如何建立学生的微粒观

如何树立中学生微粒观海南省农垦实验中学/寇瑶琴摘要：微粒观的形成对学生学习化学有重要意义，而这部分内容涉及的知识抽象，看不见、摸不着，学生缺少感性直观认识，因此本主题是化学教学的一个难点。教师必须采用恰当的适合学生思维发展的教学策略与方法，让学生顺利渡过难关。关键词：微粒观 培养 化学学习主要涉及三个领域：可观察的宏观世界；分子、原子等构成的微观世界；化学式、化学方程式和符号构成的符号世界。物质的性质、物质发生变化的本质都是由构成物质的微粒所决定的，由此研究原子、分子、离子的组成、结构和性质是掌握物质本质的重要途径。微粒观是指微观知识或信息在大脑中记载和呈现的方式,主要是指微粒,如原子、分子、离子等的运动和相互作用。物质微粒观是学生化学学习之后必须要建构的基本观念之一，一旦在学生大脑中形成后，适用范围广、迁移能力强的特点，将会使之成为学生终身学习的重要基础。只有合理的建构了微粒观才能使学生用科学的观点理解自然界的事物及其变化，做出正确的判断，也就相应的提升了学生的素质。微粒观的形成对学生在三个领域的学习都有重要意义：利于学生理解和解释宏观事实和现象，利于学生理解化学符号的意义，利于学生深化对微观知识的理解。而这部分内容涉及的知识抽象，看不见、摸不着，学生缺少感性直观认识，因此本主题是化学教学的一个难点。很多学生在学习这部分内容的过程中逐渐跟不上，因此教师必须采用恰当的适合学生思维发展的教学策略与方法，让学生顺利渡过难关。下面就从几个方面浅谈微粒观的培养。一、 通过类比、多媒体等引导学生想象学习化学要把观察物质的宏观变化与想象物质的微观结构结合起来，才能深刻理解和认识物质及其变化的本质规律。而微观的化学世界看不见、摸不着，学生需要想象才能理解。在中学化学教学中培养学生的微观想象能力，培养学生用微粒的观念去学习的习惯，有助于学生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。而鉴于微观世界的抽象以及中学学生的想象力发展水平，多数学生想象起来不是那么容易。我们可以借助生活中的现象及拟人化类比和多媒体演示等，引导学生进行想象。1.生活现象：例如：我们的公路路面往往会切割成一段段，原因是什么？铁轨也是一段段的？为什么你还没有到食堂，就闻到了饭菜的香味？加油站附近严禁烟火，墨水滴入水中后，整个水杯都变黑2.通过拟人化类比拟人就是通过想象，把一些事物、知识、原理等想象成和人一样，会说话、会思考、会行动。在微观知识学习过程中，可以借助拟人的手法激发学生学习兴趣、帮助学生更好地理解抽象的、肉眼看不见的微观世界。正所谓“以其所知，喻其不知，使其知之。”例如，在学习“分子间存在间隙，温度越高分子间隙越大”时，可以把一个个分子比作小人国的一个个小人。温度很低时，小人们冻得直哆嗦，嘴里喊着“好冷啊，咱们挤挤取暖吧”。一边喊着、一边互相靠近，甚至彼此紧挨着。当温度升高时，小人们觉得挤在一起有点热了，于是相互之间就稍微分散些。当温度更高时，小人们分得更开了。再如，在学习核外电子的运动状态时，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，学生理解起来有一定的难度。此时，我们可以把原子核比喻成鸟巢，把核外电子比喻成小鸟。刚刚孵化出的小鸟能量较低，只能在窝边走走；及至稍大些，翅膀硬了点，能量大了些，就能飞远些了；而等到真正长大了，能量更大时，就能飞得更远了。经过这样的比喻，学生很容易就理解了核外电子的运动状态。3.利用多媒体演示由于微观粒子的特性所限，学生很难在脑海中建立关于微观粒子的直观形象，我们可以把多媒体生动的图像、形象的动画等作为学生想象的载体。通过多媒体立体的、动态的演示，将肉眼看不到的分子、原子构成的微观世界直观地展现在学生眼前，使微观过程直观化、抽象过程形象化，引导学生进行想象，直观感受化学中的微观世界，把宏观现象和微观世界联系起来，促进对微观世界的深入了解。例如，在学习氯化钠形成过程时，用多媒体动画模拟钠原子和氯原子的结合过程。开始呈现的是最外层只有1个电子的钠原子和最外层有7个电子的氯原子的微观结构，当二者相遇后，钠原子最外电子层上的1个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。