金新華

摘要：對原子結(jié)構(gòu)的內(nèi)容教學進行了兩種教學設(shè)計的對比，提出可以化學史為線索進行原子結(jié)構(gòu)探究教學的有效嘗試，并深度剖析了原子結(jié)構(gòu)探究教學的新價值。

關(guān)鍵詞：化學史；科學探究；原子結(jié)構(gòu)

文章編號：1008-0546（2014）03-0063-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

一、問題的提出

新課程的基本理念之一是讓學生有更多的機會主動地體驗探究過程，在知識的形成、聯(lián)系、應(yīng)用過程中養(yǎng)成科學的態(tài)度，獲得科學的方法，在“做科學”的探究實踐中，逐步形成終身學習的意識和能力[1]。對于原子結(jié)構(gòu)內(nèi)容的教學，知識的結(jié)論較為簡單，傳統(tǒng)教學往往側(cè)重于知識點的傳授，學生往往處于識記、練習的被動接受狀態(tài)。其實對于看不見摸不著的微觀粒子的研究，我們可以充分運用化學史，帶領(lǐng)學生回到200多年前，沿著科學家的足跡體驗探究原子構(gòu)成的歷程，力圖在指導學生體驗科學研究過程、掌握科學研究方法和科學態(tài)度方面進行有效突破。

二、情景再現(xiàn)

2013年江蘇省南通市初中化學優(yōu)秀課評比內(nèi)容是人教版第三單元課題2《原子結(jié)構(gòu)（第一課時）》，評比主題是基于培養(yǎng)學生學科觀念的初中化學課堂教學，來自各縣市區(qū)的11 位老師展示了兩種側(cè)重點截然不同的教學方案設(shè)計。

設(shè)計一：介紹知識，掌握原子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)內(nèi)容。

通過復習舊知：原子是化學變化中的最小粒子，提出問題：原子究竟能不能再分？然后投影原子彈爆炸視頻以及結(jié)合書本圖片，引導分析得出原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，再通過表格、數(shù)據(jù)引導分析原子內(nèi)部有關(guān)粒子的等量關(guān)系，進而引導分析了核外電子的分層排布規(guī)律以及得失電子形成離子的相關(guān)知識，最后進行練習，鞏固所學知識。

設(shè)計二：追溯歷史，探究體驗原子構(gòu)成的歷程。

片段一：實心球模型的建立與應(yīng)用，初步了解模型構(gòu)建的過程。1803年道爾頓提出了原子的實心球模型，運用實心球模型解釋化學變化中的最小粒子是原子。通過電解水及分子、原子概念的學習，學生能用實心球模型解釋很多化學變化的過程和特征。

片段二：西瓜模型的建立和應(yīng)用，參與模型的建構(gòu)及發(fā)現(xiàn)不足。通過演示摩擦起電實驗，提出電子的存在，引導分析原子中存在帶負電的電子，進而否定了實心球模型。這與以下化學史實不謀而合：1897年，湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子結(jié)構(gòu)西瓜模型，認為電子嵌在原子中如同西瓜籽嵌在西瓜中一樣。

片段三：行星模型的建立和應(yīng)用，嘗試設(shè)計實驗驗證。首先學生游戲：①展示一圓板，用玉米粒正對圓板投擲，觀察玉米粒的走向。②展示一呼啦圈，在其中間用細線掛一鉤碼，然后用玉米粒正對其投擲，仔細觀察所有玉米粒的運動情況。其次教師介紹1911年盧瑟福的α粒子散射實驗，感悟α粒子運動發(fā)生變化的原因，根據(jù)以上現(xiàn)象，引導分析原子的結(jié)構(gòu)。

三、教學分析

本節(jié)課的教學內(nèi)容屬于“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”主題中的“微粒構(gòu)成物質(zhì)”，課程標準只要求“知道原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的”，內(nèi)容相對單一淺顯。從本節(jié)課教育教學價值出發(fā)，應(yīng)全面、深入地挖掘微粒觀構(gòu)建、科學思維方法體驗、科學態(tài)度培養(yǎng)等方面的功能。從課堂教學現(xiàn)場來看，兩種教學設(shè)計的側(cè)重點完全不一樣，教學的實際效果差異是明顯的。對比兩種教學設(shè)計有以下啟發(fā)：

