新课程背景下初中化学课堂教学实效性的初步研究分子原子教学设计案例

新课程背景下初中化学课堂教学实效性的初步研究-分子原子教学设计案例郑文北京市海淀区中关村中学 邮编 1000862对初学化学的中学生来说，分子、原子这些肉眼看不到，手摸不着的微观粒子的确非常抽象、难明。如何提高课堂的实效性，让学生理解微粒的概念，掌握微粒的知识，树立微粒的观点，是摆在我们面前的具有挑战性的问题。一、指导思想与理论依据新课程改革把转变学生的学习方式作为其突破口，学生是学习的“主体”。教师在进行教学设计时，要首先想一想如果“我” 是学生， “我”的已有知识和经验是什么， “我”的问题和误区在哪里，“我”应该怎样才能掌握、理解这部分知识。通过分析学生的情况找准教学设计的定位，根据定位不同预设几种方案，在教学过程中追求预设与生成的统一，与学生共同创造一种民主、和谐、生动活泼的学习氛围。在实施不同设计方案时，可以在学生中展开调查，研究在课堂教学中，哪一种教学设计能够充分调动学生的思维积极性，能够不断的引导学生独立思考探索，培养学生的能力，达到事半功倍的教学效果。针对微粒的抽象性，在教学中注重从多个角度让学生亲身去感受，去体验，去认知，去学习。1.数学计算，体会分子的大小。一滴水中含有 1.671021 个水分子。假设每人每天吃 5000 粒米，1.6710 21 粒米可供全世界人吃多少年？通过计算，让学生体会到分子的大小。2.高科技，展示微观世界，展示分子、原子。通过扫描隧道显微镜获得了很多分子原子的照片，通进对图片的讲解，将微观世界展现在学生眼前，使学生认识到分子原子真实存在，打消怀疑的思想。3.做好实验，为学习分子、原子建立感性认识。通过学生亲自实验、观察，建立感性知识，认识到品红的扩散、浓氨水的挥发都是分子运动的结果。从而为学生学习分子、原子的知识奠定事实基础。4.源于生活，回归生活。把“水” 的三态变化当作阐述分子原子知识的起点和载体，用学生生活中的问题作为实现课程目标的平台。生活中有许许多多的现象和问题可用分子、原子的知识来解释，列举生活中学生熟悉的事例给予启发式地教学，让学生学以致用，去体会知识在生活中的应用。5.问题思索，建立微粒观念。你是怎样认识到物质是由微粒构成的？通过对以上问题的深入思索和查阅化学史资料，学生会进一步认识到物质是由微粒构成的，从而建立微粒的观念。通过观察、想象、类比等方式使学生初步理解化学现象的本质，从五彩缤纷的宏观世界步入充满神奇色彩的微观世界，再反过来用微观世界的知识去解决宏观世界中的诸多问题，从而激发学生学习化学的兴趣。二、教学背景分析为了提高课堂教学的实效性，在教学设计之初，先要从以下三个角度分析学生情况：1.学生已有的知识和经验有哪些。在物理学习中，学生已经知道水能发生三态变化和发生这些变化的条件，升入初三后刚刚学习了分子的一些性质，并且从能量的角度学习了分子的动能和势能。2.学生的误区在哪里。在学生眼里，微观世界仿佛只是缩小了的宏观世界，难以理解微观粒子3的一些特殊性质。调查结果显示学生头脑中有关物质粒子性方面的错误的生活概念主要有：空气中的粒子之间是没有空隙的，是连续的、紧密排列的。空气中粒子的分布是不均匀、分层的，例如所有的氧气粒子在一个层面上，所有的氮气粒子在一个层面上。组成物质的粒子其大小是可以变化的，受热后粒子会变大。组成物质的粒子其数量是可以变化的，受热后粒子数目会增加。把气体从 1 升的容器转移到 2 升的容器内，气体所占据的体积仍是 1 升。3.学生在哪些方面有待发展。学生通过第一、二单元的学习知道水是由水分子构成的，但是不能从实验的角度证实分子的性质，不能用微粒的观点看物质，更不能自发地从微观角度去看待和分析物质的变化、性质、分类等。通过本节课的学习，使学生了解化学的基本特点是在分子、原子水平上研究物质的结构、组成、性质和变化，宏观与微观的联系是化学不同于其他科学最特征的思维方式，建立对微观世界的想象力是化学不同于其他课程的特点。