初中九年级化学分子与原子大思政视域下教案

初中九年级化学分子与原子大思政视域下教案

一、教学背景分析

本教学设计针对人教版九年级化学上册第三单元“物质构成的奥秘”中课题一“分子和原子”内容展开。九年级是初中阶段的关键学段，学生首次系统接触化学学科，正处于从宏观感性认识向微观抽象思维过渡的重要时期。分子和原子作为化学学科的核心概念，是学生理解物质组成、结构和变化的基础，也是连接宏观现象与微观本质的桥梁。在课程思政理念引领下，化学教学需超越知识传授，实现价值塑造、能力培养和知识建构的有机统一。大思政视域强调将思想政治教育融入学科教学全过程，通过化学课程培养学生科学精神、辩证唯物主义世界观、爱国主义情怀以及社会责任感。本节内容涉及微观粒子，抽象性强，学生容易产生畏难情绪，因此教学设计需通过实验探究、模型建构、情境创设等多种策略，化抽象为具体，同时自然渗透思政元素，使学生在掌握化学知识的同时，提升综合素养。

教材分析方面，本节内容承前启后。在此之前，学生学习了物质的变化和性质，对宏观化学现象有了初步认识；在此之后，学生将学习元素、化学式、化学方程式等内容，微观概念是理解这些知识的前提。教材通过品红扩散、分子运动实验等直观现象，引导学生认识分子的存在和性质，进而引入原子的概念，并区分物理变化与化学变化中粒子的行为。教材编排体现了从具体到抽象、从现象到本质的认识规律。然而，教材对思政内容的显性呈现有限，需要教师深入挖掘和拓展。例如，分子运动论与空气污染治理、我国在纳米科技领域的成就、科学家的探索精神等，均可作为思政融入点。

学情分析显示，九年级学生的认知发展具有特定特点。他们的逻辑思维能力正在发展，能进行一定程度的抽象推理，但对微观世界的想象仍依赖直观表象。学生已具备一定的物理、生物知识基础，对扩散、蒸发等现象有生活体验，这为理解分子运动提供了支撑。然而，将宏观现象归因于微观粒子的行为，对他们而言是一个思维跳跃。部分学生可能固守宏观经验，难以接受看不见的粒子的真实性。此外，学生兴趣点多样，对实验、动画、故事等教学形式反应积极。因此，教学设计需利用多媒体技术、动手实验和类比方法，降低认知负荷，激发探究兴趣。同时，九年级学生价值观正在形成，对社会问题有一定关注，通过将化学知识与环保、科技发展等议题联系，能够有效调动其学习内驱力，实现思政教育目标。

大思政视域下的教学要求教师具备跨学科整合意识。本节内容可与物理学的分子动理论、生物学的细胞物质交换、哲学的物质观等产生联系。教学设计应打破学科壁垒，引导学生从多角度理解粒子世界，培养系统思维。思政目标的设定需具体、可操作，避免空泛说教。例如，通过分子不断运动的性质，引导学生理解运动的绝对性这一哲学观点；通过科学家探索原子结构的历程，培养敢于质疑、坚持不懈的科学精神；通过讨论PM2.5的扩散与防治，树立绿色生活理念和生态文明意识。这些思政元素应像盐溶于水一样，自然融入知识探究过程，让学生在潜移默化中接受熏陶。

二、教学目标

基于课程标准、教材内容和思政要求，设定以下三维教学目标：

知识与技能目标：学生能够准确描述分子的基本性质，包括分子的体积和质量很小、分子在不断运动、分子之间存在间隔。学生能够叙述原子的定义，理解原子是化学变化中的最小粒子。学生能够运用分子和原子的观点解释常见的物理变化和化学变化现象，如蒸发、溶解、燃烧、分解等。学生能够区分纯净物和混合物在微观构成上的不同，初步建立“宏观物质-微观粒子”的对应关系。

过程与方法目标：学生通过观察教师演示实验和学生分组实验，学习科学观察和记录现象的方法。学生通过分析实验数据，如混合物体积变化，学习归纳推理的思维方法。学生通过操作分子原子球棍模型，学习运用模型表征微观实体的方法。学生通过小组讨论和辩论，学习合作学习和清晰表达观点的方法。学生通过将微观粒子行为与宏观现象联系，学习从表象深入本质的分析方法。

情感态度与价值观目标：学生通过感知微观世界的奇妙，激发对化学学科和自然科学的持久好奇心与探索欲。学生通过了解人类认识分子原子的漫长历程，体会科学发展的曲折性，形成崇尚真理、严谨求实的科学态度。学生通过理解分子运动与环境污染的关系，增强环境保护意识和社会责任感，愿意践行低碳生活。学生通过了解我国科学家在微观科技领域的贡献，如扫描隧道显微镜的研发、纳米材料的研究，增强民族自豪感和科技报国的志向。学生通过讨论物质无限可分等话题，初步接触辩证唯物主义物质观，认识到世界是物质的和运动的。

