神马文学网老兵新招
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老兵新招（3）
省级专家 程同森 2010年8月4日 00:08
第一招：关于物质构成的微粒观的建立。
《物质构成的奥秘》这部分内容，含有丰富的化学基本观念，比如物质构成的微粒观、物质组成的元素观等，帮助学生建立物质构成的微粒观是核心。实践表明，不少学生感到化学难学，不得入门，首先是因为没有形成物质构成的微粒观念。
著名物理学家费曼说过：“如果在某次大灾难中，所有的科学知识都将被毁灭，只有一句话能够传给下一代，那么怎样的说法能够以最少的词汇包含最多的信息呢？我相信那就是原子假说（或原子事实，或随便你叫它什么名字），即万物都由原子构成，原子是一些小粒子，它们永不停息的四下运动，当它们分开一个小距离时彼此吸引，而被挤到一堆时则相互排斥。只要稍微想一想，你就会看到，在这句话里包含关于这个世界的极大量的信息。”[1]
道尔顿作为科学大师，他的创造性表现为超出常人的直觉及想象。今天，人们最终看到了原子、分子，真正知道“肉眼看不见”的“微”究竟小到什么程度，才更加体会到前人关于“物质由微粒构成”的想法具有多么大的创造性。正因为如此，让初学化学的学生想象出一种物质是由不连续的、看不见的微粒构成的，是很困难的。同时，这种源于直觉、想象的创造力又是不能用讲授的方法去教的，在教学上我们能够有所作为的就是创设问题情境，用问题“逼”学生去想，想通了，顿悟了，解释得让别人信服了，教学的目的就达到了。下面是我们上课的片段。
学生活动一：从生活现象提出问题进行思考（2分钟）
[投影]
1、一小块冰糖如何均匀地分给全班同学？
2、糖块放入水中后，会逐渐变小，直到糖块完全消失。 你怎样解释糖块消失这一现象？
3、湿衣服为什么会晾干？蒸发是怎么回事？
——像牛顿或爱因斯坦这一类的天才成为天才的原因是：他们问很明白、很天真的问题，结果是，这些问题的答案却是惊天动地的。
[师]请把你们的解释写在学案上。
不管对错，先把你们的解释暂时放在那里，接着让我们做一个有趣的实验。
学生活动二：实验提问、讨论探究、建构微粒观（20分钟）
[学生实验]
1、观察密封在塑料袋中的乙醇（俗称酒精），记下乙醇的颜色 状态 。
2、将密封有乙醇的塑料袋放入85℃以上的热水里，观察到的现象 。
将塑料袋从热水中拿开，在空气中停留一会儿，观察到的现象 。
[1] （美）R.P.费曼.费曼讲物理入门.长沙：湖南科学技术出版社，2007，7，第4页
3、思考并解释：怎样解释看得见的乙醇气化后就看不见了，液化后又看得见了？
学生的解释：
（1）气化了，变成气体了就看不见了
[追问]为什么气体就看不见？
（2）气体无色就看不见。
[追问]无色的乙醇为什么就看得见？
（3）物质聚在一起看得见，分散了不能反射光线就看不见
[追问]物质分散了为什么不能反射光线？
（4）乙醇（酒精）气化分散变成小微粒，肉眼就看不见了
[追问]微粒是因为分散变小的还是分散前本来就小？
……
迫使学生人人动脑筋思考，直到给出一个自己认可的解释。
——分子原子论的提出，是一种直觉的想象的产物，要让学生充分发挥他们的想象力，经历这个创造过程。
4、小组讨论和全班的争论。
[师]归纳已有的几种解释，要求分组讨论这些解释。
[生]小组汇报，全班的自由争论。每个学生都要记下自己认为最有说服力的解释。
教师期望并引导学生做出这样的解释：
如果我们把看得见的乙醇想象成是由很多很多小到肉眼看不见的微粒聚集而成的，当乙醇受热时，就会分散开来成为一个一个的微粒，我们称这种微粒为乙醇分子，分子很小，是我们肉眼看不见的，所以当它变为气体时我们就看不见了。当遇冷的时候，一个一个的乙醇分子又聚集在一起，聚集得多了我们就又看到液体状态的乙醇。
[师]你赞同这种想象吗?你信服这样的解释吗？
[师]微粒（分子）是一种想象的产物，是发明出来用于解释现象的一种“说法”，这种想象的“说法”称之为“假说” 或“猜想”。
——假说的创立，不能是一个被告知的过程。学生自己的想象和同学之间的交流共享是必不可少的，有了上述过程，保证了学生表述在口头上的关于微粒观念的词句是自我建构的，会从心里接受它们。如果没有这个过程，学生把分子、原子的知识即便是记下来了，也很难相信它们。另外，这个过程也是人类建立微观认识的一种重演，学生较容易体验到原子学说的提出是人类智慧的创造。以上活动是本节课最核心的环节。
学生活动三：观察、思考、确认（8分钟）
[师]同学们用“物质是由微粒构成的”这一猜测，对我们提出的问题做出了令大家都能接受的解释，这是令我们高兴的事情。我们的想法和二百多年前道尔顿等人的思想是一致的，最初他们把想象的这种微粒称之为原子，后来发现构成物质的微粒还有分子、离子。这些微粒作为人类思维的发明物，用它成功地解释了原来人们不曾解释的现象，但对原子分子学说持怀疑态度的人总是不依不饶的让拥护该学说的人拿出一个原子或分子来看看才能让他们信服。原子、分子是不是一种真实存在？直到上世纪80年代发明了扫描隧道显微镜后，人们才真切看到了原子、分子。
[投影]扫描隧道显微镜的原子、分子照片。分子由原子构成。
[投影]人的手从100逐级放大到1010的系列照片。（链接）
[师]水是大家最熟悉的物质之一，常温下，水是一种光滑流动的液体，让我们取一滴水，如果从新的观点看，会是一种什么样子呢？
我们肉眼看这滴水（0.5厘米大小），是光滑的、连续的水，用放大2000倍的光学显微镜看，水滴会变得10立方米大小，大约有一个大房间这么大，我们仍旧看到相当光滑的水，当然也会看到水中存在的像草履虫那样的微生物。把它再放大2000倍，这滴水已经有20公里大了，如果我们再贴近看就会看到某种挤在一堆的东西，它们不再有光滑的外表了，看起来像是从很远的距离外看到的足球比赛时场上的一堆人。为了看清这种挤在一堆的东西究竟是什么，我们再把它放大250倍，这时已经放大了10亿倍，我们就会看到这滴水是由一个一个粒子构成的。
[投影]水放大10亿倍的示意图。[1]
——通过以上教师的谈话和投影，让学生确立“物质是不连续的，由分立的微粒构成”的认识。
[师] 再让我们看以下的投影。
[投影]
猜测：1cm距离能排列多少氢原子？ [大约1亿个]
猜测：一滴水里大约有1.67×1021个水分子。如果全中国13亿人都来数这一滴水中的水分子，1秒钟数1个，24小时不停地数，需要数多少年？ [约4073年]
阅读：把3滴水中的全部水分子连成一根链子，差不多够从地球到太阳绕2个来回还多，因为这根链子长9.4×108公里
——通过以上猜测、阅读活动，让学生根据数据使劲想象物质微粒的小，确信微粒的“微”。
[师]为了直观地认识原子、分子的模样，人们依据放大后的影像制作了原子、
分子的模型
[展示]水分子模型、氧分子模型、甲烷分子模型，指明其中的C、H、O原子。
[投影]二氧化碳、乙酸、乙醇等分子模型。
——通过以上观察，让学生直观、形象的感知分子、原子。
——只有被实验证实了的假说才称为理论。以上3个环节的教学，特别是扫描隧道显微镜的原子分子图片，证实了学生的猜想，学生会为自己的智慧成果而骄傲，也会从历史的、直观、形象的角度认识了物质微粒的客观存在，巩固了由想象得出的物质构成的微粒观。
学生活动四：应用观念、解释现象（6分钟）
[师]请同学们用“物质是由微粒构成的，微粒很小，肉眼看不见”观点返回头来再看你对“糖块放入水中后，为什么会逐渐变小，直到糖块完全消失。”“湿衣服为什么会晾干？蒸发是怎么回事？”的解释。
[生]重新整理、书写新解释。
[师生]互动矫正。
——应用微粒观解释自然现象，借此评价微粒观是否形成。
学生是否建立了物质构成的微粒观念，不在于是否记住了相关的词句，比如什么是分子什么是原子，关键要看学生是否把该词语蕴含的观念变成自己的一种看问题的思想和方法。所以教学中开展学生的解释活动是很重要的。
学生活动五：反思评价（4分钟）
对照目标，说说你在本节课中的收获和体会。
布置作业：
[投影]
爱因斯坦是能问极为简单问题的人。你问过这些问题吗？
为什么敞口容器中的水会逐渐减少？为什么温度越高减少得越快？
为什么没有看到花却能闻到花香？
香水、汽油为什么要密封保存？挥发是怎么回事？
物体为什么会有热胀冷缩现象？
……
想想以上问题的答案，为下节课做准备。
（1）以往的教学把“物质是由原子、分子构成的”结论直接告诉学生，然后学习分子原子的性质，这样就把人们为什么会提出“原子、分子”这种假说的原初想法，把原子、分子假说的形成过程忽略了，因此也就舍弃了这个理论中蕴含的极大的人类智慧，忽视了知识形成过程对培养学生创造力的重要价值。
当年道尔顿就是在探究混合气体的均一性和气体的扩散等问题的过程中，经过苦苦思索才提出了科学的原子理论。这节课 “怎样解释看得见的乙醇气化后就看不见了，液化后又看得见了？” 的讨论环节是一个重现原子假说形成过程的重要环节。在这个环节中，学生是否充分地发挥了想象力，独立提出了自己的见解，每位同学是否都表达了自己的看法，各种看法是否经过交锋达成了一致，形成了共识，是这节课成功与否的地方。
教师如何接纳、理解学生的五花八门的想法，如何引导学生展开争论，如何将众多的意见引向正确的方向，是教学重点关注和不断改进的地方。
（2）因为观念的形成必须是自我建构的，所以，它需要教学更大的开放性。除了上面谈到的实验、直觉、想象、讨论、争辩、猜测、计算、阅读、观察等开放性活动外，我们在教学内容的开放上也采取了很多措施。比如，重视学生的生活经验，从生活经验中提出问题，并用形成的观念解释生活中的问题；人的手从100逐级放大到1010的系列照片和讲述一滴水放大到5000公里（10亿倍）的故事来证实物质是由微粒构成的；用扫描隧道显微镜的原子、分子照片、原子分子的模型帮助学生建立原子分子的表象；用各种数据帮助学生感受原子、分子的“微”。课堂观察发现，学生被这些教学内容所吸引，关注度很高，学得津津有味。这些从生活、现代科学成果、科学史料诸多方面开发的教学资源，对于帮助学生形成微粒观起到了很好的作用。
第二招：如何帮助学生建立“宏观——微观——符号”相互联系的化学思维方式。
