性质。而单个分子并不能体现物质的物理性质。比如1个水分子就无从谈起当温度升高时分子间隔变化影响水的体积。只有水分子以群体共存时，分子彼此间间隔的变化才能表现为体积变化。同理，物质的颜色也是构成物质的粒子群体在一起的表现。比如气态的氧气是无色的，而液态的氧气是淡蓝色的，是因为分子间的间隔及排列方式发生了改变。这个过程中氧分子本身没有变化，所以说分子不能保持物质的物理性质。 本课也有不足之处。对一些较为复杂的例子，学生还难以用恰当的语言去描述，应再加大学生归纳、总结能力的训练。可以大胆改革教学设计，让学生在课前预习、准备，将本节课设计为教师引导、学生展示交流的开放型课堂，或许会在突破难点方面别有一番收获，这有待在以后的教学中继续探索。 致谢：本文系滨海新区教坛名家培训活动学习成果类论文。在北京教育学院与滨海新区教育局共同组织下，通过先期教学设计、课堂实践和课后总结分析完成。在此对悉心指导的北京教育学院教授何彩霞老师表示衷心的感谢。
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