此时，失去最外层电子的钠原子变成显正电性的钠离子，而得到1个电子的氯原子变成显负电性的氯离子。钠离子与氯离子互相作用，形成氯化钠。通过动画演示微粒的变化，可以培养学生的观察能力，激发学生的思维和想象。当然，事物都是一分为二的，现代化的教学手段，在引导学生培养和建立正确的微粒观方面确实具有巨大的优势，但亦同时存在一定的局限性，教师在教学时一定要同时说明这一点例如我们在课件中用不同的颜色来表示原子的各个部分，但实际上原子内部并不是这样五颜六色的，只有说明这一点才可以帮助学生树立正确而严谨的科学观。二、 通过实验、模型等帮助学生体验现代教育理念认为，能力和观念不是教会的，而是学生在学习活动中通过自主体验、感悟、内化、迁移而逐步形成的。新课程标准提出了体验性目标要求，强调了学生的自主体验。新课标的重要理论基础建构主义认为，学习是新旧经验之间双向的相互作用的过程，不是学习者被动地吸收信息而是主动建构信息意义的过程。这种建构不能由他人代替，而是学习者个性化的体验。真正有效的学习是学习者用自己的心智去感受、体验，从而把一个陌生的、外在的、与己无关的对象，变为认知的、可以交流的、甚至是融于心智的感悟。正如那句话所说“我听到的会忘记，我看到的会记住，我做过的才能真正明白。”1.在化学实验中获得直接体验实验是学生认识化学的基础，通过化学实验学生可以获得一些直接体验。分子、原子属于抽象的、肉眼看不见的微观世界，如果能借助化学实验帮助学生获得一些直观体验，必定能够降低学生理解微观世界的难度。例如，在学习分子之间具有一定的间隙、不同状态的物质分子间隙大小不同时，我们可以借助一个小实验来帮助学生获得直观感受。在两支注射器中分别抽入相同体积的水和空气，用手抵住注射器顶端，然后将注射器活塞用力向内推，比较压缩水和空气的难易。通过实验，很容易发现水很难压缩而空气较易压缩，说明气态物质分子之间的间隙较大，而液体（固体）物质分子之间的间隙较小。如此，知识在体验过程中建构，微粒间隙观在学生头脑中自然形成。2.在模型操作中获得间接体验化学课程标准建议教师“努力创设真实而有意义的学习情景”，指出“生动、直观而又富有启迪性的学习情景，能够激发学生的学习兴趣，帮助学生更好地理解和运用化学知识。”微观世界看不见摸不着，非常抽象，我们可以利用模型的直观，帮助学生获得对微观世界的间接认识。例如，在学习分子的构成时，让学生用氢原子、氧原子模型组装出氢分子、氧分子和水分子。新的认知“分子是由原子构成的”，就在体验中生成。在比较物理变化和化学变化的微观本质时，让学生用分子模型模拟水蒸发和水电解过程中的微粒变化情况。通过亲历，建构起新的认知“物理变化中分子种类不变，变化的只是分子之间的间隙；化学变化过程中，分子分成原子，原子重新组合成新的分子，”并通过分析，建立分子、原子的概念“分子是保持物质化学性质的最小粒子，原子是化学变化中的最小粒子。”模型可以是规范的球棍模型、比例模型，也可以发动学生自制模型，或寻找合适的替代品，比如用大小不同的硬币代表不同的原子，甚至可以用肢体代替。例如，用一个拳头代表一个氢原子，那么两个分开的拳头就表示“2个氢原子（2H）”，而当两个拳头互相作用紧挨在一起时就表示“1个氢分子（H2）。”体验是生成知识的基础，它把认知内化，促进体验主体认识的升华，并在体验基础上加深理解，同时促进感受的加深。三、采用多种教学形式，从多个侧面，多个角度，用多种方式启发学生的思维精心设计相关的探究实验，让学生相信微观世界的存在，可以很好的培养学生的观察能力、动手操作能力、实践能力思维能力，同时加强了学生对世界的感知，还渗透化学的美等等。例如：氨分子的扩散，肉眼看不到分子，但是确实有了相关的现象，说明了氨分子是不断运动的在设计实验时，要做到现象明显，直观性强，利用浓氨水和浓盐酸的挥发性可以很直观形象的。当然，任何观念的形成都不是一蹴而就的，微粒观的构建亦是如此。我们应在后续的教学中，根据学生的认知规律和教材体系，引导学生循序渐进地学习，从而构建真正的、高层次的微粒观。参考资料1 李金梅. 帮助中学生建立微粒观四招J.新课程，2011，（6）2 张彩玲.分子、原子教学中如何帮助学生建立微粒观J.化学教育学，2013，(3)3 林清怀. 巧用分子模