基于学科核心素养发展的《分子和原子》教学设计
李明 盛家荣
[摘要]《分子和原子》一节是学生在初中化学学习中首次接触微观粒子，也是学生在认知上开始由宏观世界向微观世界转换，对学生来说理解起来有些难度。文章基于发展学科核心素养，促进学生化学基本观念的形成与构建，设计了《分子和原子》的教学过程。在该教学中设计多项课堂实验，创设有意义的问题情境，并结合生活实际，让学生更好地理解和掌握微观粒子的知识，提高了学生学习的积极性，培养了学生化学学科核心素养，符合新课程标准理念。
[关键词]初中化学;核心素养;分子和原子;教学设计
[中图分类号]
G633.8
[文献标识码] A
[文章编号] 1674-6058（2020）17-0065-03
一、教学理念
义务教育阶段的化学课程以提高学生的科学素养为主旨[1]。宋心琦教授曾精辟地指出“学生能否牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念，应当是中学化学教学的第一目标”。因此，化学教学必须超越对具体知识的学习，引导学生形成化学基本观念。从培养学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识等核心素养出发，有利于学生形成化学基本观念，从而培养学生从化学视角审视、分析和解决问题的能力。
二、教材分析
《分子和原子》是人教版九年级化学上册第三单元课题1的内容，是学生学习化学物质构成的奥秘的启蒙课。通过本课题的教学，引导学生从微观角度认识物质及其变化，有助于学生初步建立物质的微粒观，对发展学生的核心素养具有不可替代的重要作用[2]。本单元的教学内容分为两个课时进行，本文主要对第一课时内容进行教学设计。通过本节课的学习，学生能够深入理解第一单元的物理变化和化学变化的本质，同时为后面学习元素、化学式、质量守恒定律等打下基础。本节课在初中化学学习中起到承上启下的作用。
三、学情分析
虽然学习这一课时前，学生在第一单元已经学习了物理变化、化学变化、物质的性质、化学实验的基本操作等内容，此外在小学的自然课中还学习了物质的三态变化，知道热胀冷缩等自然现象，但是由于微观粒子是看不见、摸不着、具有抽象性的，而且在此之前学生只有一些微观现象的感性认识，缺乏理性认知，加上学生还处在从形象思维到抽象思维的过渡期，因此让学生从微观的角度解释宏观现象，他们仍然会感到非常困难[3]。
四、教学目标
1.认识物质的微粒性，认识物质是由分子、原子等微粒构成的。
2.知道构成物质的微粒的基本性质。
3.能运用分子、原子的观点解释一些简单的生活现象和实验现象。
五、教学重难点
教学重点：认识微观粒子是客观存在的以及微观粒子的基本性质。
教学难点：从微观的角度去认识物质。
六、教法学法
教法：结合生活经验创设情境，开展实验，采用问题驱动法、分析归纳法、多媒体教学法等教学方法。
学法：以自主探究、动手实验、听授、合作交流等方式进行学习。
七、教学过程
环节一：设计实验，宏观辨识
【教师活动】布置学生分组实验：每小组桌子上有三瓶编号为1、2、3的无色液体，它们可能为酒精、水、醋酸。让学生通过相应的实验鉴定这三瓶液体并写上标签。
【学生活动】学生以4人为一组进行实验，通过“闻”的方式确定三瓶液体分别是什么;小组派代表上台进行展示。
【问题】为什么我们的鼻子没有接触到这三瓶液体，却能够把它们分辨出来，我们闻到的东西是什么？
设计意图：让学生再次回顾闻气体的实验操作，通过真实的实验情境激发学生对本节课的学习兴趣，引发学生思考，同时培养学生的合作学习能力。学生通过实验真实地感受到了微观粒子，感悟“宏观的物质可能是由肉眼看不见的微小粒子构成的”，激发学习欲望，为接下来的学习做好铺垫。
【过渡】自然界中确实存在着许许多多我们看不到、摸不着，但是确确实实存在的东西，比如我们经过花圃会闻到花香，湿的衣服经过晾晒会变干，这就是我们今天要学习的微观粒子。为了更好地认识世界，就让我们一起来好好学习吧！
环节二：探究微观粒子的基本性质
【教师活动】利用科学技术可证明物质是由分子、原子等微观粒子构成的，现在通過先进的仪器我们能够观察到一些分子和原子。（教师投影分子、原子图片）
【学生活动】看图片，听讲解。
设计意图：通过多媒体展示，让学生认识到物质的微粒性，以及分子、原子的真实存在。
【过渡】通过刚才的学习我们知道，物质是由分子、原子构成的。那么分子、原子有哪些基本性质呢？让我们一起来听听水分子写给我们的信吧！
【教师活动】课件展示，让学生一起读“来自水分子的一封信”：嗨！同学们，我是水分子，我们一个水分子的质量约是3xl0-26千克，在每滴水中大约有1.67x1021个水分子。我这么小，人类用肉眼当然是看不见的。若让10亿人来数一滴水的水分子，每人每分钟数100个，日夜不停，需要三万多年才能数完。
【学生活动】看PPT读文字，小组交流并回答问题。
