培养微观想象能力，建立基本化学观念，本文主要内容关键词为：微观论文,观念论文,能力论文,化学论文，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。
学生能否牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念，应当是中学化学教学的第一目标。
化学作为一门自然科学，研究的是物质的组成、结构、性质以及变化规律，而物质的性质是由结构决定的，性质又决定了物质的制备、用途和存在。物质的性质要受到组成的影响，对于简单的化合物（或单质），组成甚至起着决定性的作用，物质组成包括组分和元素组成两个层次，二者对物质性质的影响并不相同，前者以功能团和根为代表，后者一般不很直接。这就要求学生通过学习和探究后，建立起物质的组成是物质性质的基础这样的基本化学观点。这就需要我们在教学过程中引导学生从原子、分子的层次上，从分子、原子、离子等微观粒子的角度对物质进行分析、讨论、推断，从而使学生从根本上认识物质以及物质所发生的化学反应的实质。化学微观想象能力就是对化学微观粒子及其运动的形象思维能力，化学形象思维能力和化学抽象思维能力一起构成了化学思维能力。在化学形象思维能力中，化学微观想象能力又占有特别重要和显著的位置。因此，培养学生化学微观想象能力是培养学生思维能力不可缺少的一个方面，在教学过程中，我主要是从以下几个方面来培养学生化学微观想象能力。
一、想象化学微观粒子的运动状态，掌握微观粒子的动态特征和规律
由于化学主要是研究物质的分子、离子等微观粒子变化规律的科学，因此学生对原子、分子概念的正确认识程度关系到他们能否深入认识物质的变化本质。虽然我国化学教学对这两个概念给予了相当程度的重视：初三、高一的教材都有，尤其是高一要用不少时间进行教学，那么结果又如何呢？广州大学化学系的魏冰老师的调查显示：关于原子模型的认识，高一学生中只有70％的人认为是电子云模型。关于原子构成这一问题，初三学生中有20％的人认为是实心球，80％的人认为像毛绒球；高一学生则是选择实心球和毛绒球的人各占一半。关于提未提到电子层和电子云这个问题，67.5％的初三学生认为提到了电子层，100％的初三学生认为未提到电子云；只有22.5％的高一学生认为提到电子层，50％的高一学生认为提到了电子云。而关于分子模型几乎所有的初三、高一学生都选择了球棍模型。数据表明，尽管我们教师自认为我们已经讲清楚了，但学生反映出来的情况却是那么的不尽如人意。这是为什么？从与学生的交谈知道：这主要是因为原子、分子、离子等都是肉眼看不见的微观粒子，与生活中常见的物质是那么不同，而教材上的描述和定义又比较专业化，学习时，虽然当时能理解，也想方设法记住了，但由于没有真正地理解微观粒子的运动，没有把这些知识纳入自己已有的知识结构中，知识的遗忘率自然就比较大。建构主义学习理论认为，学习是一个用已有的经验重组外部信息的过程。对于同一个概念，不同的学习者因生活经验和学习经历的不同会建构出不同的认识。多年的教学实践使我体会到：从以下三个方面进行教学，有助于学生想象化学微观粒子的运动状态，掌握微观粒子的动态特征和规律。
1.密切联系社会生活实际，想象化学微观粒子的运动状态
如果我们能够在教学过程中尽可能多的联系学生的生活实际，想象化学微观粒子的运动状态，提高学生学习化学的热情和积极性，并且用通俗易懂的语言对基本概念和基本理论进行比喻、分析、推理、定义，那么学生就会容易理解，也容易记住，即使忘了，只要经过联想还可以马上记起来。