世界是统一的，但由于认识角度的不同，就会形成不同的学问。化学区别于物理、生物的地方首先不在于它们的知识内容而在于它们的思维方式。有什么样的思维方式就会产生发展出什么样的知识内容。思维方式是学科基本观念的集中体现。基本观念教育要抓住思维方式这个核心。化学启蒙教育的核心任务就是帮助学生建立化学的思维方式。
分析学生学习化学的各种各样的困难，归根到底来自于没有建立的思维方式。不做实验，没有宏观现象的感性认识不行，有了感性认识不能发展到微观层面的理性认识也不行，即便这两种认识都具备了，不能与指代它们的特定化学符号建立联系也不行，学生的学习困难，或者是缺乏宏观、微观认识或符号知识，或者是这三方面的知识处于互不联系的三张皮状态。关于化学计算的困难，根子还在没有建立“宏观——微观——符号”的相互联系，又加上缺乏量的观念，更是难上加难了。
为引导学生建立化学的思维方式，我们对化学用语的教学进行了改革。现将《原子与符号》这节课的说课稿、课堂教学设计及课后反思贴在下面，与同行们商榷。
《原子与符号》说课、教学设计、课后反思
1说课
1.1教学内容分析
在学生基本建立了“物质是由微粒构成”的观念后，本课题《原子与符号》安排了三个方面的教学内容：（1）认识金属等物体是由原子构成的，建立不同原子的表象；（2）学会用元素符号表示原子；（3）领会元素符号的含义。这节课对整个初中化学的学习具有至关重要的作用。因为：1元素符号是化学符号语言的最基本单元。它是化学的一个发明，具有简洁、规范、国际统一的特点。由元素符号开端，发展形成了初中化学的符号语言体系。因此这节课具有今后化学用语教学的模版作用。2元素符号对宏观组成和微观原子具有双重指代作用，成为连接宏观和微观的桥梁。3元素符号表达了人类原子论的认识成果，富含化学观念，理解元素符号的含义也就初步建立了“宏观——微观——符号”相互联系的思维方式，这正是化学入门的关键。
1.2学生情况分析
学生学习原子及元素符号，会遇到较大困难，一是由于原子的抽象性。虽然通过前面几节课的学习，学生已初步建立了“物质是由微粒构成”的微粒观，但对“哪些物质由原子构成”并不了解，更没有“看到宏观物体就能想象到构成它的原子”的认识习惯；二是元素符号的抽象性。元素符号既有宏观意义又有微观意义，比如“Fe”这个元素符号，既可指代一只铁钉又可指代一个铁原子还可指代补血营养液中的铁元素，至于所指的是这些含义中的哪一个，学生要根据当时的语境做出判断，思维需要在宏观和微观之间跳进跳出，这也是较困难的。通过符号搭建宏观和微观相互联系的桥梁，正是学生化学入门所要解决的难题。
1.3教学现状分析
有些教师认为，化学符号就是一种人为规定，只要告诉学生怎么写，记住、背过，多加练习就行了。我们认为符号具有指代作用，如果对它指代的对象不熟悉甚至一无所知，符号就是空洞的，对空洞符号的学习是没有意义的。学生记住有关符号含义的条文并不难，难的是形成这样一种思维方式：比如，当他看到“Au”这个元素符号时自然就会想到金光灿灿的金饰品、想到具有特定质量和半径的金原子。一些学生虽然通过了化学考试甚至成绩不错，却依旧把物质、原子、元素符号看成是互不联系的三类知识，认定了化学就是一个死记硬背的学科，以至于把化学称为第二外语，这正是以往化学教学的一种尴尬。如何让学生顺利建立“宏观——微观——符号”相联系的化学思想方法是元素符号等化学用语教学必须解决的任务。
1.4教学目标设计
（1）知道哪些物质是由原子构成的。看到实物，能写出组成原子的元素符号；看到元素符号能说出原子的名称。
（2）说出元素符号的含义，并解释为什么具有这些含义，建立“宏观——微观——符号”相联系的化学思维方法，形成表象和联想的能力。
（3）了解人类认识原子的历史，感受符号在化学发展中的作用。
1.5教学过程设计：流程图
教学过程 活动内容
2、课堂教学设计
19节 原子与符号
远方的风景
（1）知道哪些物质是由原子构成的。看到实物，能写出组成原子的元素符号；看到元素符号能说出原子的名称。
（2）说出元素符号的含义，并解释为什么具有这些含义，建立“宏观——微观——符号”相联系的化学思维方法，形成表象和联想的能力。
（3）了解人类认识原子的历史，感受符号在化学发展中的作用。
行囊装备
铜、铁、铝圆柱体；相关的图片
踏上旅程
世界上千千万万的物质都是由分子、原子或离子这样三种微粒构成的。
今天我们先来认识哪些物质是由原子构成的以及如何表示原子。
一、 认识原子
以上金属物体都是由原子构成的。
观察一组等体积的铜、铁、铝圆柱体。
你们发现这些等体积的铜、铁、铝有什么不同？猜猜看，它们的密度为什么
不同？
如果把这些金属体放大10亿倍，这些直径2cm的金属体会变成20000km直径的金属体，这时我们才会看到它们都是由一个个的原子排列组成的，这些原子的直径约为1-2cm，如同壹分或贰分硬币那么大。
如果用扫描隧道显微镜观看铜、铝、铁这些金属实物，我们会看到构成它们的不同原子有着不同的堆积方式（示意图）。
扫描隧道电镜下放大1亿倍的原子图像
以下为一些原子的数据：
参照上表中的“模型直径”数据，在硬纸板上用圆规画出6个圆，用剪刀剪下，写上原子名称。想象这是放大了约50亿倍的原子。
上图为金刚石、石墨的球棍模型（“棍”表示原子之间的相互作用，并非真实存在）。
你能解释不同金属密度不同的原因了吗？因构成金属的原子体积、质量、间隔大小不同，因此不同的金属密度不同。由此，你对原子有了哪些认识？
练习
填写下表中“构成微粒”一栏；依次读出各物质组成原子的名称。（注，表中括号内楷体字为练习时填写内容）
二、如何表示原子
如何表示1个原子呢？
“在古希腊时人们就已经用符号来表示当时发现和使用的物质，随着炼金术的发展，炼金家也有了自己表示物质的符号；到了19世纪初，道尔顿用圆圈配以不同的图案和字母来表示各种原子”
元素符号的演变史
元素
同种碳原子的集合，称之为碳元素。我们把不管来自何种物质的铁原子、铜原子分别称为铁元素、铜元素……。元素是同种原子的总称，表示原子的符号当然也可以表示元素。
怎样解决符号的繁琐、难记又因为不统一造成的混乱？
18 18年瑞典化学家贝采利乌斯提出用元素拉丁文开头字母作为元素符号的建议。
（1）国际上统一采用元素拉丁文名称的第一个字母来表示，如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同时，就附加一个小写字母来区别。
（2）元素符号的书写规则：由一个字母表示的元素符号要大写；由两个字母表示的元素符号，第一个字母要大写，第二个字母小写。即“一大二小”。
中文名称
元素符号
拉丁文名
中文名称
元素符号
拉丁文名
氢
H
Hydrogenium
铝
Al
Aluminium
碳
C
Carbonium
磷
P
Phosphyorum
氮
N
Nitrogenium
硫
S
Sulphu
氧
O
Oxygenium
铁
Fe
Ferrum
硅
Si
Silicium
铜
Cu
Cuprum
镁
Mg
Magnesium
锌
Zn
Zincum
练习：
1、填写下表中的元素符号和元素名称。
镁
铝
锌
铁
铜
碳
氮
氧
氢
磷
硫
元素符号
Al
N
C
P
O
Cu
S
H
Mg
Zn
Fe
元素名称
3、在制作的各种原子模型背面写上相应元素符号。
4、甲同学拿原子模型正面，让乙同学猜背面的符号，然后两人换过来猜。看谁猜对的多。记下猜对的数目。
三、你认为元素符号表达了哪些含义？
比如，元素符号 C可以表示什么？3C表示什么？为什么可以表示这些含义？“1个元素”的说法对吗？
“C”表示1个碳原子，碳元素，金刚石这种物质，合理吗？
“3C”表示3个碳原子 。能表示3个碳元素吗？
元素符号的意义：表示1个原子；表示1种元素；表示由该原子直接构成的物质。
练习：
1、说出“Cu”“Zn”等元素符号的含义，填写前表中 “元素符号的含义”
2、挑战记忆力比赛。
思想驿站
为什么说元素符号是一个桥梁，一头连接了它所指代的微观原子，另一头连接了它所指代的宏观物体？
整理行囊
清点成果
1、把家中的金属制品贴上它们的元素符号。可参阅课本后面的元素周期表。
2、用硬纸片或废扑克牌制作镁、铝、锌、铜、铁、碳元素符号卡片（见右边的样例）。
3、请写出下列元素符号所表示的意义①Cu表示
②2 Mg 表示
③3Al表示
出发前的预演
1、除了金属、金刚石、石墨、硅等是由原子构成的物质，象氧气、水、二氧化碳、蔗糖、酒精这些物质又是由什么微粒构成的呢？
2、分子也是构成物质的一种微粒。什么微粒构成分子？原子和分子是什么关系？你能给出一个类比吗？
3课后反思
（1）这节课首先强化了原子与原子构成的实物（微观与宏观）二者的联系。物质由原子构成，原子可以被观察，是具有一定质量、大小的微观粒子，成为学生思维的真实。
（2）怎样表示原子、元素或由原子直接构成的物质？通过前人解决这个问题的历史，学生会体会到元素符号的人为规定性，简洁、规范、国际统一的特点。
（3）除了掌握元素符号的书写技能之外，更重要的是重视元素符号意义的教学，牢牢抓住这一点，才能较好的建立“宏观——微观——符号”相联系的思维方式，其中要充分挖掘元素符号中的化学观念，帮助学生体悟元素符号所指代的意义是由人类对物质结构的认识成果所决定的。为以后化学式、化学方程式的学习扎下一个“根”。
第三招 让学生自我建构微粒观——想象力比赛
用分子、原子的观点看物质及其变化，需要一种想象力。把分子、原子的行为通过类比的方法表现出来，可以发展学生的想象力。通过类比的创新性和合理性，可以看出学生微粒观的建立是否正确。
当初我们怕学生没有思路，给了如下的例子。想不到，学生交来的作品很少有模仿老师的，构思的巧妙性和类比的科学性让我们大为惊讶。
下面是老师的例子。
关于水的舞剧
人物：氧原子若干，由男同学扮演；氢原子若干，由女同学扮演；
表演：
水的三态变化。
一男同学上场，向后台招手，两女同学上，男生一手拉一个女同学，构成一个水分子，翩翩起舞。
陆续由一男两女构成的水分子上场，大家集体跳舞，一会儿快，一会儿慢，模拟水的液态。
舞蹈更加欢快起来，越来越热烈。一部分水分子离开集体跑向边幕或幕后，但也有偶尔返回上场的水分子，但集体舞蹈者越来越少，直至不再有集体舞者。模拟水的气态（蒸发）。
