浅析如何在初中化学教学中培养学生物质微粒观.doc

浅析如何在初中化学教学中培养学生物质微粒观摘要：本文意在通过对初三学生的化学微观想象能力水平的测试调查，发现目前初三学生对于学习微粒及微观世界存在的困难和障碍，以及如何在课堂教学中通过多种手段化解学生的困难、清除障碍，从而使学生对学习微观世界产生兴趣，掌握相应的化学知识。关键词：化学教育；物质微粒；微观世界在中观世界生活的人，很难建立物质微粒的概念。对微观物质世界的想象，特别是要从微观的角度去认识物质及其物质的变化规律，是九年级化学最重要的教学内容，也是中学化学教学的核心。中学生物质微粒观的形成是一个不断用科学观念取代前科学观念直至养成物质微粒性思维习惯的过程。1微观世界中的概念和理论十分抽象，学生难于理解、接受和掌握。一、初三学生化学想象能力现状调查问卷调查法：结合一些开放性的情境，对初中三年级学生的化学微观想象能力发展水平进行调查，了解学生想象能力水平现状，同时了解初三学生对微观的化学世界中的物质构成、化学变化的过程以及对微粒的认识。本次调查旨在测查初三学生的化学微观想象能力水平，调查问卷总共三道开放性题目，学生可以随意的想象，不限范围。答案可以是生活中的，也可以是学习中的，只要能表达出他们心中的想法即可。调查问卷见附录一我选取了我校初三年级为样本，其中共有6个平行班，选取其中4个班级为调查对象；我校是普通国办学校，大多数为农民工或进城务工子女；使用的化学教科书均是人教版化学书，任课教师为两名老师各两个班，样本数为107。为了便于比较不同被测者想象能力水平的高低，根据想象力的特点及单题的统计结果（测试题1和3中，学生所列角度明显多于测试题2）为了使3道测试题占有相同的比重，研究者对被测者回答的每个题目进行评分，评分标准如下：测试题1、3：列出4或5个角度的信息，得3分；列出2或3个角度的信息，得2分；列出1个角度的信息，得1分；列出0个角度的信息，不得分。测试题2：列出3个角度的信息，得3分；列出2个角度的信息，得2分；列出1个角度的信息，得1分；列出0个角度的信息，不得分。依据上述评分原则，对初三年级学生的想象力测试得分及百分比情况统计如下：图1：初三学生想象力得分统计柱状图为全面了解初三学生的想象力的现状，我们将被测者的想象力水平划分为四个层次，即：非常丰富、比较丰富、丰富、不太丰富和不丰富。根据学生的问卷计算可得，107名被试在这张问卷中平均得分为4.31分，我们规定当问卷总得分在8分以上时（包含8分），可以认为该被测者的想象力非常丰富；当问卷总得分为6或7分时，可以认为该被测者的想象力比较丰富；当问卷总得分为5分时认为该被测者想象力丰富；问卷总得分为3或4分时，认为该被测者想象力不太丰富；当问卷的总得分为1或2分的，认为是想象力不丰富。具体统计如下表：图2：初三学生想象力水平统计柱状图通过上述调查问卷的统计分析，我们可以得出以下的结论：（1）从对初三年级学生的想象力测试得分及水平情况的统计可以看出，目前初三学生的想象力水平整体来讲并不乐观。化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化及应用的自然科学。学习化学不仅要从宏观上对物质的变化进行观察和描述，更重要的是从微观结构上对其进行解释，以深刻把握物质的本质。化学中的微观世界看不见、摸不着，学生学习化学科学必须依赖于学生的想象能力。因此，学生具有丰富的想象能力对于学习化学学科是非常必要的。而目前学生在化学学习中想象力不够丰富，我们在今后的教学工作中势必要注重培养学生的想象力，以促进学生的化学理解和学习。（2）有些学生对于化学中的微观想象是比较全面的。测试题2和3是考查学生对于化学中的微观世界的理解及想象。从调查结果来看，他们对于微观世界的想象多是基于已经学习过的相关表象进行加工重组，他们能够运用语言、化学符号及基本图形进行描述他们想象中的化学微观世界，多数是符合客观事实的。