三、教学重点与难点

教学重点确定为分子基本性质的探究与应用。分子是学生接触的第一个微观粒子概念，其性质是理解后续所有微观概念的基础。重点一：分子在不断运动，并能用此解释扩散、蒸发等现象。重点二：分子间存在间隔，并能用此解释物质三态变化、热胀冷缩及气体压缩。掌握这些性质，学生才能顺利构建微观图景。

教学难点集中在微观观念的建立与抽象概念的理解。难点一：如何让学生确信分子和原子的真实存在。学生习惯于相信眼见为实，而微观粒子无法直接观察，需要通过大量间接证据和逻辑推理才能建立信念。难点二：如何区分物理变化和化学变化中分子和原子的行为变化。学生容易混淆“分子本身是否改变”与“分子间隔是否改变”，需要清晰界定物理变化中分子种类不变，化学变化中分子分裂为原子，原子重新组合。为突破难点，教学设计将综合利用数字化模拟、实验证据链、历史史料和模型建构，提供多维度认知支持，并设计阶梯式问题引导学生逐步深入思考。

四、教学准备

为确保教学效果，需进行周密准备。

教师准备项目包括：其一，多媒体课件与数字资源。制作或搜集高质量动画，动态展示水分子的蒸发、氧分子的运动、水电解过程中原子的重组。准备短视频，介绍扫描隧道显微镜原理及拍摄到的原子图像，展示我国“墨子号”卫星等科技成就中涉及的量子技术前言，建立与微观世界的联系。其二，实验器材与药品。准备品红溶液、蒸馏水、烧杯、胶头滴管用于品红扩散实验。准备无水酒精、水、量筒、细玻璃棒用于酒精与水混合实验。准备氨水、酚酞溶液、棉花团、大烧杯用于分子运动探究实验。准备气球、注射器用于演示分子间隔。其三，物理模型。准备不同颜色和大小的塑料球与连接棍，用于搭建水分子、氧分子、二氧化碳分子等常见分子模型。其四，文本与案例资料。整理道尔顿原子论、阿伏伽德罗分子说的历史资料，整理我国科学家如钱学森在原子物理领域、白春礼在纳米科技领域的贡献故事，整理关于空气质量报告、污染物扩散的新闻剪报。

学生准备项目包括：课前预习教材第三单元课题一内容，思考“为什么我们能闻到花香”并记录自己的想法。复习物质物理变化和化学变化的实例。以异质分组原则组成四人学习小组，明确组长、记录员、操作员、汇报员等角色分工，培养团队协作意识。

五、教学过程

本教学过程设计为连续的五个阶段，总计45分钟，注重学生主体参与和探究生成，思政线索贯穿始终。

第一阶段：创设情境，悬疑导入——感知微观世界的存在

教师活动开始于非言语交际。教师走进教室，将一滴香水轻轻滴在教室暖气片或扩香石上，沉默地操作。片刻后，香气弥漫。教师随之展示一幅动态多媒体画面：一边是宏观的鲜花盛开，一边是模拟的香气分子从花中飞出、在空气中运动的微观动画。教师提出问题链：“请问各位同学，你们闻到了什么？香气是如何从讲台传到你们鼻子的？我们能看到香气吗？既然看不到，我们凭什么认为它有？这背后隐藏着物质构成的什么奥秘？”

学生活动表现为感官体验与初步思考。学生嗅闻空气，确认香气存在。观看动画，产生直观印象。针对教师问题，小组内展开两分钟快速讨论。可能的回答包括：“香气是飘过来的”、“有什么小东西跑过来了”、“是分子”等。教师不急于评判，而是鼓励各种猜想。

设计意图在于利用嗅觉这一直观感受打破“眼见为实”的思维定势，制造认知冲突，自然引出了解物质微观构成的需求。动画对比呈现宏观与微观，初步建立联系。思政融入点在于，通过“看不见却真实存在”的讨论，引导学生初步认识科学研究的对象不限于可直接感知的事物，培养实事求是的科学态度和基于证据的理性思维。教师可适时提及，科学史上许多伟大发现，如电磁波、细菌，最初都不可见，但通过科学方法被证实。