大家又集体上场，这时的舞蹈愈来愈慢，最后大家排列成队，只在原地做前后左右的振动状，模拟水的固态。
水的通电分解。
舞台上竖立两根相距5－8米、高约2米的柱子。一男二女同学构成的众多水分子模拟水的液态状。
通电，柱子亮起来，发红光的示正极，发蓝光的示负极。男女同学纷纷挣脱开手。女同学跑向负极，两个女同学挽起手来，形成氢分子，绕负极跳舞一周，跑下场去；男同学跑向正极，两两结合，形成氧分子，绕正极跳舞一周，跑下场去。
氢氧燃烧生成水。
一队两两挽手的男生上场，手持“氧气”的标牌亮相。
氧分子的满场飞动的舞蹈。随之下场。
两倍于男生的两两挽手的女生队伍上场，手持“氢气”的标牌亮相。
氢气分子的神采飞扬的集体舞蹈。
氧气分子集体上场了！天幕随之燃起熊熊的火焰。男生之间纷纷挣脱开各自的手臂，女生之间也同时纷纷挣脱开各自的手臂，两个女生迅疾找到一个男生，一男两女的水分子生成了，天幕的火焰慢慢熄灭下去。
水分子的集体列队，示“水”的标牌亮相。
水的元素组成。
一男二女同学构成的众多水分子的集体舞蹈。听到 “男生到舞台左边集合，女生到舞台右边集合！”的口令后，男女生分别到达左、右两个集合位置，成为“氧原子”和“氢原子”的两种“集合”。
这些由男生组成的“氧原子”集合举出一块标牌“氧元素”亮相。
这些由女生组成的“氢原子”集合同时举出另一块标牌“氢元素”亮相。
谢幕。
以下是学生的作品：
单词重组类比化学变化
北京市中关村中学 叶子昱
相声《分子和原子》
北京市中关村中学 刘亦斌
分子为甲，原子为乙。
甲， 乙二人上场
甲：世界上的万物是由我组成的。
乙：别说大话，那我是什么？
甲：你个头太小，可以忽略不计。
乙：那就没有你。
甲：那应该怎么说呢？
乙：要我说啊，世间万物是由我们组成的。
甲：那你举例说一下吧。
乙：比如说水，一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，一个氧分子是由两个氧原子构成的，你说对不对？
甲：对哦~
乙：那咱俩能分开么？
甲：叫你这么一说，那么一个氯化氢分子是由一个氢原子和一个氯原子组构成的，对吧？
乙：对啊，这回你服了吧。
甲：一个氧化汞的分子由一个汞原子和一个氧原子构成，一个氯化镁分子是由一个镁原子和两个氯原子构成，一个三氧化二铝分子是由两个铝原子和三个氧原子构成，一个二氧化锰的……
乙：好啦好啦，别说了，我知道你明白了！
甲：我说，你小，是你在化学变化中的最小粒子。而我是保持物质化学性质的最小粒子，我比你大，这你服吧？
乙：由你就有我，我不能忽略不计吧？
甲：那是！
甲，乙二人退场。
两小儿辩水
北京五中分校 邓 斯诺
孔子东游，遇两小儿辩斗，问其故。
一儿曰：“吾以水乃水分子所合，而非氢氧所合也。”
一儿以水乃氢氧所合，而非水分子所合。
一儿曰：“水于微观下，乃数水分子，此不为水分子所合乎？（水是由水分子构成的）”
一儿曰：“水于电解后，乃成氢氧二气，此不为氢氧所合乎？（水是由氢元素和氧元素组成的）”
孔子不能决，遂来问老子。吾笑曰：“孰为汝多知乎。水乃水分子所合，亦乃氢氧所合也。（两种说法都对）”
第四招 帮助学生理解微观世界的方法：类比、形象化、模型化等
看网上提交的作业，发现老师们创造了大量的、鲜活的经验，受滕州育才中学张晓伟老师、兖州漕河镇中心中学蒋宏光老师等的启发，我也把自己制作的一些材料与大家分享。
怎样认识分子和原子的不同？
1、从物质组成的角度看。
原子构成分子，分子聚集形成物质。例如：两个氧原子构成一个氧分子，众多的氧分子聚集形成一瓶氧气；两个氧原子和一个碳原子构成一个二氧化碳分子，众多的二氧化碳分子聚集形成一瓶二氧化碳气体；如，砖块砌成大楼，大楼聚集成社区。砖块为原子，大楼为分子，社区为物质。
2、从物质变化的角度看。
分子可分，分子分解后的原子重新组合成新的分子，原子在化学变化中不可分。
如，单词可以分解成构成它的字母，字母不能再分。但字母可以重新组合成为新的单词。字母为原子，单词为分子。
3、从保持物质性质的角度看。
分子是保持物质化学性质的最小粒子。
如，一辆摩托车由很多零件组装而成，如果说它是分子，构成它的零件就是原子。要认定该品牌摩托车的性能，只要抽查其中一辆就可以了，这辆摩托车是所有该品牌摩托车的一个分子，它能代表该摩托车的性能，而构成该摩托车的零件即“原子”却不行。
怎样从结构上认识由原子直接构成的物质与由分子构成的物质？
如果说，由原子直接构成的物质如金属、金刚石、硅等是由“单兵”组成的一个一个的“方阵”，如同阅兵式中的陆军方阵、海军方阵、空军方阵等，那么，由分子构成的物质，则是由每个驾乘组驾驶的每辆坦克组成的坦克方阵。一辆坦克就是一个分子，原子就是这个驾乘组的成员，他们紧密团结、相互协作，作为一个整体进行活动和展示形象。
第5招：实施观念教学需要采用新的试题
传统的教学评价局限在知识的掌握及应用上，追求答案的唯一性，导致教学只关注知识是什么和知识怎么用的思维方式。怎样评价学生是否形成了化学的基本观念？以下只是初步的尝试，有些还是一些设想，希冀在不断探索中走出一条观念建构的评价之路。
1、用体验性问题进行评价
体验性问题是用思想回答的问题而不是单纯用知识回答的问题。比如，
（1）燃烧究竟是怎么回事？（燃烧的氧化理论，反应条件）
（2）燃烧能为我们做什么？（化学反应生成新物质并伴随能量变化）
（3）怎样让可燃物为人类更好的服务？（控制反应过程，资源的综合利用）
（4）学完本单元，你从中体会了什么？你还能创新些什么？
（5）以观念为指导，画出本单元的概念图。
2、用反思性问题进行评价
让学生回顾知识学习过程，对“为什么这样想”“怎样想”进行反思，通过评价“过程、方法”合理性，进而评价所建构观念的合理性。
比如，在有关化学式的学习中，通过以下问题评价学生对物质组成的质和量的确定性、自然的严格秩序性、实验和理论之间的关系等观念的理解：
(1)为什么要使用化学式？化学式给了我们理解物质组成的哪些信息？
(2)化合物各元素为什么会有确定的质量比？
(3)在人们不知道化合物的化学式时，化合物各元素是否存在确定的质量比？
(4)原子理论建立之前，人们已经通过实验测定了很多化合物的元素质量比，你认为现在这样通过化学式计算各元素质量比的方法合理吗？能反映组成化合物的各元素之间的质量关系吗？
(5)实验测定数据和化学式计算数据是什么关系？
(6)由化合价可以推断可能的化学式，如何确定所推断的化学式是正确的？
3、用发散思维的方法进行评价
给出一个化学的基本观念，让学生尽可能多的举出表现这个观念的具体例子。根据所举例子的多少以及解释例子与观念关系的合理性来评价此观念的建构情况。
比如，物质组成的元素观集中体现了物质多样性中的统一性、简单性。测试题目可以这样设计：现有C、H、O三种元素，你能写出初中化学中由这三种元素组成的物质吗？学生可以写出：金刚石、石墨、C60、H2、O2、O3、CO2、CO、H2O、H2O2、CH4、H2CO3、CH3OH、C2H5OH等多种物质，然后让学生根据这些例子说明物质与元素之间的关系。
又比如，让学生“举例说明元素不同就是元素原子核中质子“数”的不同。”要比常用的如下试题：“不同种元素最本质的区别是（ ）A、质子数不同；B、中子数不同；C、相对原子质量不同；D、中子数与核外电子数之和不同”更能体现“元素的‘质’决定于元素原子核中质子数的‘量’”这一观念的考察。
4、用比喻、类比的方法进行评价
比喻和类比是产生观念或领悟观念的强有力工具。同时，通过学生的比喻、类比，也可以从中了解化学观念的建构效果。
比如，你能将元素比喻为什么？——积木？三原色？26个英文字母？7个乐音？建筑物里的钢材、砖块、水泥、玻璃、铝合金？……学生的比喻越多，说明对元素观念的理解越全面。
又如，将原子和元素的关系类比为麦粒与小麦、张三与人、萝卜与蔬菜、铅笔与文具、《语文》与书本的关系；……恰当的类比越多说明对元素观念的理解越深刻。包括前面所举的学生想象力作业中类比的例子，证明了学生对物质结构的微粒观、物质化学变化观的建构效果。
如果把原子世界类比为一个人类世界，用人类的行为及结果来类比原子的行为和结果，让每一个学生做一篇类比的文章，根据其类比的合理性、生动性、全面性来评判打分，这分数就可以作为化学观念建构效果的量化结果。
不但在类比的内容上而且在类比的方式上，同样是多样化的。有的学生使用了他（她）所喜欢的卡通画或乐谱来表达一种化学的事件及她心中的化学观念。
其他如漫画、歌曲、小品、游戏、模型、图示等都可以作为比喻、类比的载体。下面是一些移情的例子。
如果你变成一种原子，你最愿意做哪种原子？
找找看，初中化学的无机化合物里哪种原子结交的朋友最多？最亲合的原子是谁？
你认为哪些原子是孤寂的原子？
哪种原子团结起来成为自然界中最坚硬的物质？
有机世界中每个家庭都少不了的成员是哪种原子？
为了获得最清洁的能源，人类最青睐的原子是谁？
比喻和类比内容和形式的多样化可以帮助我们更容易的评价观念建构的效果。
5、进行想象力测试
想象是观念建构的基本方法，也是考察观念生成的重要方法。可以通过考察想象的丰富性、新异性、合理性来评价观念建构的效果。
比如，让学生把自己想象成一个碳原子，讲述碳原子是怎样与其它原子共处一体或协同活动，表现初中化学中相关物质的性质和变化，由此考察“元素守恒”“物质性质由组成决定”“物质的转化是有限元素的不同组合”等观念。
又比如，想象氢离子这个小精灵，与不同的酸根离子结伴成为不同的酸，在与金属、金属氧化物、碱、盐等类物质的交往中又是如何移情别恋的，并回答：酸为什么具有共性？中和反应的实质是什么？氢离子流浪到何方与其他元素结合成什么形态时，反应一定会发生？由此考察“酸的共性是有由H+决定的”、“中和反应微观实质”“复分解反应的条件性”等观念。
再比如，想象让不同的同学扮演不同的原子，最少由几个同学就可以自由组合形成初中化学中的单质化合物？他们又可以表演多少幕化学变化的悲剧（分解反应）喜剧（化合反应）正剧（复分解反应）、小品（置换反应）？
6、根据提出问题的数量和质量来评价
学校应是一个提问题的地方而不仅是一个回答问题的地方。只有具备了一定观念的人才能提出问题。我们可以用学生围绕某一观念或某一生活原型提出问题的多少，来考察观念建构的效果。
