物質(zhì)構(gòu)成的奧秘教學中幾個常見問題探討

“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”教學中幾個常見問題探討

楊軍Summary：“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”這一主題內(nèi)容比較抽象，初中學生已有的知識儲備不足，易形成認識偏差。教師在教學中借助生活實例、實驗演示、實物模型等可以幫助學生的認識過程實現(xiàn)從宏觀到微觀、從定性到定量的轉(zhuǎn)化。但是宏觀物質(zhì)的變化規(guī)律并不能完全推演得出微觀世界的變化本質(zhì)。教學中要注意情境運用的合理性、問題解釋的科學性、語言表達的規(guī)范性。Key：物質(zhì)構(gòu)成的奧秘;微粒間作用力;教學問題：1008-0546（2022）07-0096-02：G632.41：Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.07.024人教版教材九年級上冊第三單元“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”在課題1“分子和原子”部分的教學目標為：1.要求學生從宏觀角度認識物質(zhì)的組成，從而認識化學物質(zhì)的多樣性;2.要求學生從微觀角度認識構(gòu)成物質(zhì)的微粒，理解相關(guān)的概念，從而認識到物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的。主要內(nèi)容包括以下幾點：物質(zhì)是由分子、原子等微觀粒子構(gòu)成的;微觀粒子（如分子）總是在不斷運動著，在受熱的情況下，微觀粒子運動速率加快;構(gòu)成物質(zhì)的微觀粒子之間有間隔，物質(zhì)處于不同狀態(tài)時，微觀粒子之間的間隔不同，同一物質(zhì)的微觀粒子間隔受熱時增大，遇冷時縮小;在化學變化中，分子可以分為原子，原子又可以結(jié)合成新的分子[1]。關(guān)于該課程內(nèi)容，《義務教育化學課程標準（2011年版）》中的要求是：知道分子、原子、離子等都是構(gòu)成物質(zhì)的微觀粒子;微觀粒子處于不停的運動之中;微觀粒子之間存在間隔，且物質(zhì)在改變溫度和壓強的條件下，微觀粒子的間隔會發(fā)生變化;能用微粒的觀點解釋生活中常見的物理現(xiàn)象和化學變化[2]。在實際教學過程中，教師常常用“小東西”（小、動、隙）來高度概括微觀粒子的三個特征，這充分展示了教師基于初中學生的認知特點而發(fā)揮的教學智慧。另外，由于本部分內(nèi)容比較抽象，教師常借助生活實例、實驗演示、實物模型、模擬動畫等手段輔助教學，幫助學生建立從宏觀到微觀的認知模型，取得了比較好的教學效果。但教師處理其中某些知識目標的方式值得商榷，例舉及分析如下。一、微粒的運動在一次調(diào)研的課堂上（如表1案例所示），有學生直接就向老師拋出了表1中的困惑?？上У氖抢蠋煯敃r被這個提問給懵住了。顯然，老師當時沒有意識到水揮發(fā)的本質(zhì)原因是由于水分子之間的作用力被破壞，抑或是老師不知道如何向?qū)W生解釋微粒間存在作用力的這一問題。不同的物質(zhì)，不同微粒間的相互作用力的大小不同。水分子的運動會導致水的揮發(fā)，在加熱、紫外光等能量作用下，水分子間作用力被破壞了，但這部分能量不足以破壞衣服纖維分子間作用力。在初中化學教學中我們也可以回避分子間作用力的問題，但我們應該要了解并設法讓學生懂得利用“控制變量”的方法去研究問題。當研究分子運動速率快慢時，取水為研究對象，外界的溫度是變量，溫度高，水分子運動速率快。研究衣服沒有“揮發(fā)”而水揮發(fā)的原因時，環(huán)境的溫度相同，不同的是構(gòu)成水的水分子和衣服中的纖維分子的分子大小、形狀等存在差異，因而揮發(fā)的速率不一樣。二、微粒的構(gòu)成一般的教學思路如表2的案例所示。課標只要求學生知道“分子、原子、離子是構(gòu)成物質(zhì)的微?！?