学生只有在认识了分子原子的基础上，基于真实存在的实物粒子，才能建立元素的概念，为学习水的组成打下基础。通过以上分析，找到符合学生认知规律的教学设计定位，从而设计出不同的教学方案，并在不同类型的班级实施不同的方案。可以通过问卷调查或者学生访谈，了解哪一种设计方案更具有实效性。三、教学目标设计1.知识与技能认识物质的三态及其变化。认识物质的微粒性,知道分子、原子等都是构成物质的微粒。能说出由分子和原子构成的常见物质；能用微粒的观点解释某些常见的现象。2.过程与方法通过对氨分子扩散实验现象的分析，培养学生提出假设、对照、观察、归纳的科学方法。通过建立宏观与微观的联系，培养学生抽象思维能力、想象力和分析、推理能力。3.情感价值观通过介绍人类对物质组成的设想和解释，及科技的进步对构成物质的微小粒子的证明，引发学生对化学的好奇心和求知欲，发展学习的兴趣。四、教学过程与教学资源设计（一）教学设计方案一1.设计定位：学生对于水蒸汽的凝结、水的汽化等司空见惯的现象中水分子的变化不了解或存在错误概念。教和学的起点定位于对水的三态变化的微观描述和原因分析。2.教学流程 教 学 流 程 图第 一 环 节水 的 三 态 变 化第 二 环 节分 子 、 原 子 的 共 性第 三 环 节微 粒 观 点 的 建 立第 四 环 节小 结43.教学过程：重点问题：认识物质的微粒性，建立物质的微粒观第一环节：水的三态变化 教师活动 学生活动 设计意图【引入】水是由水分子构成的，水分子很小。小的你看不见摸不着，似乎是微不足道的，但没有这小小的水分子哪有晶莹的水滴，没有晶莹的水滴哪有潺潺的小溪，没有潺潺的小溪哪有奔腾的江河和澎湃的大海？为什么水分子会有时幻作朵朵白云，有时化作绵绵细雨，有时又能变成皑皑白雪？【板书】一、水的三态变化【提出问题】设想把针筒中的少量水煮沸，水变成了水蒸气，体积增大了许多，你有没有想过，在这个过程中，水分子发生了怎样的变化？【PPT】水分子本身变大了？分子之间的间隔变大了？分子的数目变多了？分子都跑到针筒的另一边去了？【板书】一定量的水，在其三态变化中分子的数目、大小不变分子间的距离、分子的能量变学生回答：水变成云、雨、雪是水的存在状态发生变化的结果。学生讨论，克服生活中形成的前概念错误。结论：一定量的水，在它的三态变化中，分子的数目、大小不变，分子间的距离（间隔）变化亲切生动的引入不仅能激发学生学习的兴趣，更重要的是引导学生思考：水是由很小很小的水分子组成的，水分子通常都相互聚集在一起。把“水” 的三态变化当作阐述分子原子知识的起点和载体。这个方法建立在学生的经验之上，能够使用学生生活中的问题作为实现课程目标的平台。针对学生的日常生活概念中的错误设置问题情景。呈现图片和问题的目的是利用学生的经验（可能是不正确的）制造学生的认知冲突，引发学生的思考。帮助学生建立正确的认识。5化【PPT】水三态微观示意图：进一步引出分子总在不停的运动【提问】怎样解释以下现象：1.雨后路上的积水被太阳一晒变干；2烧开水的锅盖掀开后滴下水珠。分子的运动总与能量有关。建立宏观微观之间的联系。学生回答。图片对宏观物质的微观解释，直观形象，有助于帮助学生建立宏观与微观的联系。学生在用分子的观点解释物质的三态变化时，认识到在物理变化中分子本身没有改变，只是分子运动速度、分子间隔以及排列方式的不同，为下节课理解化学变化中分子的改变打好基础。第二环节：分子原子的共性教师活动 学生活动 设计意图【问题情境】王明同学在了解了水的三态变化过程中水分子的运动情形后，对分子形成了这样的看法：分子很小，相互之间存在间隔，总在不停的运动。为了验证猜想，在老师的帮助下，王明做了一个有趣的实验：在烧杯中装入少量蒸馏水，滴入滴酚酞试剂，得到无色溶液。在烧杯中装入浓氨水。用一只大烧杯把A、B 两烧杯罩在一起，几分钟后，王明观察到什么？【演示实验】演示以上实验。并用投影仪展示实验现象。观察、思考学生观察并描述实验现象。