【问题】读完水分子的来信，你知道分子有哪些基本性质了吗？
设计意图：让学生学会对文字信息进行分析、归纳，培养学生从材料中获取知识的能力。
【教师活动】教师演示课本第49页的探究实验l、探究实验2，先让学生观察实验现象，教师再做分析讲解，同时带领学生思考实验3存在的弊端：浓氨水用量大，操作复杂，氨气会逸散到空气中造成污染。最后，引导学生设计改进实验方案。
【改进实验】把酚酞溶液喷在滤纸条上，然后把处理好的滤纸条贴在大试管壁上，把大试管倒扣在装浓氨水的试剂瓶上。
【学生活动】观看实验，做好记录，思考并归纳出分子的相关特征。
设计意图：培养学生观察和描述实验现象的能力;通过实验改进，不仅克服了浓氨水用量大、污染空气的问题，而且能够让学生更清楚地观察到分子的运动，同时培养学生多角度思考问题的能力和“科学探究与创新意识”的化学学科核心素养。
【教师活动】展示CO2和02分子运动的Flash动画。
设计意图：让学生更加深刻地理解“物质是由大量分子组成的，分子总是在做永不停息的无规则运动，分子间会互相碰撞”，让学生更好地了解微观世界。
【过渡】分子总是在不断地运动，那么分子运动的快慢与哪些因素有关？
【探究实验】分别在等量的冷水和热水中加入一小粒品红，进行对比实验。
【学生活动】学生以小组为单位做实验并观察现象，然后小组讨论，得出结论：温度越高，分子的运动速率越快。
设计意图：培养学生动手实验的能力，并通过实验得出结论，让学生体会实验的趣味性、科学性，增加学生的化学学习兴趣，培养学生的化学学科核心素养。
【教师活动】探究实验：在图1装置中加入一定量滴有红墨水的水，然后再加入等体积的无水酒精，盖紧胶塞，将两种液体混合均匀，观察实验现象[4]。
【问题】根据实验你能得出分子的什么特点？
【学生活动】学生观察实验，发现混合后液面居然下降了，总体积变小。在教师引导下总结出“分子之间是有间隔的”。
设计意图：通过实验制造认知冲突，思维碰撞引发学生思考。强调两种物质混合时体积一般不能相加，但质量可以相加，为学生后面的学习做好铺垫。
【过渡】不同状态下分子间的间隔是一样的吗？下面请同学们来做图2的探究实验。
【学生活动】取气密性良好的两支大小相同的医用注射器，将栓塞向外拉，分别吸入等体积的空气和水，用手指顶住针筒末端的小孑L，将栓塞慢慢推进。
【问题】液体与气体，谁更容易压缩？为什么？
设计意图：通过分组实验，让学生在真实的实验情境中去体验与感知，从宏观辨识到微观探究，得出不同状态的分子间的间隔是不一样的。
【教师活动】PPT投影气、液、固三者在通常情况下分子间隔的动态图片。结合PPT以及前面的探究实验，教师引导学生得出“固体分子间的间隔<液体分子间的间隔<气体分子间的间隔”的结论。
设计意图：通过实验和动态PPT图片展示，进一步加深学生对分子间的间隔的认识，帮助学生更好地理解气体热胀冷缩的现象。
【问题】固态酒精、液态酒精、气态酒精都能燃烧，而不管什么状态的水都不能燃烧，这一事实说明了什么？
【学生活动】在教师的引导下，得出“同种分子性质相同，不同种分子性质不同”的结论。
设计意图：通过对生活常识的描述，引发学生对问题的思考，从而进入对物质的本质的学习，从宏观现象进入微观本质的探析。
八、板书设计
第三单元课题1——分子和原子（第一课时）
一、构成物质的微粒：分子、原子、离子等
二、分子的特征
①分子的质量和体积都很小
②分子总在不断地运动
③分子间有间隙
④同种分子性质相同，不同种分子性质不同
九、教学设计特色
初中化学学习在进入第三单元后学生会进入一个分水岭，这是因为第三单元的化学知识突然从宏观世界进入到微观世界，由于微观的东西看不到、摸不著，学生理解起来比较困难。针对这种情况，设计教学时，教师以实验为切入点，注重学生的主体参与，让学生分组合作学习，先让学生真实地感受到分子是客观存在的，激发学生的学习兴趣;然后考虑到分子、原子比较抽象，设计了多个实验，让学生在真实的情境中去感受微粒;同时引导学生对课本上的实验进行改进，引发学生思考，培养学生的科学探究能力与创新意识;还结合多媒体技术让学生能够观察到微观粒子的一些动态，让微观的东西可视化、形象化，让学生更好地去感受和理解微观世界。如此教学，既突出了重点，突破难点，又培养了学生的学科核心素养，还符合新课程标准的教学理念。
[参考文献]
[1]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011年版）[s].北京：北京师范大学出版社，2012.
[2]朱桂华，吴海霞.基于学科核心素养的发展教学设计：“分子和原子”教学案例[J].化学教与学，2018（3）：82-86.
[3]焦青字.《分子和原子》第一课时教学设计[J].中学课程辅导，2017（11）：105.
[4]张立言.初中化学教案[M].北京：北京师范大学出版社，1999.
（责任编辑 罗艳）
