高美娣

(福建省順昌縣第一中學 353200)

微粒觀是指從微觀角度看待微觀世界，即通過分子、離子或原子感知、認識世界.在魯科版《化學反應原理》中，教材分為三章，三章內(nèi)容相互銜接，學習難度不斷提升，可逐步培養(yǎng)、深化學生的微粒觀.就此，高中化學教師應在《化學反應原理》教學中，針對性設計教學方案，引導學生建構微粒觀.

1 微粒觀分析

1.1 微粒觀

微粒觀基礎理念如下：物質主要由各種微觀粒子組成、組成物質的部分微粒十分微小、微粒呈現(xiàn)出持續(xù)變化運動的狀態(tài)、微粒間存在一定間隔、微粒之間屬于互相作用狀態(tài).

1.2 微粒觀認識層次

《化學反應原理》內(nèi)關于微粒觀相關學習進階內(nèi)容如下：水平一對應階是化學變化微觀成因，對應進階特征為了解分子組成結構，認識到原子屬于化學變化中的最低微粒，分子轉化為原子，原子重新組合轉化為成分子.水平二對應階是能量變化微觀成因，對應進階特征為斷裂分子內(nèi)化學鍵形成吸熱反應，產(chǎn)生分子內(nèi)化學鍵放熱，化學鍵形成與斷裂屬于化學反應中形成能量變化主要成因.水平三對應階是化學反應速率、限度、平衡的微觀原因，對應進階特征為從過渡態(tài)理論、有效碰撞理論解釋影響化學反應速度變化的主要因素是單位體積中活化分子數(shù)量大小，化學反應速度變化以及化學平衡移動都屬于微觀粒子彼此作用影響.水平四對應階是水溶液內(nèi)電解質改變的微觀成因，對應進階特征為水溶液內(nèi)的電解質存在電離，進一步認識到溶液內(nèi)部粒子數(shù)量以及彼此作用聯(lián)系，科學判斷外部條件變化對弱電解質相關電離平衡、鹽類水解以及沉淀平衡溶解所形成的影響.水平五對應階是微粒觀在化學現(xiàn)象解釋中的總體性認識，對應進階特征為對宏觀現(xiàn)象進行準確解釋，可以直接通過符號體現(xiàn)出微觀變化，創(chuàng)建宏觀、微觀、符號的三重表征體系.

2 高中化學教學中學生微粒觀的建構路徑

高中化學教師開展微項目教學，應結合教材章節(jié)內(nèi)容，選擇社會熱點問題或生活常見問題，創(chuàng)設教學情境，引導學生全程參與問題解決過程，在問題解決的過程中，理解化學知識，明確化學與生活的聯(lián)系，理解化學與世界的關系，進而學會從微觀角度看待微觀世界，實現(xiàn)學生微粒觀的有效建構.在實際微項目教學中，高中化學教師應遵循如下流程：

第一，合理選擇微項目，微項目內(nèi)容的選擇直接關系到化學教學效果，高中化學教師應遵循新課標要求，選擇化學生產(chǎn)實例，為學生理解化學知識，建構微粒觀奠定基礎.以《化學反應原理》中的“化學反應條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨”為例，教材內(nèi)容涵蓋化學生產(chǎn)項目，高中化學教師可直接以工業(yè)合成氨作為微項目內(nèi)容，引導學生圍繞工業(yè)合成氨的生產(chǎn)，分析化學反應條件優(yōu)化方案，深化學生對化學反應速率、化學反應方向等知識點的認識，使學生明確化學反應變化和化學平衡移動，均是微觀粒子作用的結果，引導學生正確看待微觀粒子，構建科學微粒觀.

第二，優(yōu)化設計教學活動，結合學生微粒觀的建構困境可知，目前高中化學課堂教學成效不理想，而導致該現(xiàn)象的根本原因在于教學活動與方案的設計不合理.高中化學教師應選擇能夠吸引學生興趣的內(nèi)容，創(chuàng)設教學情境，引出微項目內(nèi)容；再圍繞微項目內(nèi)容，提出學生可以自主探究或合作探究順利解決的問題，既可使學生建構化學知識體系與微粒觀，也可培養(yǎng)學生化學學習信心，實現(xiàn)化學教學目標.

3《化學反應原理》中學生微粒觀的建構實踐

化學觀念核心是堅持知識作為基礎載體，在對各種零散知識進行持續(xù)積累基礎上構成知識體系內(nèi)的核心觀念，而在形成基礎觀念后便可以順利實現(xiàn)知識遷移，深化學生對于學科本質的認識和理解，觀念建構并非單純借助大量背誦理論知識便可以形成的，觀念建構同時也是學生提升自身思維的重要過程.如果相關要順利實現(xiàn)觀念建構目標，則需要對知識內(nèi)涵進行深刻理解，對知識所隱藏基礎觀念進行準確理解，為此需要教師在正式時刻前準確理解相關知識內(nèi)涵，同時對知識基礎概念進行科學概括.教師通過準確把握課程標準以及單元教學觀念，促進觀念和知識充分融入，按照從易到難以及從淺入深的順序逐漸融入化學教學過程，應用化學核心觀念指導化學教學工作.結合學生微粒觀的建構路徑分析結果，本文以魯科版《化學反應原理》中的“化學反應條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨”為例，總結學生微粒觀的建構實踐要點，為高中化學教師開展相關教學提供有益探索.在課堂教學中，高中化學教師可選擇任務驅動法，根據(jù)微項目教學思路，設計不同學習任務，使學生逐步形成微粒觀.

