摘 要：生物学中的细胞和化学中的分子、原子都属于微观世界的内容，在初中学习阶段有许多内容上的相似点。作为生物细胞，学生更容易体验和接受，而物质世界的分子和原子，由于很少能和学生自身体验和已有知识联系起来，所以不容易接受和理解，所以，根据学生的认知发展，找到生物细胞与分子、原子概念和模型上的相关性，帮助学生更快建构模型。

关键词：分子 原子 细胞

分子、原子是九年级接触物理和化学时才会建立的觀念和模型。尤其是化学学科需要重点研究，因为化学是在分子、原子的层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学，所以对分子、原子的理解就显得尤为重要。然而，由于是微观世界的粒子，肉眼看不见，学生又是首次接触，因此，教材设计了许多微观的分子和原子模型。但是收效甚微，学生对于模型的认知建构不起来。在教学中能明显的意识到第三单元物质的微观世界就变成了许多学生学习化学的分水岭，也变成了许多学生学习化学的拦路虎，而这一差距不及时弥补，就减少了许多学生学习化学兴趣和信心。以至于对高中阶段的许多涉及微观化学的内容学得一塌糊涂。因此，如何让学生通过已有知识来建构这种模型，是教师一直寻找的策略。

关于微观世界的认识，学生在小学科学和七、八年级生物学中学习细胞的时候已经建立了。因此，用细胞的视角为分子原子的知识建构，寻找细胞知识与分子、原子相关知识的联系，有利于学生的主动建构式学习的展开，同时又要足够新颖。这样就产生认知上的不协调和冲突，引起学生的兴趣。

一、细胞与分子、原子

我们一般会出示许多图片或者视频来帮助学生建立分子原子真实存在的理念。其实我们在上这个单元的时候直接拿一台显微镜来学习。学生已经在小学科学或者初中生物学中用过显微镜，观察肉眼看不见的细胞。所以对显微镜比较熟悉。现在用显微镜来观察周围的物质，这样，我们在显微镜观察的物质世界就是物质的微观世界。

在课题1中学习分子和原子时，可以利用细胞的模型为分子、原子建立模型的观念。例如，人体是由无数个细胞构成的，在展台上用显微镜展示人血涂片中红细胞的图像，让学生亲身重温细胞的存在。从而将这种体验迁移到分子、原子上来，强调物质是由分子、原子等这些我们肉眼看不见的类似于细胞的微观粒子构成。再次展示显微镜下的硅原子、苯分子

硅（Si）原子苯（C6H6）分子

显微镜下的人体红细胞

学生已经对细胞有了熟悉的认识，再来观察分子、原子的图像就更容易接受。继续通过观察人血涂片中的红细胞，细胞之间有间隔，而构成物质的微粒——分子、原子也细胞一样是由间隔的。这样在学生的意识中，对间隔有了具体的认识，对于后期的学习更加形象和直观。

二、化学变化与细胞分化

学习了分子和原子，需要知道化学变化的微观实质，即分子分裂成原子，原子重新组合，变成新的分子。学生对此又是一个新的理解障碍。而七八年级生物钟就已经学习过细胞分化，即在多细胞生物体内形成各种不同的组织，组织包括肌肉组织、神经组织、上皮组织、结缔组织，这些组织有序结合在一起就组成了皮肤、胃等等器官。细胞重组变成新的组织，与原子重组变成新的分子有相似性。不同的组织（如肌肉组织和神经组织）有不同的功能，而不同的分子（如水分子和过氧化氢分子）也具有不同的化学性质。

动物细胞分化过氧化氢分解微观示意图

三、原子结构与细胞结构

原子结构与细胞结构也有相似的地方。首先，它们都非常小，需要借助显微镜来观察。其次，细胞虽然很小，但是它小小的空间里也有许多细胞器，还可以继续往下分。原子也是一样，小小的空间里有电子、质子、中子等等粒子。再次，决定生物细胞种类的是细胞核中的DNA，而决定原子种类的是原子核中的质子数和中子数。

动物细胞结构模型原子结构模型

四、元素与生物种类

化学的统一在元素上，所以元素的理解对学生学习化学有深远的影响。在初中化学中元素的知识既是重点又是难点，它的定义——具有相同质子数（即核电荷数）的一类原子的总称，元素是宏观概念，只讲种类不讲个数，元素的种类是由原子的质子数即核电荷数决定的。元素是连接宏观与微观之间的桥梁，但是学生总是不能理解。这又是学生的一大难点。而如果从细胞的角度出发，细胞类比原子，不同种类的细胞构成不同的生物，生物类比于元素也是宏观概念，生物的统一在细胞的DNA上，生物的种类最终是由遗传物质DNA决定的。这样就把可以把元素的概念建构在已有的认知上，更加容易理解。

用细胞视角为分子、原子的学习建模，旨在为化学初学者在认知系统中更快更好的建立微观模型观念。通过细胞视角理解分子、原子的性质，化学变化的实质、原子的结构和对元素的认识，学生能够打破思维的壁垒，对物质的微观世界有了更好的认识。同时也为学生打开了综合认识问题和解决问题的思路。其实，自然科学的内容总是有着千丝万缕的联系，所以能从学科知识之间去寻找切合点，从学生的认知结构出发，帮助学生突破重难点，也让学生体会到知识与知识之间不是孤立存在的，知识之间、学科之间是有融合、交叉和连接的。这也是我们培养和发展学生关键能力的必备素质，学科迁移和学科融合是未来教育发展的共同走向。

参考文献

[1]翟中和.细胞生物学（第四版）[M].高等教育出版社，2011.

[2]查锡良，药立波.生物化学与分子生物学（第6版）[M].人民卫生出版社，2011.

[3]陈志伟，陈秉初.科学教学论（第二版）[M].科学出版社，2011.

作者简介：靳四红（1987.04-），女，大学本科，二级教师，研究方向：初中化学教育教学研究。