教材中活动与探究仍是一种引导下的探究，可采取一种更为开放的方式，让学生体验科学过程：先做氨水在空气中扩散使酚酞溶液变红的实验，让学生分析、讨论并尽可能归纳出引起这一变化的原因，然后设计实验对所列原因进行验证，最终得出分子是不断运动的结论。6【问题情景】王明同学对这一现象作出了大胆的猜想，针对自己的猜想，他在老师的帮助下，又做了如下一组实验：（）用洁净烧杯装入蒸馏水，滴入滴酚酞试剂，静置观察；将其单独罩在大烧杯里，观察到 现象。（）小心闻烧杯的浓氨水，嗅到 气味。取少量浓氨水于小烧杯中，滴入酚酞，观察到 现象。【演示实验】演示以上实验。并请学生描述实验现象。【问题情境】王明认真分析了上述实验现象后，得出了结论。你知道他的结论是什么吗？把实验方案中的科学方法因素及时抽取出来，让学生进行总结。【录像】分子的大小、分子之间有间隔、分子的运动【讨论】你还能举出可以说明微粒性质的其他事例或设计出新的证明实验吗？【板书】二、用微粒（分子、原子）的观点看物质、所有物质都是由肉眼看不见的、极小的微粒构成的。、微粒之间存在一定的间隔。、微粒是在不断的运动的。学生观察描述实验现象，讨论后得出结论。对照、观察、从现象到结论的归纳方法。学生回答。通过创设问题情境，不仅激发学生探索奥秘的兴趣，更重要的是用氨分子扩散实验进一步反应并证实了分子的性质，从而为物质的微粒观念的建立打下基础。培养学生观察、描述、分析化学反应现象的能力。比较是经常使用的一种科学方法。化学研究中常常进行比较实验，根据实验结果的异同寻求科学的结论。第三环节：微粒观点的建立7教师活动 学生活动 设计意图【PPT】你是怎样认识到物质是由微粒构成的？【PPT】展示由分子和原子构成的一些物质的图片。学生发言，交流共享。物质的可分割性：一尺之棰，日截其半，万世不竭。庄子。从大山上崩塌下来的大石块碎裂成小石块更小的石块小的鹅卵石粗砂粒细沙粒土壤灰尘肉眼看不见的尘埃；食盐、蔗糖都能研成很细的颗粒，溶在水中会在不知不觉中无影无踪。通过学生的深刻思考与探索，发自内心的认识到物质是由微粒构成的。这样设计符合学生的认知规律。第四环节：小结教师活动 学生活动 设计意图【反思】通过这节课的学习，你有哪些收获？【小结】 微 观 粒 子（ 种 类 、 数 目 、 结 合 方式 、 空 间 排 列 ）宏 观 物 质(组 成 、 结 构 、 性 质 、 变 化 ）元 素 原 子在 有 真 实 粒 子 承 载 的 基 础 上 建 立 元 素 观 分 子离 子决 定反 映学生汇报交流，启发共享。学习的反思。一个知识内化、认识提高、情感升华的过程。（二）教学设计方案二1、设计定位：通过物理课或课外的学习，学生已经知道物质是由微粒构成的，并且还知道了分子的一些性质，也能应用这些知识解释现象。教与学的起点定位于通过思考人类对物质微粒性的设想、解释和证明，从而树立物质的微粒观。2、教学流程： 教 学 流 程 图第 一 环 节课 前 调 查 问 卷第 二 环 节微 粒 观 点 的 建 立第 三 环 节分 子 、 原 子 的 共 性 及 应 用第 四 环 节小 结分子原子物质构成构成构成8五、学习效果评价设计与数据分析我们在不同类型的班级分别实施了以上这两种教学设计方案，并对实施方案一的班级进行了问卷调查和学生访谈。访谈问题及统计结果如下：、这节课从水的三态变化引出分子的性质你觉得顺畅吗？A 很顺 B 较顺 C 不顺、通过这节课，你知道了人类怎样逐步认识物质由微粒构成的吗？A 了解 B 不了解、这节课后，你再看到宏观物质的时候会不会习惯于想到它们由微粒构成？A 肯定会 B 有时会 C 不会、如果让你先了解人类认识物质的微粒性的思维发展过程，再应用它解释常见的自然现象，对你是否更有帮助？程 度 较 好 班 级 （ 人 ）20271 选 择 的 同 学选 择 的 同 学选 择 的 同 学程 度 一 般 班 级 （ 人 ）19221 选 择 的 同 学选 择 的 同 学选 择 的 同 学程 度 较 好 的 班 级 （ 人 ）408选 择 的 同 学选 择 的 同 学程 度 一 般 班 级 （ 人 ）349选 择 的 同 学选 择 的 同