3.1 任務一

高中化學教師組織學生從理論角度入手，分析工業(yè)合成氨的適宜條件，引導學生銜接化學反應速率及轉化率等知識點，明確工業(yè)合成氨的最佳條件，認識到工業(yè)合成氨中微觀粒子的作用，初步建構微粒觀.

首先，教師為學生播放《沁園春·雪》的朗誦視頻，激發(fā)學生的愛國情懷，通過語言引導，組織學生分析新中國發(fā)展到現(xiàn)在成為工業(yè)強國的原因，使學生認識到化學對社會、國家發(fā)展的重要影響，增強學生民族自豪感，調(diào)動學生化學學習熱情.

然后，教師為學生展示合成氨的化學方程式，使學生明確合成氨為可逆反應，要求學生總結合成氨的反應特點，分析如何提高可逆反應的平衡轉化率及反應速率.在該過程中，學生總結的合成氨反應特點包括放熱、可逆、分子數(shù)減小等，引導學生從微觀粒子角度分析合成氨的反應過程，解釋影響平衡轉化率與速率的因素，使學生樹立平衡思想，理解微觀粒子間的相互作用.

3.2 任務二

在教學中，化學教師可以合理設計各種問題情境，科學創(chuàng)建化學知識體系，問題屬于思維啟發(fā)劑.認知沖突、質疑以及問題也是學生思維發(fā)展的重要啟蒙鑰匙.問題提出前需要率先合理創(chuàng)建情境激發(fā)學生思維，微粒觀相關問題情境能夠通過人眼直接觀察的各種現(xiàn)象，能夠借助實驗探究得到最終結果，比如化學史闡述或借助聯(lián)想模擬激發(fā)學生的微觀學習激情，保證問題的適宜度.在學生對合成氨反應有初步認識的基礎上，高中化學教師引導學生分析如何優(yōu)化工業(yè)合成氨的生產(chǎn)過程，使學生利用掌握的化學知識，解決生產(chǎn)生活問題，鞏固學生的理論知識，建構學生的知識體系，強化學生的化學思維.細化來說，在該任務模塊下，高中化學教師提出如下問題：

問題一：“工業(yè)合成氨生產(chǎn)中，還需考慮哪些因素？”學生紛紛開展頭腦風暴，結合自身的生活經(jīng)驗和化學知識儲備，認為工業(yè)合成氨的生產(chǎn)要注重如下要素：(1)循環(huán)利用反應物，避免引發(fā)環(huán)境問題；(2)確定最佳的原料投料比，避免浪費；(3)在優(yōu)化工業(yè)合成氨生產(chǎn)條件時，需計算不同條件下的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的利潤；(4)在生產(chǎn)時不可以直接合成原料氣，需進行凈化處理，避免引起中毒；(5)可以利用工業(yè)合成氨反應放出的熱量，對合成氣進行預熱處理，降低成本.通過該問題，引導學生聯(lián)系化學與生活，為學生通過微觀粒子感知客觀世界奠定基礎.

問題二：“根據(jù)問題一的探究結果，繪制工業(yè)合成氨的生產(chǎn)流程圖.”基于該問題，學生可明確工業(yè)合成氨生產(chǎn)的各項設備、原料、原料間的化學反應、反應產(chǎn)物等知識點，明確工業(yè)合成氨生產(chǎn)中微觀粒子的變化過程，深化認識微觀粒子相互作用這一觀念，強化學生的微粒觀.細化來說，學生總結的工業(yè)合成氨生產(chǎn)流程如下：通過空氣分離器向轉化爐內(nèi)通入空氣，再向轉化爐內(nèi)加入甲烷與水，生成氫氣、氮氣與二氧化碳；將二氧化碳分離后，對氨氣和氮氣進行壓縮處理，轉移至合成氨塔，獲得氨；通過換熱器、水冷凝器、氨分離器處理氨，獲得最終產(chǎn)品，存儲于儲氨槽內(nèi).

3.3 任務三

針對教師布置的任務，學生按照課堂探究過程，分析合成甲醇化學反應的反應特點，明確理論優(yōu)化條件，結合工業(yè)生產(chǎn)實際，進行合成甲醇工藝流程圖的繪制，以甲烷、水和二氧化碳為生產(chǎn)原料，在溫度、壓強和催化劑的條件下，進行反應生成一氧化碳和氫氣，二者反應生成甲醇.在該過程中，存在物質循環(huán)與能量循環(huán)，學生可通過工業(yè)合成物質的生產(chǎn)流程分析，總結物質和能量轉化規(guī)律，理解微觀粒子作用對化學反應速率的影響，進而建構微粒觀；也可培養(yǎng)學生合作意識，解決復雜問題的能力，進而整合學習過的相關化學知識，構建系統(tǒng)知識體系，發(fā)展學生化學核心素養(yǎng).

綜上所述，高中化學教學中學生微粒觀的建構面臨學生興趣薄弱，微粒觀點學習難度高、教師教學科學性不足等困境，高中化學教師可通過微項目教學的實施，合理應用情境教學法與任務驅動法，從《化學反應原理》的教材內(nèi)容入手，選擇學生感興趣的內(nèi)容，創(chuàng)設教學情境，設計探究問題，提高學生學習成效，發(fā)展學生微粒觀.