第二阶段：实验探究，构建概念——揭秘分子的性质

本阶段是教学的核心环节，通过系列探究活动，引导学生自主建构分子概念。

探究活动一：分子在不断运动。

教师首先演示品红扩散实验。取两只烧杯，分别加入冷水和热水。用胶头滴管向两烧杯中央同时轻轻滴入一滴品红溶液。要求学生安静观察，比较两杯中品红扩散的快慢，并记录在学案上。现象为品红在热水中扩散更快，最终两杯水都变成均匀红色。教师提问：“品红颗粒哪里去了？为什么水会变红？为什么热水里更快？”引导学生推理：品红由更小的、看不见的粒子构成，这些粒子进入水分子间隙，并且温度高时运动更剧烈。

随后，进行氨分子运动探究实验。将滴有酚酞试液的棉花团放入大烧杯内壁不同位置，在中央培养皿中倒入少量浓氨水，迅速盖上玻璃片。观察棉花团由下至上、由近及远逐渐变红的过程。学生分组讨论该现象说明了分子运动的哪些特点。通过汇报，总结出分子总是在不断运动，且运动速率受温度影响。

探究活动二：分子间存在间隔。

学生分组实验：用量筒分别量取50毫升水和50毫升无水酒精。将酒精缓缓倒入水中，用玻璃棒轻轻搅拌，提醒学生注意观察液面。学生惊讶地发现，混合后总体积小于100毫升。教师提问：“‘丢失’的体积去哪了？这说明了什么？”引导学生类比将一满碗芝麻倒入一满碗黄豆中，总体积会小于两碗体积之和，从而推理出分子之间并非紧密堆砌，而是存在空隙，不同物质的分子大小不同，混合时分子相互嵌入空隙，导致总体积减小。

教师进一步演示：用注射器抽取一定体积的空气，堵住出口，用力推压活塞。学生观察活塞能被一定程度压缩。换做抽取同体积的水，再做推压，活塞几乎不动。通过对比，引导学生得出结论：气体分子间隔远大于液体，所以气体容易被压缩，物质的三态变化本质上是分子间隔的改变。

探究活动三：分子的大小与质量。

教师提供数据：一滴水中大约有1.67×10^21个水分子。如果让十亿人来数一滴水中的分子，每人每分钟数100个，需要数三万多年。播放用电子显微镜拍摄的苯分子图像的图片。学生通过震撼的数据和图像，感性认识分子的“小”。教师强调，分子是真实存在的，但非常微小，因此它的许多性质需要通过宏观现象来间接推断，这正是科学方法的威力所在。

在以上探究基础上，教师引导学生阅读教材，系统总结分子的三大基本性质，并完成概念图。思政融入在本阶段多层次展开。其一，在实验过程中，严格要求学生规范操作、如实记录，哪怕现象与预期不符，培养严谨求实的科学品德。教师分享化学家瑞利因为小数点后第三位的微小差异而发现氩气的故事，说明细节的重要性。其二，通过分子运动与温度的关系，联系到热能转化、节能减排，引导学生思考如何在实际生活中减少能量散失。其三，通过分子间隔的探究，引导学生理解物质结构决定性质，性质决定用途的化学基本思想，并类比社会结构中个体与集体的关系，渗透系统思维。

第三阶段：溯古论今，深化认知——从分子到原子

在建立分子概念后，教学自然过渡到更基本的粒子——原子。

教师采用历史叙事法，讲述人类认识原子的思想历程。从古代中国的“端”与古希腊德谟克利特的“原子”哲学猜想，到道尔顿基于定量实验提出科学原子论，再到阿伏伽德罗提出分子概念弥补其缺陷，最后展示现代扫描隧道显微镜拍摄的硅原子表面图像。这条时间线让学生理解科学概念不是一成不变的真理，而是在不断质疑、修正和完善中发展，从而培养开放的科学发展观和勇于质疑的精神。

关键转折点在于分析化学变化。教师播放水通电分解的高清实验视频，伴随微观动画模拟：通直流电后，水分子破裂，分解为氢原子和氧原子，然后每两个氢原子结合成一个氢分子，每两个氧原子结合成一个氧分子。动画暂停，教师提问：“在这个过程中，什么粒子发生了改变？什么粒子没有改变？”学生小组讨论后明确：水分子改变了，变成了氢分子和氧分子；但氢原子和氧原子本身没有改变，只是重新组合。教师由此引出原子的定义：原子是化学变化中的最小粒子。而分子是保持物质化学性质的最小粒子。

学生动手活动：使用球棍模型套件，小组合作搭建水分子、氧分子模型。然后模拟水电解过程：拆开水分子模型，得到独立的氢原子球和氧原子球，再将它们重新组合成氢分子和氧分子模型。通过动手操作，深刻理解化学变化的微观实质是原子的重新组合，原子种类和数目不变，这是质量守恒定律的微观基础。