比如，你有了物质的化学变化观，才会提出物质“为什么会发生化学变化？化学反应为什么要有条件？生成物还可以变为反应物吗？为什么有的反应放出热量，有的反应吸收热量？反应物和生成物之间存在什么样的质量关系？”这些问题。又比如，学生观察了锌粒与硫酸反应的实验现象后，学生提出了如下问题：
1为什么会产生气泡？气体哪里来的？物质溶解时都会冒泡吗？
2锌粒为什么变小?如果让锌粒一直与稀硫酸反应下去，它会不会变没？锌粒是怎样的物质？被溶化掉的锌粒还能变回锌吗？
3为什么稀硫酸会溶化锌粒？为什么要用稀硫酸呢？还有其他的物质能与锌粒发生反应吗？浓度高点行不行？
4锌粒与稀硫酸是怎么生成氢气的？为什么稀硫酸加入放有锌粒的试管里它们能产生氢气而不是其他气体？
5氢气都是用这种方法制造出来的吗？氢气是必须用锌粒与稀硫酸才能够产生的吗？用铁、铜也能与酸反应产生氢气吗？
6喝溶解了锌粒的稀硫酸是否会补锌？氢气有什么用途？比空气轻的气体还有哪些？
7摸一下反应的试管，感觉发热。这热是怎么来的？只要生成气体的反应都有热产生吗？
根据所提问题的“量”和“质”，可以检测“物质化学变化观”的建构情况。
7、设计评价观念的试题
课改后的中考试题中出现了不少以考察观念为目标的试题，从以下例子中可以看出这些试题虽然以知识为载体但考察目标却是指向观念的。
山东省二○○八年中等学校招生考试化 学 试 题
5．下列用微观图示表示的物质变化，属于化学变化的是
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
6．化学上把“生成新物质的变化叫做化学变化”，下面对化学变化中“新物质”的解释，正确的是
A．“新物质”就是自然界中不存在的物质
B．“新物质”就是与变化前的物质在颜色、状态等方面有所不同的物质
C．“新物质”就是与变化前的物质在元素组成上不同的物质
D．“新物质”就是在组成或结构上与变化前的物质不同的物质
9．（4分）正误判断：下列说法中正确的在括号内打“√”，错误的在括号内打“×”。
［ ］A．物质本身没有好与坏之分，而人们对物质的应用却存在合理与不合理之分。
［ ］Ｂ．对于化学变化，根据不同的需求，人们需要控制反应条件促进或抑制反应的发生。
［ ］Ｃ．科学家创建元素符号、化学方程式等化学用语，是为了增加化学科学的神秘色彩。
［ ］Ｄ．通常根据组成物质的元素种类对物质进行分类，而不是根据组成物质的分子种类对物质进行分类，是因为分子还可以再分，而元素的原子永远不能再分。
13．（4分）人类在利用化学方法改造物质的过程中，总是用一系列的科学观念作为指导，以铁的冶炼为例，请把左列中解决生产问题的措施与右列中对应的科学观念用连线连接起来：
措施 科学观念
在自然界中寻找含铁元素的矿物作为生产原料
对废水、废气、废渣加以净化处理或开发利用
革新技术，以提高生产效益，降低生产成本
制定安全保障措施，对员工进行安全生产教育
元素守恒的观念
加强环境保护，发展循环经济的绿色化学观念
科学技术是第一生产力的观念
把人的生命安全放在第一位的人本主义观念
山东省二○○九年中等学校招生考试化 学 试 题
5．下列观点错误的是
A．化学反应进行得越快、越彻底就一定越好
B．分子是保持物质化学性质的最小粒子，分子的组成或结构变了，其化学性质就变了
C．绿色化学有助于人类解决环境问题，实现人与自然和谐共处
D．宏观物质都是由微观粒子构成的，微观粒子的种类和数量不同、彼此的结合方式多样决定了物质的多样性
山东省二○○七年中等学校招生考试化 学 试 题
11．（5分）化学课上老师表演了一个小魔术——“无中生有”：
相同条件下，向A、B两个体积相同的集气瓶中分别充满无色的硫化氢（H2S）气体和二氧化硫气体。如图所示，抽开毛玻璃片，瓶口对紧，颠倒几次，使两种气体充分混合。一会儿，观察到两瓶内壁附着淡黄色固体颗粒。请回答下列问题：
（1）若用“ ”表示氢原子，用“ ”表示氧原子，用“ ”表示硫原子，上述反应过程可用下图表示：
该反应的化学方程式为 ；
其中硫化氢、二氧化硫中硫元素的化合价分别为 。
（2）如果这两个瓶子是质地较软的塑料瓶，我们将会观察到塑料瓶变瘪了，原因是 。
（3）已知：相同条件下，相等体积的气体所含的分子数目相等。反应完毕，瓶中剩余的气体为 ，处理该气体的方法是 。
（威海2010年中考）
1．在自然科学领域，下列关于物质的说法中，不正确的是
A．物质是所有客观存在的物体和各种场的总称
B．物质都是由微观粒子构成的
C．物质都是看的见、摸的着的
D．物质是可被认知的
3．一密闭容器内某物质的粒子能够自由运动、充满空间、互相不接触（因运动发生碰撞除外），当改变外界条件，该物质的状态转变为粒子间能够相互接触，且能够自由运动，化学上把这个过程叫做
A．凝结 B. 结晶 C. 蒸发 D.升华
12．下列有关化学观念或认识不正确的是
A．化学反应的过程是生成新物质并释放能量的过程
B．组成物质的元素是有限的，但有限的元素可以形成多样性的物质
C．控制化学反应的条件就能控制化学反应,控制燃烧的条件就能控制燃烧
D．世界是物质的，物质是运动的，物理变化和化学变化是物质运动的两种不同形式
8．（13分）化学物质的多样性
世界是物质的，物质都是由化学元素组成的。到目前为止，已经发现自然界中存在的和实验室合成的物质超过三千万种，并且化学家还在以每年近百万种的速度继续发现更多的新物质。请你运用所学的知识回答下列问题。（1）（2）略
（3）你认为造成物质多样性的原因有哪些？请选择（1）中物质举例说明（答三种即可）：
原因① ，举例： ；
原因② ，举例： ；
原因③ ，举例： 。
11．（5分）燃烧的“利”与“弊”
火就是化学上所说的燃烧。根据你对燃烧反应的理解，若以“燃烧的利与弊”做为论题，你的观点是 ，请你列举有力的证据论证你的观点。要求：①论据简洁、论证充分。②同一论据只需举出一个事例说明即可。③字数在150字以内。 （25× 6=150）
（威海2008年中考）
15．（5分）根据你对元素、分子、原子、物理变化和化学变化这5个概念的理解，写一篇小短文，简要描述一下水的组成、结构及所发生的物理变化和化学变化。要求：条理清楚、层次分明，字数在150字以内。 （25× 6=150字）
（威海2007年中考）
4．下列说法中，不正确的是
A．人们研究化学反应的目的之一是获取物质和能量
B．物质的多样性主要是由物质的状态决定的
C．物质都是由元素组成的
D．通过控制化学反应的条件就可以控制化学反应
8．（12分）化学与材料
陶是人类最早运用化学反应制造的人造材料，青铜是人类最早运用化学反应制造的金属材料。陶器、青铜器、铁器以及铝器的广泛使用，极大地促进了人类社会的发展。请回答下列问题：
（1）陶、铜、铁等材料的生产离不开火，火即所谓的燃烧，其实质是一种（填反应类型） 反应；而铜和铁的冶炼，主要是利用（填反应类型） 反应把铜和铁从其化合物中转化出来。
（2）制陶的原料是黏土，其主要成分是二氧化硅、氧化镁、氧化铝和碳酸钙。当温度达到900℃左右时，二氧化硅分别和氧化镁、氧化铝、碳酸钙发生反应生成硅酸镁、硅酸铝和硅酸钙（CaSiO3）。各种物质熔合在一起便成为坚硬的陶。
在①黏土，②二氧化硅，③氧化镁，④碳酸钙，⑤氧化铝，⑥硅酸镁，⑦硅酸铝，
⑧硅酸钙这8种物质中，属于混合物的有（填代号，下同） ，属于金属氧化物的有 ，属于盐的有 ；二氧化硅和碳酸钙反应的化学方程式为 。
（3）材料常常成为一个时代的标志，如陶器时代、青铜器时代、铁器时代。在信息时代，你认为对社会有重大影响的一种人造材料是 。
（威海2005年中考）
9．（4分）化学是关于人类如何应用物质的科学。根据你对化学反应的理解，回答下列问题：
（1）人类利用化学反应，可以获取生活和生产所需的 和 。另外，人类还利用化学反应消除有害物质。
（2）在铁制品表面镀上一层保护膜，是为了防止和减缓铁的锈蚀；在实验室里用氯酸钾制氧气时，加热和加入二氧化锰是为了加快反应速率。虽然物质之间的化学反应极其复杂，但是人类可以根据物质的 ，通过改变 来控制化学反应。
11．（6分）在宏观物质、微观粒子和化学符号之间建立联系，是化学科学特有的思维方式。已知氢、碳、氧、钠、氯五种元素的核电荷数分别为1、6、8、11、17。试按下列要求，写出微观粒子的化学符号，以及由这种粒子构成的或含有这种粒子的一种物质的名称（微观粒子和物质所涉及的元素限定在上述5种元素内）。
需满足的条件
粒子的化学符号
对应的物质的名称
（1）质子数为11的同种元素的原子和离子
（2）质子数均为10的两种不同的分子
（3）质子数为1的阳离子和质子数为9的阴离子
（05吉林）世界是物质的，而物质又是在不断运动变化的。请你判断下列哪一种变化与其他三种变化有着本质上的不同 ( )
该题立足于考察物质的化学变化观，较之立足于知识层面的“下列变化属于化学变化的是”此类试题有着评价观念的不同。
（05烟台）下列观点你认为不正确的是 ( )
A．世界是物质的，物质由粒子构成
B．物质的性质取决于自身的结构
C．从宏观来看，物质有时处于相对静止状态，但从微观来看，则是永恒运动的
D．在固体物质中，粒子处于静止状态
该题列举的“观点”，无疑都属于观念的范畴。
（05大连）“原子经济化”是现代化学工业的发展方向，它的优点是最大限度地利用原料，使原料全部转化为某种产物。符合这一观点的化学反应的基本类型是 。请你写出一个能够实现“原子经济化”的化学反应方程式 。
将化学反应类型的考察植入到一个“原子经济化”的观念之中，无疑提升了试题的考察水平。
（05南京）通过探究物质构成的奥秘，我们知道，物质是由原子等粒子构成的。请在下图方框中填写粒子名称，表示各种粒子是怎样构成物质的。
只有这样的整体方式，才能考察学生是否具备了“物质是有结构的，结构是有层次的，结构是简单的”等观念。
（05吉林）在化学的世界里，没有生命的阿拉伯数字也变得鲜活起来，他们在不同的位置显示着不同的含义，请你试着写出两个带有数字“2”但含义不同的离子符号：（1） （2）