例如，在学习核外电子的运动状态时，学生对于理解能量低的电子在离核近的区域运动，而能量高的电子在离核远的区域运动感到有一定的难度。我就比喻：放暑假了，大家要出去旅游，现在有几位同学，他们手上的钱不同，有的是5000元，有的是3000元，有的是1000元，有的是500元，还有的只有150元。你们觉得哪一位同学能去最远的地方旅游，哪一位同学只能在广州甚至番禺区旅游？经过这样的比喻，同学们很容易就理解了电子在核外的运动情况。
2.创设问题情境，实施实验探究，发展学生的观察能力
化学是一门以实验为基础的学科，为了形成和发展化学微观想象能力，应该注意发展、增强学生的观察能力，使学生通过化学实验和化学观察活动获得丰富的感性材料，然后通过分析、综合、假说、证明、归纳、演绎等思维活动来解剖宏观的化学事物，获得对化学微观粒子的科学认识，推动微观表象的建立。在教学过程中作为教师要尽可能地创设问题情境，实施实验探究，把实验作为提出问题、探索问题的重要途径和手段。让学生根据观察到的实验现象，想象微观离子的运动状态，并结合自己已有的知识进行分析、推理、概括，自己去体会知识的发现过程，从而展示思维过程，发展微观想象能力。
例如在学习“电解的原理”时，我就设计了下述问题：利用已有的仪器和试剂组成原电池，最多能组成几个不同的原电池？这些原电池的现象如何？为什么不用两个碳棒做电极来组成原电池呢？如果用两个碳棒做电极，并在两个电极之间连接一个直流电源和一个电流计进行实验，会不会有电流通过电流计呢？然后让学生用实验进行探究，观察并记录实验现象，并进一步提出问题：既然加热CuCl[，2]也不会分解，为什么给CuCl[，2]溶液通电，CuCl[，2]会分解生成铜和氯气呢？然后让学生结合下列问题：①通电前，氯化铜溶液里有哪些离子？这些离子的运动情况怎样？②通电时，这些离子的运动情况有什么变化？为什么？③当离子定向移动到电极表面时，发生的是什么类型的反应？④电子的流动方向如何？外电路上的电流方向怎样？进行分析（分析实验现象）、讨论（讨论问题）、推理（推理微观粒子的运动情况）、归纳（得出结论），“电解的实质”就会由学生自己得出。
3.利用现代化的教学媒体，培养微观想象能力
随着信息技术的迅速发展，现代教学媒体，尤其是以计算机为中心的现代化教学媒体，正逐步为广大教师所采用。在化学教学过程中，像物质结构、化学反应机理等微观粒子的运动状态，学生理解起来很困难，而利用多媒体，模拟和放大微观粒子的运动情况，以及一些肉眼不易观察的化学反应现象和反应过程，使微观粒子宏观化，静态物质动态化，引导学生由表及里、由现象到本质，由宏观到微观进行分析、归纳，可以很好地解决这些问题。
为了建立起“电解”这个概念，在引导学生观察实验现象的基础上，不仅要创设一定的问题情境，引导学生分析，还要根据化学学科特点，用电脑动画从微观的角度展示CuCl[，2]溶液在电解前后的微观粒子的运动情况，以便学生自己归纳出“电解原理”。
在学习离子键时，用计算机动画将钠原子、氯原子的化合过程展示出来：起初学生看到的是钠原子、氯原子的微观结构，当钠原子、氯原子相遇后，钠原子最外电子层上的电子转移到氯原子的最外电子层上，并和该层上的其他电子一起绕核运转，同时显负电性，而钠原子最外层电子消失变成钠离子，显正电性，钠离子与氯离子在静电作用下，吸引与排斥达到平衡形成离子键。经过这样的演示，学生也就很容易理解离子键的形成了。
二、想象分子、原子等微观粒子的组成和结构方式，用以说明物质的某些性质
学习化学，只有在掌握了学习化学的方法之后，把复杂的物质通过分析、分解和综合，想象分子、原子等微观粒子的组成和结构方式，用以说明物质的某些性质、变化，才能学得轻松、学得好，才会爱学、乐学。