1. 學生地位不同

設(shè)計一中，學生大部分時間處于傾聽、接受、記錄、練習的狀態(tài)。學生成為接受知識的容器，其思維方式主要是識記。設(shè)計二中，學生沿著科學家的足跡經(jīng)歷科學探究的歷程，主動體驗發(fā)現(xiàn)問題、實驗探究、分析解釋、建立新模型、解決問題的過程。3個模型、3個階段是學生從“聽眾”逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸魅恕?，結(jié)合化學史體驗了科學探究的歷程，學生的參與程度、思維深度得到加強。

2. 教師作用不同

設(shè)計一中，教師是知識的權(quán)威，將書本知識源源不斷地傳授給學生。設(shè)計二中，教師由知識的傳授者變成了學生科學探究的組織者、學生學習的幫助者。教師由“演員”轉(zhuǎn)為“導演”，由“一線”退居到“二線”。

3. 學科觀念不同

設(shè)計一中，教師以學科知識作為課堂的關(guān)鍵內(nèi)容，將學科知識的傳授作為課堂教學的中心任務(wù)，化學學科的教學變成化學學科知識的總和。而設(shè)計二以化學史為線索，讓學生經(jīng)歷科學探究的過程，課堂教學的重點已經(jīng)不是純粹基礎(chǔ)知識和技能的教學，而是科學研究過程和方法的體驗和學習。

四、教育價值

通過對《原子結(jié)構(gòu)》兩種教學設(shè)計進行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)以傳授知識為中心的設(shè)計抓住了學科知識而忽視了學生的活動，忽視了學生能力的培養(yǎng)、興趣的激發(fā)及科學方法的訓練。以化學史為線索的科學探究設(shè)計既重視了學科知識又重視學生發(fā)展的新型教學設(shè)計，實現(xiàn)了原子結(jié)構(gòu)教學的新價值。

1. 微粒觀建構(gòu)的方法價值：目前人們對微觀粒子的認識都是來自于對宏觀現(xiàn)象的推測，透過現(xiàn)象看本質(zhì)進行猜想，用模型進行形象化思維有助于學生對原子結(jié)構(gòu)的理解[2]。以原子結(jié)構(gòu)模型發(fā)現(xiàn)過程為線索，通過還原、再現(xiàn)歷史上科學家的試驗場景，引用有關(guān)素材、進行實驗體驗等環(huán)節(jié)，親身體驗原子結(jié)構(gòu)模型的建立、修正、完善的過程。讓學生充分體會到觀察、發(fā)現(xiàn)問題是科學研究的開始，設(shè)計實驗進行驗證分析是關(guān)鍵，得出結(jié)論再對現(xiàn)象作出合理解釋是目的，這是模型建構(gòu)的基本過程。

2. 微粒觀建構(gòu)的學科價值：對于紛繁復雜的化學反應(yīng)，尤其是微觀粒子的建構(gòu)，不管是教師生動形象的講解，很多學生仍然不能確認其客觀存在。只有學生真正理解認識了微觀粒子的真實存在，才能理解化學變化的實質(zhì)。讓學生認識到質(zhì)子、中子、核外電子的存在，學生才能更好地認識離子的存在，才能更好地理解化學變化。

3. 情感、態(tài)度激發(fā)的價值：學生遇到科學家們經(jīng)歷的問題會變得很興奮，學生解決了科學家經(jīng)歷的問題后，有了很大的成就感。同時以化學史為線索，帶領(lǐng)學生經(jīng)歷科學家探索的過程，能再現(xiàn)人類認識微觀世界的歷史，使得學生對科學精神有了更深切的體會和感悟。

總之，對于“原子結(jié)構(gòu)”這一比較抽象的概念，我們可以從化學史中挖掘素材，讓學生和科學家研究的情景相同，也就可以讓學生像科學家一樣進行思考，在“做科學”的探究實踐中逐步形成終身學習的意識和能力。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學課程標準（2011版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012：3

[2] 北京教育科學研究院基礎(chǔ)教育教學研究中心.初中化學學科主題教學案例研究[M].北京：首都師范大學出版社，2009：164-167endprint