新课程高中化学“微粒性”观念的建构，本文主要内容关键词为：微粒论文,新课程论文,观念论文,高中化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
化学基本观念是学生获得的对化学总观性的认识，它决定着学生对化学知识的深入理解和灵活应用，对提高学生的科学素养具有重要的价值。高中化学基本观念主要有：化学研究的物质层次、化学中的相互作用、化学反应的方向和限度、化学变化的形式、化学反应中的能量、化学进化等基本观念。化学是一门在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学，以新课程苏教版《化学1（必修）》《化学2（必修）》为例，高中化学从2个方面认识和建构物质的微粒性，一是物质是由原子、分子或离子等层次的微粒构成的，强调微粒的大小、间距、数量和重组，以及微粒的结合方式、顺序、空间排列和作用力；二是化学反应是原子、分子、离子等层次的微粒之间的相互作用，如离子反应中的离子重组，氧化还原反应中的电子转移等等。
一、物质是由原子、分子或离子等层次的微粒构成
苏教版《化学1（必修）》中“化学家眼中的物质世界”从粒子的大小、间距和数量等方面认识物质的微粒性；在《化学2（必修）》中“从微观结构看物质的多样性”，从粒子的结合方式、顺序、空间排列和作用力等方面认识物质的微粒性，在更高的层次上拓展了“物质微粒性”这个化学观念的视野。
1.微粒的大小、间距、数量和重组
《化学1（必修）》中专题1“化学家眼中的物质世界”第一单元丰富多彩的化学物质。本单元教材是以“物质的分类及转化”“物质的量”“物质的聚集状态”“物质的分散系”等化学物质的一般属性为主线，通过学习使学生形成物质微粒性的基本观念。物质的分类和转化实质是分子等微观粒子的存在形态和变化；物质的量是将微观粒子与宏观质量相联系的基本物理量，帮助实现物质转化过程中的定量研究；物质聚集状态的变化实质是分子等微观粒子间相互作用的变化和微粒间距离和运动方式的变化；物质分散系也涉及分子、微粒集合体等微观粒子的大小；电解质电离产生的离子在水溶液中的行为。
2.微粒的结合方式、顺序、空间排列和作用力
《化学2（必修）》中专题1“微观结构与物质的多样性”第三单元从微观结构看物质的多样性。本单元以同素异形现象、同分异构现象、不同类型的晶体微粒，帮助认识和建立物质多样性和微观结构的关系的基本观念。教材以生活中熟悉的2种碳的同素异形体——金刚石和石墨，以及
和碳纳米管，从微观结构的角度认识碳元素原子间的结合方式、作用力和空间排列方式的不同。教材以正丁烷和异丁烷、乙醇和二甲醚为例介绍同分异构体和同分异构现象，碳原子的成键特点与成键方式、碳原子的排列顺序和空间不同可以形成不同的物质。教材从构成晶体的微粒、微粒间的作用力的类型不同，使学生认识微观结构与物质多样性的关系。
二、化学反应是某一层次微粒的相互作用
化学反应的实质是原子、分子或离子等层次微粒的相互作用。例如，苏教版《化学1（必修）》专题2“从海水中获得的化学物质”。氯气溶解于水后是否与水发生反应？氯水中存在哪些微粒？它们的作用分别是什么？通过对氯水微粒成分的探究（见下页图1），认识化学反应是某一层次微粒相互作用的基本观念。
图1
通过氯水中微粒成分的探究，使学生基本理解氯水中存在
分子和
等离子与化学反应事实的联系，并能理清氯水在不同化学环境中由不同的微粒参与主要反应等具体认识，从而建立化学反应是原子、离子、分子的相互作用等基本观念。
1.离子反应中微粒观的建构
离子反应的教学是从微观角度认识物质在水溶液中的存在状态及行为，认识物质在水溶液中的反应实质是离子间的反应。例如对硫酸铜溶液的认识，通过离子反应的学习，使学生不仅能认识硫酸铜溶液呈蓝色的原因，而且能认识硫酸铜溶液中的
离子，从微观的角度认识溶液中发生化学反应的物质性质，使学生初步建立起研究水溶液的思路方法，从而形成电解质溶液中离子参与反应的基本观念。
(1)活动与探究
在含酚酞的氢氧化钡溶液中逐渐滴加含等物质量浓度的硫酸溶液（酸式滴定管，装置图略），观察实验过程中溶液的导电性（电流计测量）、颜色、状态发生怎样的变化？
(2)基本理解与认识
实验过程中可以观察到导电性逐渐减弱，直至几乎不导电，最后导电性又逐渐增强；可以推知溶液中的离子浓度逐渐减小，直至减小到几乎为零，最后又逐渐增大。
溶液红色逐渐变浅，最后变为无色；可以推知溶液中的
离子浓度逐渐减小，即
发生了离子反应生成水。
产生白色沉淀，沉淀量逐渐增多，最后沉淀量不变；
反应生成了
沉淀，不溶于过量的硫酸溶液。
从微观粒子的运动、变化分析反应过程中出现的现象，该反应可以表示为：
