用微粒观引导学生加深对物质构成的理解

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  通过第一章和第二章的学习,学生已初步认识了什么是化学,也初步了解了身边最常见的一些物质——空气、氧气、二氧化碳、水等的性质,变化,用途,以及制取途径。随着这些具体的化学知识积累,学生对身边由各种各样的物质构成的五彩缤纷的宏观世界会产生进一步探究的欲望:这么多物质是怎么构成的呢?为什么不同的物质之间有些性质千差万别,有些物质性质却很相似呢?
  初三的学生对元素、原子、分子已经有了初步的认识。基本上已经把元素的概念和要素、单元构成的概念混同。而学生对分子、原子也已经有了一些了解。从元素看,元素确实是宏观上物质组成的要素,基本构成,但是元素究竟是什么,却是我们要在化学中让学生体会的。从分子、原子的教学处理上,我们也要有所侧重,注意利用学生已有的知识。在此基础上,也要纠正学生的一些错误认识,去了解分子、原子的特征,理解分子原子间的关系,解释一些宏观的现象。
  基于以上了解,我在第三章教学中大致分成三大步骤。
  一、知识铺垫的过程
  我们在物质构成的教学中首要的就是帮助学生形成微粒观,用微粒的观点看物质。教师必须选择适当的教学手段,如实物模型、图表、电化教学、多媒体课件、影视录像等,加强直观教学,把抽象概念具体化、形象化,以形象思维强化认识的表象,从而推进抽象思维的发展。另外,在学生初步形成了抽象概念以后,要加强运用,把抽象概念演绎到具体的问题解决之中,使抽象认识具体化、形象化。
  物质作为一种客观存在,能被我们的感觉器官感知。例如:水、过氧化氢、石头,第二章中进行试验的一些物质,都是我们能够感知的。那这些物质内部的微观结构是怎样的呢?用滴管吸取少量花露水后,可以把花露水一滴一滴挤出;粉笔可以被折成一个个小段,还可以磨成粉,用放大镜观察粉末,还可以看到它是由一个个更小的颗粒组成;这些都表明物质是由微粒组成的。当我们把一滴水一步一步地分割,分到一定程度,它仍然能够保持水的化学性质,但是如果我们再继续分割,表现出的就不再是水的化学性质。
  但是,我们肉眼已经无法观察。需要通过眼前的现象告诉学生,肉眼看不到微粒是存在的。到第六章,学生学习的溶液的形成时,我们正好可以联系第三章的知识,明晰溶液中物质分散的形式,区别溶液、悬浊液和乳浊液。
  在学生已经知道物质由微粒构成的基础上,进一步去了解微粒的性质,利用微粒的性质去解释一些宏观的现象。如:手握法检验装置气密性、湿衣服晒干等。知道了物质由微粒构成以后,引导学生去思考:二氧化碳和氧气的性质相同吗?学生都知道是不同的,结合物质都是由微粒构成的提出不同物质由不同微粒构成,分子、原子、离子的引出就显得水到渠成。不同物质具有不同化学性质的原因,就是构成不同物质的微粒不同。
  同种物质由同种微粒构成。例如:水就是由水分子构成的,在水中能保持水化学性质的最小微粒就是水分子。大量的水分子聚集在一起以后就形成了宏观上的水,一杯水的质量就是构成这一杯水的所有水分子的质量之和。
  学生到这里形成对分子、原子的认识。分子、原子、离子都是微小的构成物质的微粒,物质由什么微粒构成就由什么微粒保持它的化学性质。
  二、深入理解的过程
  电解水后从现象上分析,生成了氢气和氧气,物质的化学性质发生了改变,说明构成水的微粒在通电以后变成了构成氢气和氧气的微粒。利用模型,教具或者视频播放探究水电解的过程。得到电解水过程中的一些基本信息。
  在水通电分解生成氢气和氧气的反应中,保持水、氢气、氧气化学性质的微粒分别是水分子、氢分子、氧分子。在反应中水分子被分解为氢原子和氧原子,然后氢原子和氧原子分别重新组合,每两个氢原子构成一个氢分子,大量氢分子构成氢气,每两个氧原子构成一个氧分子,大量氧分子构成氧气。从上述反应可以发现,化学反应前后分子发生改变,而原子不变,进一步分析可以得出分子和原子的本质区别是化学变化中,分子可分而原子不可分。
  分子是由原子构成的。那么原子的结构又是怎么样的呢?原子结构的学习正式浮出水面。
  水就是由水分子构成的,在水中能保持水化学性质的最小微粒就是水分子。大量的水分子聚集在一起以后就形成了宏观上的水,一杯水的质量就是构成这一杯水的所有水分子的质量之和。而水分子是由氢原子和氧原子构成的,一个水分子的质量就是构成中氢原子和氧原子的质量之和。相对原子质量,相对分子质量知识的引入和渗透也可以在这里展开。
  元素概念的形成,到这里也就变得很方便。
  不同的分子是由原子构成的,如:水分子中的氢原子,氢气分子中的氢原子,氯化氢分子中的氢原子,双氧水分子中的氢原子,这许许多多的氢原子的总称就是氢元素,都可以用H表示。
  物质都是由元素组成的,这一观点在第一章中就已经有所呈现,再结合微粒的观点形成的元素概念,我们可以明确地知道,物质是由元素组成的,不同物质中可能含有同种元素,物质的总质量也是组成物质的元素质量之和(这里可以为元素质量分数的计算埋下种子)。
  三、运用概念解决问题的过程
  当学生学会了用微粒的观点看物质、看现象,形成了分子、原子、元素的概念之后,我们就可以运用这些知识去解决一些问题。如:化学式的书写,根据化学式的计算、符号的含义的学习,都要用到在前两个阶段形成的微粒观和形成的相关概念。
  以根据化学式计算化合物中元素质量分数为例。因为同种物质构成的微粒是一样的,所以某种纯净物就是由许多个相同的分子构成的,分子又是有原子构成的。而元素就是相同一类原子的总称,所以计算物质中某元素的质量分数和计算一个分子中某个原子的质量分数得到的结果是一样的。
  综上所述,在物质构成的教学中,我们应侧重于宏观现象的微观解释,将微粒知识紧密地与宏观物质相联系,及时地让学生运用所学的一些微粒性质和相关知识去解释一些宏观的现象和宏观物质的性质。但是,最重要的还是物质微粒观的形成,这个观点将再整个第三章中起到基石的作用,对分子、原子及元素概念的形成有着尤为重要的作用。
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