；用化学符号表示：3个氮原子_________，＋3价的铝元素___________，n个水分子_____，2个铁离子_____，酸溶液中的阳离子____________2个三氧化硫分子_____________。
具有生命色彩的知识就是观念化的知识，该试题用这样的知识考察学生，也就考察了由数字表征的观念。
（06厦门）根据如下2005年十大科技进展的报道，回答问题。
材料1：法国科学家利用特种显微仪器，让一个分子做出了各种动作。这一成果使人类能精确控制单个分子运动，进而开发出分子机器人。
材料2：中科院上海硅酸盐研究所研制出了“药物分子运输车”。这种分子装载药物后，被引导到疾病靶点释放药物，对疾病进行高效治疗。
（1）材料1和材料2研究的粒子是 ；构成物质的粒子还有 ；
（2）分析材料，谈谈你对“分子总是不断运动着”的新认识： ；
（3）在阿西莫夫所写的科幻小说《梦幻航行》中，人被缩小到细胞般大小，在人体内经历了梦幻般的体验。试想，如果你被缩小到一个原子般大小，把你放在水里，你会看到的景象是（请至少写两点） 。
该试题设置了丰富且有趣的情景，考察学生是否掌握了物质是由微粒构成的观念。传统的试题大多是去情景化的。
(08广东肇庆)(3分)右下示意图形象地表示了某化学反应前后分子的变化。其中
表示氧原子、 
表示碳原子，
则该反应的化学方程式为： ；该示意图说明了化学变化的实质是 。
该试题考察了微观与符号相联系的化学观念。
哥伦比亚号航天飞机曾用金属铝和高氯酸铵（NH4ClO4）的混合物作为固体燃料。加热铝粉使其被氧气氧化，放出大量的热，促使混合物中的高氯酸铵受热分解，同时生成四种气体：两种气体是空气中的主要成分，一种气体是Cl2，还有一种气体是化合物（常温下是液态），因而产生巨大的推动力。试写出其中涉及的化学方程式：
⑴、铝粉被氧气氧化成三氧化二铝： ；
⑵、高氯酸铵受热分解： ；
该试题考察了宏观与符号相联系的化学观念。
由于观念是隐性化的，如何通过显性化的方式进行评价，是件很困难的事情。观念的建构是一种创造性行为，因此评价观念建构的效果属于创造力评价的范畴，这样的困难被形容为“兽性难驯”。我们的研究很不够，实践经验也很少。且不说确定测量的信度和效度要比标准化测试复杂的多，单就评价的工具也是一个亟待研究开发的项目，以上所列尚属探索的脚步，愿与同道共同踏出一条可行之路。
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评论列表
蓬莱市第二实验中学赵衡爱5 小时 前IP:119.180.*.*回复
感谢程老师为我们呈现的精彩的教学设计，受益匪浅。
费县马庄镇初级中学刘刚24 小时 前IP:60.213.*.*回复
一口气读完本期简报，专家实在高明，把我们认为最难讲的微观概念用一个个生动、直观的实例呈现出来，太好了，我以后一定要认真学习。
莱芜市实验学校毕泗军1天 前IP:124.132.*.*回复
我一口气读完，可把我憋死了，受益匪浅，非常感谢
栖霞市大庆路学校隋红梅1天 前IP:60.215.*.*回复
程老师：我注意到这篇文章是凌晨发的。首先感谢您这么不辞劳苦的为我们支招。您的招数招招精彩，您的智慧令我钦佩。向您致敬
微山县付村一中马长武1天 前IP:119.182.*.*回复
差距还很远，我辈还需多努力。
龙口市北皂学校辛慧1天 前IP:221.214.*.*回复
内容真丰富，实用价值高。
历城第三中学王燕1天 前IP:124.133.*.*回复
一口气通读完，心中满是震撼和激动，震撼于程老的睿智和思想的先进。真正明白了“学高为师”！
山东省济南第十三中学孔帆鹰1天 前IP:221.214.*.*回复
学习了大师的杰作，受启发！
巨野县高级中学伊冬升1天 前IP:60.217.*.*回复
生动的比拟把微观的粒子很形象的表示出来，收藏了。
指导教师温守行1天 前IP:122.7.*.*回复
早就知道程老师我们山东省化学界的一大宝贝！
次邱镇第三中学张德文1天 前IP:218.59.*.*回复
让人耳目一新，“姜还是老的辣”。
山东省济南开元中学皇甫帅1天 前IP:124.128.*.*回复
山外有山，人外有人啊！太厉害了！
宁阳县第二十四中学宁丽霞1天 前IP:221.1.*.*回复
期待下期的老兵新招，就像期待未看完的电视剧，心中时时惦记它，有时在梦中都会遇见他，令人期待。
宁阳县第二十四中学宁丽霞1天 前IP:221.1.*.*回复
一口气读完，好似在炎热的夏天喝了一瓶清凉爽口的饮料，令人心旷神怡。
宁阳县第二十四中学宁丽霞1天 前IP:221.1.*.*回复
老兵新招，招招独到。
宁阳县第二十四中学宁丽霞1天 前IP:221.1.*.*回复
思想驿站、整理行囊、清点成果 注重了设计的人性化，学习。
宁阳县第二十四中学宁丽霞1天 前IP:221.1.*.*回复
太精彩了，不愧为我们心中的楷模。
平度西关中学张学娟1天 前IP:60.209.*.*回复
程老师寓教于乐，多才多艺，是我们学习的榜样。
宁阳县第二十四中学宁丽霞1天 前IP:221.1.*.*回复
远方的风景、行囊装备、踏上旅程 说法新颖、形象，值得学习
昌乐县朱刘街道中学张延清1天 前IP:221.1.*.*回复
谢谢专家的指导，何以解忧，唯有专家！！！！！！！！！！！！！！！！
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老兵新招（3）
省级专家 程同森 2010年8月4日 00:08
第一招：关于物质构成的微粒观的建立。
《物质构成的奥秘》这部分内容，含有丰富的化学基本观念，比如物质构成的微粒观、物质组成的元素观等，帮助学生建立物质构成的微粒观是核心。实践表明，不少学生感到化学难学，不得入门，首先是因为没有形成物质构成的微粒观念。
著名物理学家费曼说过：“如果在某次大灾难中，所有的科学知识都将被毁灭，只有一句话能够传给下一代，那么怎样的说法能够以最少的词汇包含最多的信息呢？我相信那就是原子假说（或原子事实，或随便你叫它什么名字），即万物都由原子构成，原子是一些小粒子，它们永不停息的四下运动，当它们分开一个小距离时彼此吸引，而被挤到一堆时则相互排斥。只要稍微想一想，你就会看到，在这句话里包含关于这个世界的极大量的信息。”[1]
道尔顿作为科学大师，他的创造性表现为超出常人的直觉及想象。今天，人们最终看到了原子、分子，真正知道“肉眼看不见”的“微”究竟小到什么程度，才更加体会到前人关于“物质由微粒构成”的想法具有多么大的创造性。正因为如此，让初学化学的学生想象出一种物质是由不连续的、看不见的微粒构成的，是很困难的。同时，这种源于直觉、想象的创造力又是不能用讲授的方法去教的，在教学上我们能够有所作为的就是创设问题情境，用问题“逼”学生去想，想通了，顿悟了，解释得让别人信服了，教学的目的就达到了。下面是我们上课的片段。
学生活动一：从生活现象提出问题进行思考（2分钟）
[投影]
1、一小块冰糖如何均匀地分给全班同学？
2、糖块放入水中后，会逐渐变小，直到糖块完全消失。 你怎样解释糖块消失这一现象？
3、湿衣服为什么会晾干？蒸发是怎么回事？
——像牛顿或爱因斯坦这一类的天才成为天才的原因是：他们问很明白、很天真的问题，结果是，这些问题的答案却是惊天动地的。
[师]请把你们的解释写在学案上。
不管对错，先把你们的解释暂时放在那里，接着让我们做一个有趣的实验。
学生活动二：实验提问、讨论探究、建构微粒观（20分钟）
[学生实验]
1、观察密封在塑料袋中的乙醇（俗称酒精），记下乙醇的颜色 状态 。
2、将密封有乙醇的塑料袋放入85℃以上的热水里，观察到的现象 。
将塑料袋从热水中拿开，在空气中停留一会儿，观察到的现象 。
[1] （美）R.P.费曼.费曼讲物理入门.长沙：湖南科学技术出版社，2007，7，第4页
3、思考并解释：怎样解释看得见的乙醇气化后就看不见了，液化后又看得见了？
学生的解释：
（1）气化了，变成气体了就看不见了
[追问]为什么气体就看不见？
（2）气体无色就看不见。
[追问]无色的乙醇为什么就看得见？
（3）物质聚在一起看得见，分散了不能反射光线就看不见
[追问]物质分散了为什么不能反射光线？
（4）乙醇（酒精）气化分散变成小微粒，肉眼就看不见了
[追问]微粒是因为分散变小的还是分散前本来就小？
……
迫使学生人人动脑筋思考，直到给出一个自己认可的解释。
——分子原子论的提出，是一种直觉的想象的产物，要让学生充分发挥他们的想象力，经历这个创造过程。
4、小组讨论和全班的争论。
[师]归纳已有的几种解释，要求分组讨论这些解释。
[生]小组汇报，全班的自由争论。每个学生都要记下自己认为最有说服力的解释。
教师期望并引导学生做出这样的解释：
如果我们把看得见的乙醇想象成是由很多很多小到肉眼看不见的微粒聚集而成的，当乙醇受热时，就会分散开来成为一个一个的微粒，我们称这种微粒为乙醇分子，分子很小，是我们肉眼看不见的，所以当它变为气体时我们就看不见了。当遇冷的时候，一个一个的乙醇分子又聚集在一起，聚集得多了我们就又看到液体状态的乙醇。
[师]你赞同这种想象吗?你信服这样的解释吗？
[师]微粒（分子）是一种想象的产物，是发明出来用于解释现象的一种“说法”，这种想象的“说法”称之为“假说” 或“猜想”。
——假说的创立，不能是一个被告知的过程。学生自己的想象和同学之间的交流共享是必不可少的，有了上述过程，保证了学生表述在口头上的关于微粒观念的词句是自我建构的，会从心里接受它们。如果没有这个过程，学生把分子、原子的知识即便是记下来了，也很难相信它们。另外，这个过程也是人类建立微观认识的一种重演，学生较容易体验到原子学说的提出是人类智慧的创造。以上活动是本节课最核心的环节。
学生活动三：观察、思考、确认（8分钟）
[师]同学们用“物质是由微粒构成的”这一猜测，对我们提出的问题做出了令大家都能接受的解释，这是令我们高兴的事情。我们的想法和二百多年前道尔顿等人的思想是一致的，最初他们把想象的这种微粒称之为原子，后来发现构成物质的微粒还有分子、离子。这些微粒作为人类思维的发明物，用它成功地解释了原来人们不曾解释的现象，但对原子分子学说持怀疑态度的人总是不依不饶的让拥护该学说的人拿出一个原子或分子来看看才能让他们信服。原子、分子是不是一种真实存在？直到上世纪80年代发明了扫描隧道显微镜后，人们才真切看到了原子、分子。
