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实验在微观教学中的应用
——以沪教版“离子”教学为例

2020-10-13江苏省张家港市外国语学校215600李田田

中小学实验与装备 2020年3期
关键词:氯化钠微粒微观

江苏省张家港市外国语学校(215600) 李田田

目前,在中国知网上以“离子教学”为主题搜索,未发现一篇与初中离子教学相关的内容,已有研究多为高中阶段“离子反应”“离子晶体”“离子键”“离子反应及其发生的条件”“离子平衡”等教学相关内容。作为学生微粒观构建的开端,初中阶段对离子概念的初识对高中阶段离子相关教学内容的理解影响极大。因此,非常有必要对初中“离子”教学主题进行研究,以填补已有研究的不足。本文主要从教学背景,课堂教学片段,教学反思3个方面呈现了“离子”一节的教学设计,下面分别说明。

1 教学背景

“离子”是沪教版9年级《化学》第3章第1节“构成物质的基本微粒”第4课时的教学内容。新修订的初中化学课程标准对此部分的要求是,认识物质的微粒性,知道分子、原子、离子等都是构成物质的微粒;知道同一元素的原子和离子可以互相转化,初步认识核外电子在化学反应中的作用。现阶段学生已经完成了构成物质的基本微粒“分子”“原子”的学习:知道了有些物质是由原子构成的,有些物质是由分子构成的;了解了分子和原子的关系,知道分子可以分解为原子,原子可以结合成分子;对微粒有了一定的知识结构,知道了微粒的性质,有了基础的微粒观。

2 课堂教学片段

以氯化钠固体为主线,主要呈现“离子确实存在吗?”“离子如何形成的?”“离子如何表示的?”“离子和原子的比较”4块内容,在呈现相关内容时,用“师”代表教师,用“生”代表学生,并且下文仅呈现了师生表达的关键性话语。

2.1 创设情境,提出问题:离子确实存在吗

演示实验1:取氯化钠固体,溶解于水中,白色的固体分散在试管中水里,看到了无色的液体。

讨论:氯化钠固体哪去了?氯化钠是不是还在烧杯里?为什么“看不到”了?

学生交流得出,试管里的是肉眼看不到的微粒。

师:那烧杯中到底是哪种基本微粒呢?是分子、原子还是离子呢?

生:离子。

师:如何证明离子的存在?

PPT展示资料卡:研究表明物质在水中溶解时能生成自由移动的离子,使得溶液能够导电。

演示实验2:利用实验1所得的氯化钠溶液、灯泡、电源、开关、烧杯、导线等组装一个简易的电路(见图1),闭合后发现灯泡发亮。

图1 氯化钠溶液的导电性实验

生:试管里存在肉眼看不到的微粒——离子,得出离子确实存在。

2.2 分析问题,验证问题:离子如何形成的

演示实验3:钠在氯气中燃烧。

思考:此反应的宏观事实是什么?

生:钠和氯气反应生成了氯化钠。

师:从微观角度分析,反应物和生成物各由什么微粒构成?

生:钠由钠原子构成,氯气由氯气分子构成,氯气分子是由氯原子构成的,氯化钠由钠离子和氯离子构成。

讨论:钠原子如何变成钠离子?氯原子如何变成氯离子?

师:这要从钠原子和氯原子的核外电子排布找寻答案。

PPT动画演示:氯化钠的形成(见图2)。

图2 氯化钠形成示意图

得出结论离子如何形成:在化学变化中,电中性的原子经常因得到或失去电子而成为带电荷的微粒。

2.3 深入分析,延伸问题:离子如何表示

师:我们可以通过结构示意图来表示原子或离子活动:你知道老师展示的是什么微粒吗(见图3)?

图3 微粒图示

生:讨论得出结果。

师:以上表示方法你更愿意用哪种?

生:Na+。

师:Na+表示带一个单位正电荷的钠离子。

问:那你能否用同种方法表示镁离子、钾离子、氧离子等?

师:在宏观物质、微观粒子和化学符号之间建立联系,是化学学科特有的思维方式。

2.4 趁热打铁,解决新问题:离子和原子的比较

讨论:你能发现原子变成离子的过程,变的是什么,不变的是什么?

生:变的是核外电子,不变的是原子核。

思考:原子可以变成离子,那离子能否通过得失电子变成原子?

PPT展示:工业上用电解熔融氯化钠的方法生产金属钠。

生:离子也可以通过得失电子变成原子。

师:除了核外电子不同,离子和原子还有何不同?

生:离子带电,原子不带电等。

思考:在化学变化中什么充当着重要角色?

生:核外电子。

3 教学反思

3.1 微观教学也应当重视化学实验

化学实验无论何时都是化学教学之魂,按照传统的教法,在沪教版第3章物质构成的奥秘(主要是微观教学章节)的教学中,教师往往只有在讲授第1节微粒的基本性质时做几个书上的演示实验,接下来不再做实验,按部就班地按照书上所呈现的顺序介绍分子、原子、离子并且理解起来有一定难度。教学实践表明,在这部分微观教学中,学生也期待化学实验。笔者从学生口中听到最多的就是“老师我们什么时候做实验”“老师第3章就没有实验了吗”“老师你就做实验吧”,从学生的语言表达中可以知道,他们对化学实验的期待。当然,教师不能为了实验而实验,而要使实验的作用发挥到最大化,吸引学生是一方面,提升学生的思维也是必要的。在离子的教学中,学生初识离子,还是应当以最典型的氯化钠为例展开,这也是本文以氯化钠为主线的出发点。

3.2 微观教学应当重视在“宏-微-符”之间建立联系

在宏观物质、微观粒子和化学符号之间建立联系,是化学学科特有的思维方式。从直观的宏观事实到理解的微观实质,再到可以用正确的化学用语表示出来,这是启发学生微粒观的开端,极其重要。在微观教学中,死记硬背着实不是好方法,教师教的累,学生学的更累。面对这一问题,教师可以利用图片将物质、微观模型、化学符号并列展示。也可将化学反应、实验操作等以动画形式呈现使学生理解反应的本质。当一串串枯燥的化学符号变为了一个个活跃的“精灵”时,学生的精力集中在了物质变化的神奇奥秘中,化学符号变成了通往微观世界的桥梁,使学生深刻理解了宏观与微观的含义。

3.3 微粒观的建构应当重视离子的教学

在初中化学中构成物质的基本微粒、元素的化合价、溶液的导电性、酸碱盐、复分解反应的发生条件和微观实质等部分,以及高中化学的氧化还原反应、原子核外电子排布、离子键、离子化合物、离子晶体、离子反应、离子平衡、离子方程式等部分,这些都是和离子概念相关的内容,本文的离子教学是所有相关离子概念教学内容的开端,是学生微粒观建构中不可缺少的一部分,其重要性不言而喻。因此,微粒观的建构应当重视不同阶段的离子的教学。

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