思政融入在此阶段尤为深刻。通过中西古代先贤对物质本源的不懈追问，培养学生对人类知识遗产的尊重和哲学思考习惯。重点介绍我国科学家在微观成像技术上的贡献，如1988年中国科学家首次用STM在石墨表面刻写出“中国”字样，以及当前在量子通信领域的领先地位，激发学生的民族自信和科技强国志向。同时，通过原子在化学变化中不变这一事实，引导学生理解变化中蕴含的永恒，感悟辩证法的对立统一规律。

第四阶段：联系实际，迁移应用——诠释现象与担当责任

学习知识的价值在于解释世界和改造世界。本阶段旨在引导学生将微观知识应用于分析宏观实际问题和价值判断。

应用活动一：解释生活现象。教师呈现一系列生活场景图片或短视频：湿衣服在阳光下晾干；蔗糖放入水中逐渐消失；打开白酒瓶，满屋酒香；轮胎在夏季容易爆胎；金属铝能被拉成丝。学生以小组竞赛形式，抢答并用分子原子观点解释。教师点评并深化，例如解释湿衣服晾干时，强调水分子获得能量运动加剧脱离衣服表面，联系到任何蒸发都需要吸热，渗透能量观念。

应用活动二：辨析宏观分类的微观本质。教师展示一杯纯净水和一杯盐水的图片，提问：“它们在微观构成上有何不同？”引导学生得出：纯净水由同种水分子构成；盐水由水分子、钠离子、氯离子（可提前告知离子也是粒子的一种）等多种粒子构成，为后续学习混合物、纯净物、离子概念埋下伏笔。

应用三：聚焦社会议题，思政深化。教师展示近期城市空气质量指数报告截图，以及雾霾与晴空对比图。提出问题：“PM2.5等污染物是如何在空气中扩散的？从微观角度，我们如何理解污染的传播？”学生运用分子运动知识进行分析。接着，播放一段关于我国“打赢蓝天保卫战”措施的短片，包括工业减排、新能源汽车推广、绿化建设等。引导学生小组讨论：“作为一名中学生，我们可以从哪些微观行为做起，为环境保护贡献力量？”讨论方向可包括：节约用电（减少发电厂化石燃料燃烧，减少污染物分子排放）、绿色出行（减少汽车尾气分子排放）、宣传环保知识等。最后，教师总结：每一个分子运动构成宏观的环境变化，每一个人的微小行动汇聚成社会的巨大进步。化学知识赋予我们认识世界的能力，更赋予我们改善世界的责任。

第五阶段：归纳总结，升华主题——构建认知与价值体系

课程最后，师生共同进行结构化总结。教师邀请不同小组的学生代表，分别从知识要点、探究方法、思想感悟三个方面分享本节课的收获。教师在黑板上动态生成概念图式的板书，将学生的发言整合成系统网络。

知识要点方面，梳理分子性质、原子定义、物理变化与化学变化的微观区别。

探究方法方面，回顾如何通过实验观察、数据分析、模型建构、推理类比来认识微观世界。

思想感悟方面，引导学生提炼本节课的思政收获，如：世界是物质的，物质是运动的；科学认识是不断发展的；技术创新源于基础研究；保护环境需从我做起。

教师进行最终升华：今天我们学习的不仅是分子和原子，更是一种世界观和方法论。从遥远的哲学思辨到精确的科学实证，人类对物质本质的探索永无止境。希望同学们保持这份对未知的好奇，用科学的眼光观察世界，用辩证的思维分析问题，用担当的行动创造未来。将个人学习与时代发展相连，为未来可能解决能源、环境、材料等重大挑战储备知识和品格。

布置分层作业，兼顾巩固、拓展与思政延伸：基础性作业为教材课后习题1、2、3、4题；实践性作业为设计并完成一个家庭小实验，证明分子在不断运动或分子间有间隔，并录制短视频讲解原理；研究性作业为以“微观粒子与大国科技”为主题，搜集资料，撰写一篇500字左右的短文，探讨我国在粒子科学相关领域的一项成就及其意义。

六、板书设计

板书采用图示与关键词结合的方式，伴随教学进程逐步生成，最终形成如下结构：

课题：分子和原子——探索微观世界的钥匙

宏观现象：闻香气、品红扩散、体积混合<-->微观本质：分子原子

一、分子

1.存在：真实、微小

2.性质：

运动性：不停运动，温度影响速率

间隔性：存在空隙，气大于液大于固

3.定义：保持物质化学性质的最小粒子

二、原子

1.存在：化学变化中最小粒子

2.与分子关系：分子由原子构成

3.化学变化实质：原子的重新组合

三、变化视角

物理变化：分子本身不变，间隔改变

化学变化：分子改变，原子不变

四、思政启迪

物质观：世界是物质的，无限可分

运动观：一切处于永恒运动

科学观：求真务实，勇于创新