[投影]扫描隧道显微镜的原子、分子照片。分子由原子构成。
[投影]人的手从100逐级放大到1010的系列照片。（链接）
[师]水是大家最熟悉的物质之一，常温下，水是一种光滑流动的液体，让我们取一滴水，如果从新的观点看，会是一种什么样子呢？
我们肉眼看这滴水（0.5厘米大小），是光滑的、连续的水，用放大2000倍的光学显微镜看，水滴会变得10立方米大小，大约有一个大房间这么大，我们仍旧看到相当光滑的水，当然也会看到水中存在的像草履虫那样的微生物。把它再放大2000倍，这滴水已经有20公里大了，如果我们再贴近看就会看到某种挤在一堆的东西，它们不再有光滑的外表了，看起来像是从很远的距离外看到的足球比赛时场上的一堆人。为了看清这种挤在一堆的东西究竟是什么，我们再把它放大250倍，这时已经放大了10亿倍，我们就会看到这滴水是由一个一个粒子构成的。
[投影]水放大10亿倍的示意图。[1]
——通过以上教师的谈话和投影，让学生确立“物质是不连续的，由分立的微粒构成”的认识。
[师] 再让我们看以下的投影。
[投影]
猜测：1cm距离能排列多少氢原子？ [大约1亿个]
猜测：一滴水里大约有1.67×1021个水分子。如果全中国13亿人都来数这一滴水中的水分子，1秒钟数1个，24小时不停地数，需要数多少年？ [约4073年]
阅读：把3滴水中的全部水分子连成一根链子，差不多够从地球到太阳绕2个来回还多，因为这根链子长9.4×108公里
——通过以上猜测、阅读活动，让学生根据数据使劲想象物质微粒的小，确信微粒的“微”。
[师]为了直观地认识原子、分子的模样，人们依据放大后的影像制作了原子、
分子的模型
[展示]水分子模型、氧分子模型、甲烷分子模型，指明其中的C、H、O原子。
[投影]二氧化碳、乙酸、乙醇等分子模型。
——通过以上观察，让学生直观、形象的感知分子、原子。
——只有被实验证实了的假说才称为理论。以上3个环节的教学，特别是扫描隧道显微镜的原子分子图片，证实了学生的猜想，学生会为自己的智慧成果而骄傲，也会从历史的、直观、形象的角度认识了物质微粒的客观存在，巩固了由想象得出的物质构成的微粒观。
学生活动四：应用观念、解释现象（6分钟）
[师]请同学们用“物质是由微粒构成的，微粒很小，肉眼看不见”观点返回头来再看你对“糖块放入水中后，为什么会逐渐变小，直到糖块完全消失。”“湿衣服为什么会晾干？蒸发是怎么回事？”的解释。
[生]重新整理、书写新解释。
[师生]互动矫正。
——应用微粒观解释自然现象，借此评价微粒观是否形成。
学生是否建立了物质构成的微粒观念，不在于是否记住了相关的词句，比如什么是分子什么是原子，关键要看学生是否把该词语蕴含的观念变成自己的一种看问题的思想和方法。所以教学中开展学生的解释活动是很重要的。
学生活动五：反思评价（4分钟）
对照目标，说说你在本节课中的收获和体会。
布置作业：
[投影]
爱因斯坦是能问极为简单问题的人。你问过这些问题吗？
为什么敞口容器中的水会逐渐减少？为什么温度越高减少得越快？
为什么没有看到花却能闻到花香？
香水、汽油为什么要密封保存？挥发是怎么回事？
物体为什么会有热胀冷缩现象？
……
想想以上问题的答案，为下节课做准备。
（1）以往的教学把“物质是由原子、分子构成的”结论直接告诉学生，然后学习分子原子的性质，这样就把人们为什么会提出“原子、分子”这种假说的原初想法，把原子、分子假说的形成过程忽略了，因此也就舍弃了这个理论中蕴含的极大的人类智慧，忽视了知识形成过程对培养学生创造力的重要价值。
当年道尔顿就是在探究混合气体的均一性和气体的扩散等问题的过程中，经过苦苦思索才提出了科学的原子理论。这节课 “怎样解释看得见的乙醇气化后就看不见了，液化后又看得见了？” 的讨论环节是一个重现原子假说形成过程的重要环节。在这个环节中，学生是否充分地发挥了想象力，独立提出了自己的见解，每位同学是否都表达了自己的看法，各种看法是否经过交锋达成了一致，形成了共识，是这节课成功与否的地方。
教师如何接纳、理解学生的五花八门的想法，如何引导学生展开争论，如何将众多的意见引向正确的方向，是教学重点关注和不断改进的地方。
（2）因为观念的形成必须是自我建构的，所以，它需要教学更大的开放性。除了上面谈到的实验、直觉、想象、讨论、争辩、猜测、计算、阅读、观察等开放性活动外，我们在教学内容的开放上也采取了很多措施。比如，重视学生的生活经验，从生活经验中提出问题，并用形成的观念解释生活中的问题；人的手从100逐级放大到1010的系列照片和讲述一滴水放大到5000公里（10亿倍）的故事来证实物质是由微粒构成的；用扫描隧道显微镜的原子、分子照片、原子分子的模型帮助学生建立原子分子的表象；用各种数据帮助学生感受原子、分子的“微”。课堂观察发现，学生被这些教学内容所吸引，关注度很高，学得津津有味。这些从生活、现代科学成果、科学史料诸多方面开发的教学资源，对于帮助学生形成微粒观起到了很好的作用。
第二招：如何帮助学生建立“宏观——微观——符号”相互联系的化学思维方式。
世界是统一的，但由于认识角度的不同，就会形成不同的学问。化学区别于物理、生物的地方首先不在于它们的知识内容而在于它们的思维方式。有什么样的思维方式就会产生发展出什么样的知识内容。思维方式是学科基本观念的集中体现。基本观念教育要抓住思维方式这个核心。化学启蒙教育的核心任务就是帮助学生建立化学的思维方式。
分析学生学习化学的各种各样的困难，归根到底来自于没有建立的思维方式。不做实验，没有宏观现象的感性认识不行，有了感性认识不能发展到微观层面的理性认识也不行，即便这两种认识都具备了，不能与指代它们的特定化学符号建立联系也不行，学生的学习困难，或者是缺乏宏观、微观认识或符号知识，或者是这三方面的知识处于互不联系的三张皮状态。关于化学计算的困难，根子还在没有建立“宏观——微观——符号”的相互联系，又加上缺乏量的观念，更是难上加难了。
为引导学生建立化学的思维方式，我们对化学用语的教学进行了改革。现将《原子与符号》这节课的说课稿、课堂教学设计及课后反思贴在下面，与同行们商榷。
《原子与符号》说课、教学设计、课后反思
1说课
1.1教学内容分析
在学生基本建立了“物质是由微粒构成”的观念后，本课题《原子与符号》安排了三个方面的教学内容：（1）认识金属等物体是由原子构成的，建立不同原子的表象；（2）学会用元素符号表示原子；（3）领会元素符号的含义。这节课对整个初中化学的学习具有至关重要的作用。因为：1元素符号是化学符号语言的最基本单元。它是化学的一个发明，具有简洁、规范、国际统一的特点。由元素符号开端，发展形成了初中化学的符号语言体系。因此这节课具有今后化学用语教学的模版作用。2元素符号对宏观组成和微观原子具有双重指代作用，成为连接宏观和微观的桥梁。3元素符号表达了人类原子论的认识成果，富含化学观念，理解元素符号的含义也就初步建立了“宏观——微观——符号”相互联系的思维方式，这正是化学入门的关键。
1.2学生情况分析
学生学习原子及元素符号，会遇到较大困难，一是由于原子的抽象性。虽然通过前面几节课的学习，学生已初步建立了“物质是由微粒构成”的微粒观，但对“哪些物质由原子构成”并不了解，更没有“看到宏观物体就能想象到构成它的原子”的认识习惯；二是元素符号的抽象性。元素符号既有宏观意义又有微观意义，比如“Fe”这个元素符号，既可指代一只铁钉又可指代一个铁原子还可指代补血营养液中的铁元素，至于所指的是这些含义中的哪一个，学生要根据当时的语境做出判断，思维需要在宏观和微观之间跳进跳出，这也是较困难的。通过符号搭建宏观和微观相互联系的桥梁，正是学生化学入门所要解决的难题。
1.3教学现状分析
有些教师认为，化学符号就是一种人为规定，只要告诉学生怎么写，记住、背过，多加练习就行了。我们认为符号具有指代作用，如果对它指代的对象不熟悉甚至一无所知，符号就是空洞的，对空洞符号的学习是没有意义的。学生记住有关符号含义的条文并不难，难的是形成这样一种思维方式：比如，当他看到“Au”这个元素符号时自然就会想到金光灿灿的金饰品、想到具有特定质量和半径的金原子。一些学生虽然通过了化学考试甚至成绩不错，却依旧把物质、原子、元素符号看成是互不联系的三类知识，认定了化学就是一个死记硬背的学科，以至于把化学称为第二外语，这正是以往化学教学的一种尴尬。如何让学生顺利建立“宏观——微观——符号”相联系的化学思想方法是元素符号等化学用语教学必须解决的任务。
1.4教学目标设计
（1）知道哪些物质是由原子构成的。看到实物，能写出组成原子的元素符号；看到元素符号能说出原子的名称。
（2）说出元素符号的含义，并解释为什么具有这些含义，建立“宏观——微观——符号”相联系的化学思维方法，形成表象和联想的能力。
（3）了解人类认识原子的历史，感受符号在化学发展中的作用。
1.5教学过程设计：流程图
教学过程 活动内容
2、课堂教学设计
19节 原子与符号
远方的风景
（1）知道哪些物质是由原子构成的。看到实物，能写出组成原子的元素符号；看到元素符号能说出原子的名称。
（2）说出元素符号的含义，并解释为什么具有这些含义，建立“宏观——微观——符号”相联系的化学思维方法，形成表象和联想的能力。
（3）了解人类认识原子的历史，感受符号在化学发展中的作用。
行囊装备
铜、铁、铝圆柱体；相关的图片
踏上旅程
世界上千千万万的物质都是由分子、原子或离子这样三种微粒构成的。
今天我们先来认识哪些物质是由原子构成的以及如何表示原子。
一、 认识原子
以上金属物体都是由原子构成的。
观察一组等体积的铜、铁、铝圆柱体。
你们发现这些等体积的铜、铁、铝有什么不同？猜猜看，它们的密度为什么
不同？
如果把这些金属体放大10亿倍，这些直径2cm的金属体会变成20000km直径的金属体，这时我们才会看到它们都是由一个个的原子排列组成的，这些原子的直径约为1-2cm，如同壹分或贰分硬币那么大。
如果用扫描隧道显微镜观看铜、铝、铁这些金属实物，我们会看到构成它们的不同原子有着不同的堆积方式（示意图）。
扫描隧道电镜下放大1亿倍的原子图像
以下为一些原子的数据：