由此说明在初中化学教学过程中培养学生的想象能力是具有一定可能性的。但也有一部分学生不理解、也不会想象化学中的微观世界，只是从表面上有肤浅的认识，缺乏更深层次的理解。这就需要教师能够因材施教，确保每一位学生都能在自己原有的水平上更进一步。（3）有些学生由于学校课程的学习，限制了想象力。只从化学的角度描述了他所想象的水，占到被试总人数的22.39。由此可见，我们的学生在学习了中学化学课程之后明显限制了他们的想象能力。我们中学化学教学工作者要引以为戒，反思自己的教学是否存在限制学生想象能力的行为存在，尽量丰富学生的想象能力，不要只从化学的角度进行教学，还有多方面挖掘知识的价值，促进学生的全面发展。二、初中化学教学中培养学生的微观想象能力的教学建议（一）利用原有认知基础进行教学，创设微粒观形成的情景在学生眼中，所认识和了解的世界是一个能用感官感知的世界，自然就形成了一种宏观的思维方式，认为它们的内部组成结构也是连续的，因此，让学生去想象物质是由一些肉眼看不到的、不连续的微粒构成，有一定的难度。但是这种源于直觉、想象的创造力又是不能用讲授的方法去教的，在教学上我们能够有所作为的就是创设问题情境，用问题“逼”学生去解释，去想，想通了，顿悟了，解释得让别人信服了，教学的目的就达到了2。学生物质微粒观的形成是从认识宏观物质的变化现象开始的。在认识物质是由微粒构成的教学中，我们设计了如下两个活动：活动一：师：（喷香水）同学们，请跟我一起做深呼吸。（大家一起深呼吸）你们闻到了什么？生：闻到了香水的香味。师：在生活中还有哪些类似的例子呢？生1：漫步花园，闻到花香。生2：喷洒农药，闻到刺鼻的农药气味。生3：走进厕所，闻到臭味。师：我在讲台上喷香水，你们在自己座位上为什么能闻到香水的气味？花园里的花离我们很远，我们都能够闻到花香，农田里喷过农药很久我们还能闻到气味，这是为什么呢？在瓶子里的香水我们能看到，为什么空气中的香水却看不到呢？活动二：师：请大家思考，怎样将一汤匙的糖均匀地分给全班同学？生：用热水溶解后在平均分给全班同学师：教师一边用用热水溶解一边询问糖去了哪里？生：溶解了。师：还能看得见吗？生：看不见了。师：为什么溶解后就看不到了呢？请同学们展开想象给出一个有说服力的解释。生：糖变成了很小很小的粒子。师追问：微粒是因为溶解后变小的还是溶解前本来就小。师：既然溶解前就很小，为什么固体的糖可以看见，而溶解后就看不到了呢？（这样的解释你信服吗？）利用学生熟悉的生活事例，创设生动直观的生活问题情境，引起学生有意注意。并以此设疑，激发学生的学习动机与探究欲望。问题情境拉近了化学与生活的距离，让学生体会到身边处处有化学，在轻松愉快的氛围中学习化学。（二）形象生动，激发兴趣，比喻恰当，化难为易初中化学教学中，有些内容对学生确实够抽象，难以听懂，更难以理解。为什么一升酒精和一升纯水混和体积不等于两升呢?要学生运用分子性质来解释这一现象，由于微观的东西往往肉眼看不见，学生只懂得死记硬背，无法理解记忆，更难说应用。对此，我在这部分教学时，采用形象的比喻，化微观为客观，起到很好的效果。可以这样引导学生去思考：假如酒精分子像篮球那样大，水分子像乒乓球一样大，即分子有大小，大家想一想，一笼篮球和一笼乒乓球加在一起是不是等于两笼呢?学生一下子就明白是怎么回事了。对分子、原子和原子核的微小程度，也可以这样打比喻:“假如把水分子扩大到乒乓球那么大，则乒乓球就要扩大到地球那么大了；原子很小，原子核更小，原子与原子核的大小关系，犹如一座10层大楼与一颗小核桃的大小之比。”这个比喻增强了学生对微观世界的认识，同时也激发了学生研究微观世界的兴趣。（三）在教学中融入可视化技术，便于学生理解记忆分子可视化技术有助于学生形成微观思维能力、表征转换能力及了解化学知识的微观本质3。由于学生生活的世界是一个用感官感知的世界，在学生的世界里微观粒子又看不见、摸不着，只靠想象来讲有一定的难度，因此在教学中需要利用模型、模拟等方法组织教学，使抽象问题形象化、直观化，借此丰富学生的微观世界。