，并不要求知道具體的物質(zhì)是由哪種微粒構(gòu)成，所以初中化學關(guān)于物質(zhì)構(gòu)成微粒種類的教學還是盡量不要拓展，教學評價中最好回避此類問題的考查。由于分子、原子、離子間的相互作用力存在較大差異，因而表現(xiàn)出由分子、原子或離子直接構(gòu)成的物質(zhì)，它們在熔沸點、硬度、導電性等方面存在著較大差異。這些性質(zhì)是微觀粒子間作用力的外在表現(xiàn)。例如：由分子通過分子間作用力構(gòu)成的物質(zhì)，常溫下通常呈液態(tài)或氣態(tài);由原子直接構(gòu)成的物質(zhì)，熔沸點高、硬度大、耐磨。從微粒間作用力的角度分析，“稀有氣體是由原子直接構(gòu)成”的結(jié)論是不夠準確的。隨著科學技術(shù)的進步，目前也可以通過儀器分析來輔助認識物質(zhì)的構(gòu)成微粒。三、微粒間存在間隙微觀粒子具有波粒二象性的運動特征，與宏觀物質(zhì)的運動狀態(tài)有著明顯不同。因此，用宏觀物質(zhì)相互混合后體積變化來直接類推、解釋所有的實驗現(xiàn)象，并得出微觀粒子進入了其它粒子間隔中的結(jié)論是不嚴密的。教學案例如表3所示。兩液體混合時分子間相互作用力直接影響到分子間的距離，而分子間平衡距離的大小又決定著溶液的體積，所以一切影響分子間相互作用力的因素（如分子體積、形狀、極性、組成，各分子對間的相互作用等）都會影響到液體混合時體積的變化。由于液體組分不同，分子間相互作用力也不同，導致了液體混合時體積可能縮小，也可能不變甚至增大[4]。酒精與水混合時，由于氧原子的電負性很大，酒精分子與水分子之間可以形成氫鍵，這個過程就是酒精分子和水分子水合的過程，即酒精分子上羥基的氧原子吸引水分子上的氫原子，同時水分子上的氧原子也會吸引酒精分子羥基上的氫原子，使電子云收縮，重疊程度增大，分子半徑減小，分子間的聯(lián)系更為緊密。微粒間存在間隔為液體混合后體積的變化提供了可能，微粒間的相互作用才是導致體積變化結(jié)果的真正原因。四、水分解過程中微觀粒子的變化教學案例如表4所示。人教版教材示意圖所對應的描述是：水分子分解時，生成了氫原子和氧原子，2個氫原子結(jié)合成1個氫分子，很多氫分子結(jié)合成氫氣;2個氧原子結(jié)合成1個氧分子，很多氧分子結(jié)合成氧氣。很明顯，該微觀粒子的變化示意圖表示的是水分子分解過程中的變化，而并不代表電解過程中的變化。由于該示意圖和相關(guān)解釋在教材中處于電解水的實驗之后，教師誤以為這就是水的電解的微觀解釋。其實，對于“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”的教學誤區(qū)還不止這些。包括分子和原子的概念，部分教師自己都不能準確理解這些概念的適用范圍。教師對教材中的闡述不加思考、不作分析，直接教給學生并要求學生死記硬背的現(xiàn)象普遍存在。五、總結(jié)與思考從以上幾個教學案例的分析中可以看出，微觀粒子如何構(gòu)成物質(zhì)，確實存在無窮的奧秘。但不考慮微粒間作用力的因素，將構(gòu)成物質(zhì)的微粒進行簡單歸類是不嚴密的。用微觀粒子的某個性質(zhì)解釋宏觀變化中的現(xiàn)象，是片面和膚淺的?；诔踔谢瘜W基礎(chǔ)性和啟蒙性的特點，教學不需要對其中某些問題挖得太深，試題考查也應該盡可能回避這些問題。教師不應該“根深蒂固”地接受并強迫學生接受一些并不嚴密的結(jié)論。在中學化學教學中，讓學生認識原子、分子、離子是構(gòu)成物質(zhì)的微粒，了解構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間存在相互作用力，不同微粒之間可以相互轉(zhuǎn)化的觀點是非常重要的。讓學生知道這種變化和微粒間的相互關(guān)系比記住一兩個似是而非的化學概念更重要[5]。Reference[1]人民教育出版社，課程教材研究所，化學課程教材研究中心.義務教育教科書·化學（九年級上冊）[M].北京：人民教育出版社，2012.[2]中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012.[3]中國