例如，初三通过实验探究的方法学习了盐酸、硫酸、硝酸的性质之后，再学习酸的通性，许多学生在学习过程中仅仅是把这些知识背下来。由于初三所学的化学知识有限，加上又面临着升学考试，所以学生虽然勉强地记住了，但实际并未牢固掌握。其实在此处完全应该在实验探究的基础上，引导学生分析三酸在结构上的共同点就是都会电离出H[+]，而结构上的相同，必然导致性质上的相同（即酸的通性），因此，酸的通性实际上就是H[+]的性质。除了共性之外，还要注意它们在结构上的不同：盐酸除了电离出H[+]还电离出Cl[-]，因此，盐酸除了具有酸的通性，还有C1[-]的性质。在高一学习卤素时，就可以引导学生进一步从化合价理论、离子能否共存的角度去分析盐酸性质：由于与H[+]不能共存的分子、离子与H[+]要反应，所以能电离出那些离子的物质就会和盐酸反应，主要是H[+]具有酸的通性；另外，+1价的氢元素处于最高价态，所以H[+]还有氧化性。当然与Cl[-]不能共存的一些阳离子因为与Cl[-]反应生成沉淀，此外，-1价是氯元素的最低价，故Cl[-]具有还原性。同理，在学习有机物时，我们应该引导学生搞清楚每一种官能团的性质，那么当我们遇到一种有机物时，就应该先分析该有机物有哪些官能团，再根据官能团的性质来推断有机物的性质，当然还要注意有机物中不同官能团之间的相互影响。
由此可见，虽然中学阶段所要学习的无机物和有机物很多，但所学的无机物中的离子、有机物中官能团只有二三十种。如果我们能够从初三开始就引导学生想象分子、原子等化学微观粒子的组成和结构方式，用来说明物质的某些性质，那无疑会对培养学生的化学微观想象能力奠定良好的基础。
三、想象化学反应过程中微观粒子的变化和运动，来解释、说明化学反应的现象和规律
由于中学阶段所学的离子是有限的，而由离子组成的无机物是无穷的，所以对于无机物在溶液中的反应，如果能够根据化学学科的特点，培养学生的化学微观想象力，引导学生根据物质在水中的电离反应以及水解反应，把宏观的物质分解成离子，那就把对物质的分析转化为对离子的分析，并结合化合价理论、离子的不共存问题，就会使问题简化很多。
例如，对于Na[，2]CO[，3]和NaHCO[，3]的性质，如果要一条一条的记下来，即使是老师都有可能会有遗漏，更别说是学生了。由于Na[，2]CO[，3]和NaHCO[，3]所发生的反应大部分是在溶液中进行的，所以，复
能大量共存，再引导学生讨论哪些物质在溶液中能电离出上述离子，学生很容易知道Na[，2]CO[，3]和NaHCO[，3]分别能与哪些物质反应。经过上述复习后，再布置学生填写附表（化学反应用方程式表示，并指出实验现象）：
附表 Na[，2]CO[，3]和NaHCO[，3]的性质比较
（1）若只能加入0.5mol的某物质，则加入的物质可能是______。
（2）若只能加入1mol的某物质，则加入的物质可能是______。
这样一来，学生既掌握了离子的性质、物质的性质，又加深了对离子共存问题的理解。如若不然，学生就会认为离子的性质只有鉴别离子时才有用，而离子的共存问题只有在作离子是否大量共存题目时才能用。这样，学生学到的就是一个个死的结论，会的是“题海”中的一个个的题目，而这样的人又怎能适应21世纪社会发展的需要呢？
在教学过程中我一直都在不断的探索，力图找到一种自己教得得心应手、学生学得轻松自如的方法。经过几年的教学实践，我发现引导学生把物质世界还原到原子、分子的层次上，想象化学微观粒子的运动状态，掌握微观粒子的动态特征和规律；想象分子、原子等微观粒子的组成和结构方式，用以说明物质的某些性质；想象化学反应过程中微观粒子的变化和运动，来解释、说明化学反应的现象和规律，从而使学生从根本上认识物质以及物质所发生的化学反应的实质，培养学生的化学微观想象能力，掌握化学变化的实质，学生普遍感觉好学、好用，在各类考试中学生都取得了优异的成绩。当然，如果能够在化学教学过程中调动全体学生的学习积极性，使所有的学生在学习过程中提出问题、分析问题、解决问题，使全体学生都成为化学学习的主人，乐学、爱学化学，那么就不仅仅是提高学生的化学成绩，而是真正提高学生的素质。