参照上表中的“模型直径”数据，在硬纸板上用圆规画出6个圆，用剪刀剪下，写上原子名称。想象这是放大了约50亿倍的原子。
上图为金刚石、石墨的球棍模型（“棍”表示原子之间的相互作用，并非真实存在）。
你能解释不同金属密度不同的原因了吗？因构成金属的原子体积、质量、间隔大小不同，因此不同的金属密度不同。由此，你对原子有了哪些认识？
练习
填写下表中“构成微粒”一栏；依次读出各物质组成原子的名称。（注，表中括号内楷体字为练习时填写内容）
二、如何表示原子
如何表示1个原子呢？
“在古希腊时人们就已经用符号来表示当时发现和使用的物质，随着炼金术的发展，炼金家也有了自己表示物质的符号；到了19世纪初，道尔顿用圆圈配以不同的图案和字母来表示各种原子”
元素符号的演变史
元素
同种碳原子的集合，称之为碳元素。我们把不管来自何种物质的铁原子、铜原子分别称为铁元素、铜元素……。元素是同种原子的总称，表示原子的符号当然也可以表示元素。
怎样解决符号的繁琐、难记又因为不统一造成的混乱？
18 18年瑞典化学家贝采利乌斯提出用元素拉丁文开头字母作为元素符号的建议。
（1）国际上统一采用元素拉丁文名称的第一个字母来表示，如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同时，就附加一个小写字母来区别。
（2）元素符号的书写规则：由一个字母表示的元素符号要大写；由两个字母表示的元素符号，第一个字母要大写，第二个字母小写。即“一大二小”。
中文名称
元素符号
拉丁文名
中文名称
元素符号
拉丁文名
氢
H
Hydrogenium
铝
Al
Aluminium
碳
C
Carbonium
磷
P
Phosphyorum
氮
N
Nitrogenium
硫
S
Sulphu
氧
O
Oxygenium
铁
Fe
Ferrum
硅
Si
Silicium
铜
Cu
Cuprum
镁
Mg
Magnesium
锌
Zn
Zincum
练习：
1、填写下表中的元素符号和元素名称。
镁
铝
锌
铁
铜
碳
氮
氧
氢
磷
硫
元素符号
Al
N
C
P
O
Cu
S
H
Mg
Zn
Fe
元素名称
3、在制作的各种原子模型背面写上相应元素符号。
4、甲同学拿原子模型正面，让乙同学猜背面的符号，然后两人换过来猜。看谁猜对的多。记下猜对的数目。
三、你认为元素符号表达了哪些含义？
比如，元素符号 C可以表示什么？3C表示什么？为什么可以表示这些含义？“1个元素”的说法对吗？
“C”表示1个碳原子，碳元素，金刚石这种物质，合理吗？
“3C”表示3个碳原子 。能表示3个碳元素吗？
元素符号的意义：表示1个原子；表示1种元素；表示由该原子直接构成的物质。
练习：
1、说出“Cu”“Zn”等元素符号的含义，填写前表中 “元素符号的含义”
2、挑战记忆力比赛。
思想驿站
为什么说元素符号是一个桥梁，一头连接了它所指代的微观原子，另一头连接了它所指代的宏观物体？
整理行囊
清点成果
1、把家中的金属制品贴上它们的元素符号。可参阅课本后面的元素周期表。
2、用硬纸片或废扑克牌制作镁、铝、锌、铜、铁、碳元素符号卡片（见右边的样例）。
3、请写出下列元素符号所表示的意义①Cu表示
②2 Mg 表示
③3Al表示
出发前的预演
1、除了金属、金刚石、石墨、硅等是由原子构成的物质，象氧气、水、二氧化碳、蔗糖、酒精这些物质又是由什么微粒构成的呢？
2、分子也是构成物质的一种微粒。什么微粒构成分子？原子和分子是什么关系？你能给出一个类比吗？
3课后反思
（1）这节课首先强化了原子与原子构成的实物（微观与宏观）二者的联系。物质由原子构成，原子可以被观察，是具有一定质量、大小的微观粒子，成为学生思维的真实。
（2）怎样表示原子、元素或由原子直接构成的物质？通过前人解决这个问题的历史，学生会体会到元素符号的人为规定性，简洁、规范、国际统一的特点。
（3）除了掌握元素符号的书写技能之外，更重要的是重视元素符号意义的教学，牢牢抓住这一点，才能较好的建立“宏观——微观——符号”相联系的思维方式，其中要充分挖掘元素符号中的化学观念，帮助学生体悟元素符号所指代的意义是由人类对物质结构的认识成果所决定的。为以后化学式、化学方程式的学习扎下一个“根”。
第三招 让学生自我建构微粒观——想象力比赛
用分子、原子的观点看物质及其变化，需要一种想象力。把分子、原子的行为通过类比的方法表现出来，可以发展学生的想象力。通过类比的创新性和合理性，可以看出学生微粒观的建立是否正确。
当初我们怕学生没有思路，给了如下的例子。想不到，学生交来的作品很少有模仿老师的，构思的巧妙性和类比的科学性让我们大为惊讶。
下面是老师的例子。
关于水的舞剧
人物：氧原子若干，由男同学扮演；氢原子若干，由女同学扮演；
表演：
水的三态变化。
一男同学上场，向后台招手，两女同学上，男生一手拉一个女同学，构成一个水分子，翩翩起舞。
陆续由一男两女构成的水分子上场，大家集体跳舞，一会儿快，一会儿慢，模拟水的液态。
舞蹈更加欢快起来，越来越热烈。一部分水分子离开集体跑向边幕或幕后，但也有偶尔返回上场的水分子，但集体舞蹈者越来越少，直至不再有集体舞者。模拟水的气态（蒸发）。
大家又集体上场，这时的舞蹈愈来愈慢，最后大家排列成队，只在原地做前后左右的振动状，模拟水的固态。
水的通电分解。
舞台上竖立两根相距5－8米、高约2米的柱子。一男二女同学构成的众多水分子模拟水的液态状。
通电，柱子亮起来，发红光的示正极，发蓝光的示负极。男女同学纷纷挣脱开手。女同学跑向负极，两个女同学挽起手来，形成氢分子，绕负极跳舞一周，跑下场去；男同学跑向正极，两两结合，形成氧分子，绕正极跳舞一周，跑下场去。
氢氧燃烧生成水。
一队两两挽手的男生上场，手持“氧气”的标牌亮相。
氧分子的满场飞动的舞蹈。随之下场。
两倍于男生的两两挽手的女生队伍上场，手持“氢气”的标牌亮相。
氢气分子的神采飞扬的集体舞蹈。
氧气分子集体上场了！天幕随之燃起熊熊的火焰。男生之间纷纷挣脱开各自的手臂，女生之间也同时纷纷挣脱开各自的手臂，两个女生迅疾找到一个男生，一男两女的水分子生成了，天幕的火焰慢慢熄灭下去。
水分子的集体列队，示“水”的标牌亮相。
水的元素组成。
一男二女同学构成的众多水分子的集体舞蹈。听到 “男生到舞台左边集合，女生到舞台右边集合！”的口令后，男女生分别到达左、右两个集合位置，成为“氧原子”和“氢原子”的两种“集合”。
这些由男生组成的“氧原子”集合举出一块标牌“氧元素”亮相。
这些由女生组成的“氢原子”集合同时举出另一块标牌“氢元素”亮相。
谢幕。
以下是学生的作品：
单词重组类比化学变化
北京市中关村中学 叶子昱
相声《分子和原子》
北京市中关村中学 刘亦斌
分子为甲，原子为乙。
甲， 乙二人上场
甲：世界上的万物是由我组成的。
乙：别说大话，那我是什么？
甲：你个头太小，可以忽略不计。
乙：那就没有你。
甲：那应该怎么说呢？
乙：要我说啊，世间万物是由我们组成的。
甲：那你举例说一下吧。
乙：比如说水，一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，一个氧分子是由两个氧原子构成的，你说对不对？
甲：对哦~
乙：那咱俩能分开么？
甲：叫你这么一说，那么一个氯化氢分子是由一个氢原子和一个氯原子组构成的，对吧？
乙：对啊，这回你服了吧。
甲：一个氧化汞的分子由一个汞原子和一个氧原子构成，一个氯化镁分子是由一个镁原子和两个氯原子构成，一个三氧化二铝分子是由两个铝原子和三个氧原子构成，一个二氧化锰的……
乙：好啦好啦，别说了，我知道你明白了！
甲：我说，你小，是你在化学变化中的最小粒子。而我是保持物质化学性质的最小粒子，我比你大，这你服吧？
乙：由你就有我，我不能忽略不计吧？
甲：那是！
甲，乙二人退场。
两小儿辩水
北京五中分校 邓 斯诺
孔子东游，遇两小儿辩斗，问其故。
一儿曰：“吾以水乃水分子所合，而非氢氧所合也。”
一儿以水乃氢氧所合，而非水分子所合。
一儿曰：“水于微观下，乃数水分子，此不为水分子所合乎？（水是由水分子构成的）”
一儿曰：“水于电解后，乃成氢氧二气，此不为氢氧所合乎？（水是由氢元素和氧元素组成的）”
孔子不能决，遂来问老子。吾笑曰：“孰为汝多知乎。水乃水分子所合，亦乃氢氧所合也。（两种说法都对）”
第四招 帮助学生理解微观世界的方法：类比、形象化、模型化等
看网上提交的作业，发现老师们创造了大量的、鲜活的经验，受滕州育才中学张晓伟老师、兖州漕河镇中心中学蒋宏光老师等的启发，我也把自己制作的一些材料与大家分享。
怎样认识分子和原子的不同？
1、从物质组成的角度看。
原子构成分子，分子聚集形成物质。例如：两个氧原子构成一个氧分子，众多的氧分子聚集形成一瓶氧气；两个氧原子和一个碳原子构成一个二氧化碳分子，众多的二氧化碳分子聚集形成一瓶二氧化碳气体；如，砖块砌成大楼，大楼聚集成社区。砖块为原子，大楼为分子，社区为物质。
2、从物质变化的角度看。
分子可分，分子分解后的原子重新组合成新的分子，原子在化学变化中不可分。
如，单词可以分解成构成它的字母，字母不能再分。但字母可以重新组合成为新的单词。字母为原子，单词为分子。
3、从保持物质性质的角度看。
分子是保持物质化学性质的最小粒子。
如，一辆摩托车由很多零件组装而成，如果说它是分子，构成它的零件就是原子。要认定该品牌摩托车的性能，只要抽查其中一辆就可以了，这辆摩托车是所有该品牌摩托车的一个分子，它能代表该摩托车的性能，而构成该摩托车的零件即“原子”却不行。
怎样从结构上认识由原子直接构成的物质与由分子构成的物质？
如果说，由原子直接构成的物质如金属、金刚石、硅等是由“单兵”组成的一个一个的“方阵”，如同阅兵式中的陆军方阵、海军方阵、空军方阵等，那么，由分子构成的物质，则是由每个驾乘组驾驶的每辆坦克组成的坦克方阵。一辆坦克就是一个分子，原子就是这个驾乘组的成员，他们紧密团结、相互协作，作为一个整体进行活动和展示形象。
第5招：实施观念教学需要采用新的试题
传统的教学评价局限在知识的掌握及应用上，追求答案的唯一性，导致教学只关注知识是什么和知识怎么用的思维方式。怎样评价学生是否形成了化学的基本观念？以下只是初步的尝试，有些还是一些设想，希冀在不断探索中走出一条观念建构的评价之路。
