建立微粒观点的教学实践探索

时间:2022-08-27 09:10:12

建立微粒观点的教学实践探索

摘 要: 微粒观点是化学体系的基石,是处理化学问题的有力手段。要让学生建立微粒观点,科学的途径是结合学习进程,运用微粒观点对有关概念、基本计算、实际问题进行探讨,使学生体验到微粒观点的巨大魅力,从而逐步建立起微粒观点。

关键词: 化学教学 微粒观点 教学实践

所谓微粒观点,就是在对物质进行研究的时候,从组成物质的微粒入手,通过对微粒的分析,得出正确的结论。微粒观点是整个化学体系的基石,无论是物质的性质、变化,还是定量计算的方法,都与微粒密切相关。因而,用微粒观点看物质,是学习和研究化学的至关重要的途径。用微粒观点看物质是开启化学之门的一把金钥匙。那么,如何让学生建立微粒观点?我认为:结合学情,不仅要从不同角度引导学生用微粒观点分析问题,而且要让学生在不同问题的解决中体验到微粒观点的巨大魅力,立足循序渐进,只有这样,在实践的过程中才能逐步建立微粒观点。

一、在概念的理解中,初步感知微粒观点

课本的概念严密而又富有逻辑。在概念的教学过程中,老师应深刻挖掘概念与微粒之间的内在联系,站在微粒观点的高度诠释概念,让学生不仅深刻理解概念,而且初步体验微粒观点的魅力。这对于课本的理解及化学后来学习更具有较强的指导意义。下面举两例说明。

【例1】两种变化。物理变化和化学变化是化学教学中非常重要的两个概念,对这两个概念理解的程度,决定了学生对化学的认识水平。学过微粒知识以后,引导学生用微粒观点来考察这两种变化,认识上会有一个飞跃。从宏观上看,物理变化是物质聚集状态或外形发生变化;化学变化是原物质生成新物质的变化。从微观上看,物理变化的实质是物质微粒的运动状态和空隙发生了变化,而微粒的结构并没有改变,微粒仍是原来的微粒;化学变化的实质是原来的微粒被破坏,经过原子的重新组合形成新的微粒。比如水汽化这一物理变化,实质是水分子运动变快和水分子空隙变大。水电解这一化学变化,实质是水分子被分解成氢原子和氧原子,然后每两个氢原子结合成一个氢分子,大量的氢分子聚集成氢气;每两个氧原子结合成一个氧分子,大量的氧分子聚集成氧气。通过这样的考察,学生能在更高的层次上认识物理变化与化学变化的本质区别,同时对微粒观点也引起重视。

【例2】元素。元素是化学中最抽象的概念,要让学生对这一概念有初步的认识,只有应用微粒观点。元素的概念早就出现了,它指的是形成千万种物质的几种有限的基本的成分,但元素的本质是什么?用微粒观点考察物质,元素的概念就变得具体清晰了。

比如氧气、水、二氧化碳三种物质都含有同一种成分氧元素,三种物质的微观示意图如下:

其中“”表示氧原子。由示意图可以看出,这三种物质中都含有大量的同一类的氧原子,可见氧元素的本质是氧原子的总体,所以元素是对同一类原子的总称,它是宏观的概念,是不能论“个”的。这样学生就能认识到元素与原子之间的联系,把握到元素的本质,为学习根据化学式的计算打下基础,同时也能体会到微粒观点的重要性。

二、在计算方法的探讨中,初步确立微粒观点

根据化学式计算是学生首次接触的具有化学特点的计算,算法简单但很抽象,很多学生感到难以理解,只能死记算法,生搬硬套。引导学生从微粒观点入手分析,就不难理解了。首先应明确元素与原子之间的关系,大量的时候叫元素,少数几个时叫原子。然后要明确物质由微粒构成,宏观上的物质实质上是同种微粒的聚集体,其中任何一个微粒的组成情况都与这个“集体”完全相同。所以求“集体”中各元素的质量比或某元素的质量分数,就等于求一个微粒中各原子的质量比或某一种原子的质量分数,而化学式实际上就是物质的一个微粒的符号。如此学生就能明白根据化学式计算的方法,即化合物里各元素的质量比,就等于化学式里各种原子的质量比,即各种原子的相对原子质量乘以原子个数再相比;化合物里某元素的质量分数,就等于化学式里该种原子的质量分数,即该种原子的相对原子质量乘以原子个数再除以相对分子质量。通过微粒观点,把元素的问题转化为原子的问题,把抽象的问题转化为浅显的问题,学生会觉得根据化学式计算是很简单的事情,微粒观点也会随之在学生的思维里初步确立起来。

根据化学方程式计算是化学里最重要的计算,初中化学涉及的是有关质量的计算,算法并不难,但道理不简单。要让学生弄清楚其中的道理,只有引导学生用微粒观点来考察化学反应。从微观上看,化学反应的过程是反应物的微粒经过原子的重新组合,形成新物质的微粒,反应前后每种原子的数量都不改变,所以反应中各物质的微粒个数不是任意的,而是存在一定的比例关系,化学方程式里每个化学式前的计量数就体现了这种比例关系。

【例3】比如“2Mg+O2MgO”,表明镁在燃烧过程中,每两个镁原子与一个氧分子反应,生成两个氧化镁分子,各物质微粒的个数比为2∶1∶2,所以该化学反应中各物质的质量比为24×2∶32×1∶40×2,即48∶32∶80。求反应中各物质的质量比是根据化学方程式计算的基础,学生把这一点弄清楚了,根据化学方程式由一种物质的质量计算另一种物质的质量就是水到渠成的事情。通过微粒观点的分析,原本深奥的问题被揭去神秘的面纱,学生能享受到微粒观点在处理化学问题中的无穷魅力,微粒的观点在学生的思维中能得到深化。

三、在实际问题的处理中,提升微粒观点

【例4】如果SO与SO两种物质中所含氧元素的质量相同,求两种物质的质量比。

常规解题方法:设两物质质量分别为m、m,根据氧元素质量相等列等式m×=m×,处理数据,得到m与m的比。

该题如果用微粒观点来分析,则会找到解题的捷径:由氧元素质量相等可知,两物质所含的氧原子个数相等,因此两物质的分子个数比为3∶2,即3SO―2SO,两物质的质量比为3×64∶2×80,即6∶5。

诸如此类运用微粒观点使解题过程大大简化的例子很多。在实际问题的处理中,学生看到了微粒观点的优越性,他们以后就会积极地运用微粒观点,站在一定的高度处理化学问题。

微粒观点的建立不是一朝一夕的事情,教师应结合学生的知识,引导学生使用微粒观点去分析所遇到的问题,通过问题的解决,使学生提高对化学知识的把握,不断收获微粒观点带来的成功的喜悦,体会到微粒观点的魅力,从而自觉或不自觉地建立起微粒的观点。当学生能自如地运用微粒的观点去分析化学问题的时候,就是学生真正打开化学之门,畅游于化学海洋的时候。

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