教材中引导学生通过观察模型，认识分子、原子的存在、结构和变化，让学生建立模型和宏观事物变化时的联系。当学生们看到一个个精灵般的分子模型时，都会情不自禁地发出笑声，这表明学生已经通过教材进入到了微观世界中。随着计算机技术的发展，完全可以模拟分子、原子的结构，并能用动态的形式模拟化学反应的微观过程，从而使静态的理论动态化、抽象地东西直观化，因此在引导学生发挥想象力时，计算机的模拟动画演示可以作为想象的载体。比如在学习水的电解时，可以用计算机模拟水分子电解生成氢分子和氧分子的过程；在学习物质的溶解过程时，可以用计算机模拟构成氯化钠的粒子在水中的扩散和水合的过程。但是在模拟过程中，学生容易受到模型的干扰，认为微观粒子是有颜色的，并且实际的变化过程与计算机展示的是完全一样的。因此，在用模型及计算机模拟过程中必须让学生意识到模型终究是模型，模拟过程也不代表真实的过程，它只是对微观实物及其变化的一种直观的、形象化的描述，而不代表微观事物本身及其发生的实际变化。为分散学生的难点，微粒观的编排顺序是螺旋上升的，但是学生在学习过程中不一定按照既定的顺序形成一个完整的认识。如何突破这一尴尬境界？我认为在学习完一个段落的内容时，要对其中涉及的微粒观知识在具体的复习中有所体现。呈现的方式也可以用一系列的模型和模拟动画串联进行裂解、应用与巩固。如在第七单元燃料与燃烧中，可以按照下面的方式进行其中有关微粒观的复习：师：木炭是很常见的一种燃料，如何使空气中的木炭燃烧？那么燃烧的条件是什么？让我们从微观的角度看一下这个变化。图3：木炭在空气中燃烧的微观示意图师：优化燃烧的条件就可以促进燃烧的进行，从而达到节约能源、减少污染的目的。但如果急速的燃烧发生在有限的空间内，就会引起爆炸。请从微观的角度解释这个过程，组内讨论。 （四）引导学生用微粒观解释宏观现象，巩固所学知识有人说过，在现代教育教学中，作为教师，有时扮演的是节目主持人的角色，在分类复习中，有时可引人现场竞赛，预先布置任务，定下规则，用所学知识解释宏观事实和现象，进行竞赛，如: 规则:1、每班分成4-5组，每组选派一对选手。 2、在规定时间内答题，完成任务者给予一定奖励。例如，雨后初晴，路边斑驳的水渍一会儿就消失了，这是为什么？由于有这方面的生活经验，学生的回答往往停留在水蒸发了这个层面上，而不会自觉做到用微粒的眼光看世界。在此种情况下，教师需进一步引导学生思考：发生这种变化的原因是什么？这时候，学生就进入了从物质的微观层面寻求答案的认识过程。再如，通过相同体积的水和酒精混合后的总体积小于二者体积之和，说明水和酒精并不是连续的实体，在水分子之间和酒精分子之间都存在问隙，两者混合后，挤占了彼此的间隔，从而使体积减小；通过对水进行电解可以得到氢气和氧气的过程，学生又可得出水分子是可分的。通过现场竞赛，参与者要进行主动的、充分的练习，听者也积极思考，事实证明，效果极佳。在初三的各个阶段，我们都可以看到第三单元知识的影子。我们可以充分引导学生不断在宏观世界和微观世界间穿越。例如，第五单元中质量守恒、化学方程式书写、化学变化中的定量计算，都利用到元素和微粒观。第十、十一单元酸碱盐，学习溶液中进行的化学反应，无论是置换反应还是复分解反应，都可以用微粒的观点来解释。所以说，微粒的知识可以贯穿于整个初三学年的化学教学中。如何让学生在宏观与微观两个物质世界间自如地穿越，需要教师凭借自己的智慧充分理解和把握教材，做好整体规划。在充分了解学生学情的基础上，利用学生已有的认识为基础，合理设计认识物质组构成的教学流程，形成“渗透关注逐步形成实践应用持续发展”的教学线索贯穿初中化学教学始终。附录一“初中生化学想象能力”调查问卷姓名 班级 亲爱的同学你好！为了测查你对化学中微观世界的想象能力如何、改进中学化学教学，我们设计了此问卷。本问卷不计成绩，不会对你产生任何不良的影响，只是作为教学研究的参考资料请你独立地回答问卷中的问题，谢谢你的合