让学生认识到氢氧化钡与硫酸在水溶液中的反应是因反应生成水、反应生成沉淀而发生的；恰好完全反应时溶液的导电性最弱，后随硫酸过量，溶液导电性增强。
(3)重新建构认识
为了培养学生从微观角度分析水溶液及其内部发生的反应，例如下列各组2个反应出现的现象完全相同，从微观粒子的运动、变化分析其原因。能否用同一个离子方程式表示2个反应？
碳酸钠溶液与澄清石灰水或氯化钙溶液混合
盐酸或氯化钠溶液与硝酸银溶液混合
盐酸或硫酸溶液与碳酸钠溶液混合
通过活动与探究，引导学生观察、思考，建立离子反应的真实想象；通过交流与讨论，形成对离子反应概念的基本理解和认识，掌握如何利用离子符号、分子式描述离子反应，理解、把握书写离子方程式的正确方法，避免机械套用4步书写法可能发生的弊病，例如，原来书写离子方程式的方法为“写”（写化学方程式）、“拆”（明确哪些物质能拆，可写成离子形式，哪些物质不能拆，必须写化学式）、“删”（将方程式两边都有的离子或分子删掉）、“查”（检查离子方程式是否配平时，要注意原子守恒和电荷守恒）4步法。这种书写方法并没有真正从微观角度入手，不利于引导学生从微观角度分析问题，也不利于学生分析水溶液问题的思路。
该教学案例的优点在于学生在真正认识了某电解质溶液反应实质（离子间的反应）的基础上，用化学语言来描述离子间的反应，脱离了化学方程式的束缚，使学生在以后的学习中能够运用离子反应的观点来分析问题。
2.氧化还原反应中微粒观的建构
氧化还原反应概念的形成也是建立在电子转移和微粒变化的基础上，而不仅只停留在元素化合价的变化。学生对氧化还原反应的认识主要有2个阶段：一是对一般氧化还原反应概念的认识，引发学生对氧化还原反应的本质思考；二是对原电池和电解池工作原理的思考，引发学生对氧化还原反应本质认识的重新建构，使学生对氧化还原反应本质认识得到不断深入和升华。
(1)基本理解与认识
《化学1（必修）》对一般氧化还原反应本质认识的推进：①对金属钠在氯气中燃烧实验进行分析，引导学生认识化合价在反应中的变化与电子转移的关系；②用原子结构示意图分析氯化钠的形成过程，引导学生认识电子转移是氧化还原反应的本质；③从电子得失的角度定义氧化剂和还原剂，引导学生认识电子转移与氧化剂和还原剂的关系；④通过问题解决分析常见氧化还原反应中电子转移的方向和数目，建构氧化还原反应概念的基本理解和认识。
(2)重新建构认识
《化学2（必修）》原电池中氧化还原反应的本质认识：①一块锌粒投入盛有稀硫酸的试管里的实验，引发学生对金属锌与稀硫酸反应的微观层面的本质思考，锌原子失去电子成为
，溶液中
得到电子成为氢原子，每2个氢原子结合生成氢分子，大量的氢分子形成氢气在锌粒表面而产生气泡。②把一块锌片和一块铜片用导线连接、并在中间连接一个灵敏电流计、同时平行插入盛有稀硫酸的烧杯中的实验，引发学生对金属锌与稀硫酸反应本质的新一轮思考。实验观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明外电路上的电子发生了定向移动。其本质是锌原子失去电子生成进入溶液，电子经锌电极流向导线、通过电流表流入铜电极，电子发生了定向移动而产生电流；同时在铜片表面有气泡产生，溶液中的在铜片表面获得电子，反应的离子方程式仍是：
。但前者是锌原子失去的电子直接传递给溶液中，化学能转化为热能；后者是锌原子失去的电子经外电路定向传递给铜片，溶液中的在铜片上获得电子，化学能转化为电能，从氧化还原反应的微观角度进一步认识原电池的形成，同时进一步加深了对氧化还原反应的认识。
3.分子反应中微粒观的建构
分子层次的化学反应非常普遍，例如氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，从微观角度看是氢分子和氯分子反应生成氯化氢分子，尽管这样的分子反应大量出现，但学生还是不能很好建立不同的微粒具有不同的化学性质等基本观念。
《化学1（必修）》“硫酸的性质”教学是一个很好的案例，硫酸是强酸，在水溶液中
完全电离成
，因此，稀硫酸具有酸的通性（离子的性质）和
离子的性质。浓硫酸中存在的主要是分子，因而浓硫酸具有一些独特的性质，如脱水性、吸水性和强氧化性等。教学时可以通过对比实验比较稀硫酸和浓硫酸性质的差异，从微观角度认识硫酸性质与浓度（稀或浓）的关系，真正认识稀硫酸和浓硫酸由于微粒存在形态不同而化学性质不同的根本原因。
化学反应中的“微粒观”建构是在学生对典型事例（氯水参与的反应）深刻理解的基础上，通过离子反应和氧化还原反应的本质认识逐步形成“化学反应是某一层次微粒的相互作用”的基本观念。化学基本观念的形成是学习者主动参与、积极思维的过程，因此在教学中要以问题为主线创设真实、生动的学习情景和多种形式的探究活动，引领学生主动地去探究，积极地去建构。