1、用体验性问题进行评价
体验性问题是用思想回答的问题而不是单纯用知识回答的问题。比如，
（1）燃烧究竟是怎么回事？（燃烧的氧化理论，反应条件）
（2）燃烧能为我们做什么？（化学反应生成新物质并伴随能量变化）
（3）怎样让可燃物为人类更好的服务？（控制反应过程，资源的综合利用）
（4）学完本单元，你从中体会了什么？你还能创新些什么？
（5）以观念为指导，画出本单元的概念图。
2、用反思性问题进行评价
让学生回顾知识学习过程，对“为什么这样想”“怎样想”进行反思，通过评价“过程、方法”合理性，进而评价所建构观念的合理性。
比如，在有关化学式的学习中，通过以下问题评价学生对物质组成的质和量的确定性、自然的严格秩序性、实验和理论之间的关系等观念的理解：
(1)为什么要使用化学式？化学式给了我们理解物质组成的哪些信息？
(2)化合物各元素为什么会有确定的质量比？
(3)在人们不知道化合物的化学式时，化合物各元素是否存在确定的质量比？
(4)原子理论建立之前，人们已经通过实验测定了很多化合物的元素质量比，你认为现在这样通过化学式计算各元素质量比的方法合理吗？能反映组成化合物的各元素之间的质量关系吗？
(5)实验测定数据和化学式计算数据是什么关系？
(6)由化合价可以推断可能的化学式，如何确定所推断的化学式是正确的？
3、用发散思维的方法进行评价
给出一个化学的基本观念，让学生尽可能多的举出表现这个观念的具体例子。根据所举例子的多少以及解释例子与观念关系的合理性来评价此观念的建构情况。
比如，物质组成的元素观集中体现了物质多样性中的统一性、简单性。测试题目可以这样设计：现有C、H、O三种元素，你能写出初中化学中由这三种元素组成的物质吗？学生可以写出：金刚石、石墨、C60、H2、O2、O3、CO2、CO、H2O、H2O2、CH4、H2CO3、CH3OH、C2H5OH等多种物质，然后让学生根据这些例子说明物质与元素之间的关系。
又比如，让学生“举例说明元素不同就是元素原子核中质子“数”的不同。”要比常用的如下试题：“不同种元素最本质的区别是（ ）A、质子数不同；B、中子数不同；C、相对原子质量不同；D、中子数与核外电子数之和不同”更能体现“元素的‘质’决定于元素原子核中质子数的‘量’”这一观念的考察。
4、用比喻、类比的方法进行评价
比喻和类比是产生观念或领悟观念的强有力工具。同时，通过学生的比喻、类比，也可以从中了解化学观念的建构效果。
比如，你能将元素比喻为什么？——积木？三原色？26个英文字母？7个乐音？建筑物里的钢材、砖块、水泥、玻璃、铝合金？……学生的比喻越多，说明对元素观念的理解越全面。
又如，将原子和元素的关系类比为麦粒与小麦、张三与人、萝卜与蔬菜、铅笔与文具、《语文》与书本的关系；……恰当的类比越多说明对元素观念的理解越深刻。包括前面所举的学生想象力作业中类比的例子，证明了学生对物质结构的微粒观、物质化学变化观的建构效果。
如果把原子世界类比为一个人类世界，用人类的行为及结果来类比原子的行为和结果，让每一个学生做一篇类比的文章，根据其类比的合理性、生动性、全面性来评判打分，这分数就可以作为化学观念建构效果的量化结果。
不但在类比的内容上而且在类比的方式上，同样是多样化的。有的学生使用了他（她）所喜欢的卡通画或乐谱来表达一种化学的事件及她心中的化学观念。
其他如漫画、歌曲、小品、游戏、模型、图示等都可以作为比喻、类比的载体。下面是一些移情的例子。
如果你变成一种原子，你最愿意做哪种原子？
找找看，初中化学的无机化合物里哪种原子结交的朋友最多？最亲合的原子是谁？
你认为哪些原子是孤寂的原子？
哪种原子团结起来成为自然界中最坚硬的物质？
有机世界中每个家庭都少不了的成员是哪种原子？
为了获得最清洁的能源，人类最青睐的原子是谁？
比喻和类比内容和形式的多样化可以帮助我们更容易的评价观念建构的效果。
5、进行想象力测试
想象是观念建构的基本方法，也是考察观念生成的重要方法。可以通过考察想象的丰富性、新异性、合理性来评价观念建构的效果。
比如，让学生把自己想象成一个碳原子，讲述碳原子是怎样与其它原子共处一体或协同活动，表现初中化学中相关物质的性质和变化，由此考察“元素守恒”“物质性质由组成决定”“物质的转化是有限元素的不同组合”等观念。
又比如，想象氢离子这个小精灵，与不同的酸根离子结伴成为不同的酸，在与金属、金属氧化物、碱、盐等类物质的交往中又是如何移情别恋的，并回答：酸为什么具有共性？中和反应的实质是什么？氢离子流浪到何方与其他元素结合成什么形态时，反应一定会发生？由此考察“酸的共性是有由H+决定的”、“中和反应微观实质”“复分解反应的条件性”等观念。
再比如，想象让不同的同学扮演不同的原子，最少由几个同学就可以自由组合形成初中化学中的单质化合物？他们又可以表演多少幕化学变化的悲剧（分解反应）喜剧（化合反应）正剧（复分解反应）、小品（置换反应）？
6、根据提出问题的数量和质量来评价
学校应是一个提问题的地方而不仅是一个回答问题的地方。只有具备了一定观念的人才能提出问题。我们可以用学生围绕某一观念或某一生活原型提出问题的多少，来考察观念建构的效果。
比如，你有了物质的化学变化观，才会提出物质“为什么会发生化学变化？化学反应为什么要有条件？生成物还可以变为反应物吗？为什么有的反应放出热量，有的反应吸收热量？反应物和生成物之间存在什么样的质量关系？”这些问题。又比如，学生观察了锌粒与硫酸反应的实验现象后，学生提出了如下问题：
1为什么会产生气泡？气体哪里来的？物质溶解时都会冒泡吗？
2锌粒为什么变小?如果让锌粒一直与稀硫酸反应下去，它会不会变没？锌粒是怎样的物质？被溶化掉的锌粒还能变回锌吗？
3为什么稀硫酸会溶化锌粒？为什么要用稀硫酸呢？还有其他的物质能与锌粒发生反应吗？浓度高点行不行？
4锌粒与稀硫酸是怎么生成氢气的？为什么稀硫酸加入放有锌粒的试管里它们能产生氢气而不是其他气体？
5氢气都是用这种方法制造出来的吗？氢气是必须用锌粒与稀硫酸才能够产生的吗？用铁、铜也能与酸反应产生氢气吗？
6喝溶解了锌粒的稀硫酸是否会补锌？氢气有什么用途？比空气轻的气体还有哪些？
7摸一下反应的试管，感觉发热。这热是怎么来的？只要生成气体的反应都有热产生吗？
根据所提问题的“量”和“质”，可以检测“物质化学变化观”的建构情况。
7、设计评价观念的试题
课改后的中考试题中出现了不少以考察观念为目标的试题，从以下例子中可以看出这些试题虽然以知识为载体但考察目标却是指向观念的。
山东省二○○八年中等学校招生考试化 学 试 题
5．下列用微观图示表示的物质变化，属于化学变化的是
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
6．化学上把“生成新物质的变化叫做化学变化”，下面对化学变化中“新物质”的解释，正确的是
A．“新物质”就是自然界中不存在的物质
B．“新物质”就是与变化前的物质在颜色、状态等方面有所不同的物质
C．“新物质”就是与变化前的物质在元素组成上不同的物质
D．“新物质”就是在组成或结构上与变化前的物质不同的物质
9．（4分）正误判断：下列说法中正确的在括号内打“√”，错误的在括号内打“×”。
［ ］A．物质本身没有好与坏之分，而人们对物质的应用却存在合理与不合理之分。
［ ］Ｂ．对于化学变化，根据不同的需求，人们需要控制反应条件促进或抑制反应的发生。
［ ］Ｃ．科学家创建元素符号、化学方程式等化学用语，是为了增加化学科学的神秘色彩。
［ ］Ｄ．通常根据组成物质的元素种类对物质进行分类，而不是根据组成物质的分子种类对物质进行分类，是因为分子还可以再分，而元素的原子永远不能再分。
13．（4分）人类在利用化学方法改造物质的过程中，总是用一系列的科学观念作为指导，以铁的冶炼为例，请把左列中解决生产问题的措施与右列中对应的科学观念用连线连接起来：
措施 科学观念
在自然界中寻找含铁元素的矿物作为生产原料
对废水、废气、废渣加以净化处理或开发利用
革新技术，以提高生产效益，降低生产成本
制定安全保障措施，对员工进行安全生产教育
元素守恒的观念
加强环境保护，发展循环经济的绿色化学观念
科学技术是第一生产力的观念
把人的生命安全放在第一位的人本主义观念
山东省二○○九年中等学校招生考试化 学 试 题
5．下列观点错误的是
A．化学反应进行得越快、越彻底就一定越好
B．分子是保持物质化学性质的最小粒子，分子的组成或结构变了，其化学性质就变了
C．绿色化学有助于人类解决环境问题，实现人与自然和谐共处
D．宏观物质都是由微观粒子构成的，微观粒子的种类和数量不同、彼此的结合方式多样决定了物质的多样性
山东省二○○七年中等学校招生考试化 学 试 题
11．（5分）化学课上老师表演了一个小魔术——“无中生有”：
相同条件下，向A、B两个体积相同的集气瓶中分别充满无色的硫化氢（H2S）气体和二氧化硫气体。如图所示，抽开毛玻璃片，瓶口对紧，颠倒几次，使两种气体充分混合。一会儿，观察到两瓶内壁附着淡黄色固体颗粒。请回答下列问题：
（1）若用“ ”表示氢原子，用“ ”表示氧原子，用“ ”表示硫原子，上述反应过程可用下图表示：
该反应的化学方程式为 ；其中硫化氢、二氧化硫中硫元素的化合价分别为 。
（2）如果这两个瓶子是质地较软的塑料瓶，我们将会观察到塑料瓶变瘪了，原因是 。
（3）已知：相同条件下，相等体积的气体所含的分子数目相等。反应完毕，瓶中剩余的气体为 ，处理该气体的方法是 。
（威海2010年中考）
1．在自然科学领域，下列关于物质的说法中，不正确的是
A．物质是所有客观存在的物体和各种场的总称
B．物质都是由微观粒子构成的
C．物质都是看的见、摸的着的
D．物质是可被认知的
3．一密闭容器内某物质的粒子能够自由运动、充满空间、互相不接触（因运动发生碰撞除外），当改变外界条件，该物质的状态转变为粒子间能够相互接触，且能够自由运动，化学上把这个过程叫做
A．凝结 B. 结晶 C. 蒸发 D.升华
12．下列有关化学观念或认识不正确的是
A．化学反应的过程是生成新物质并释放能量的过程
B．组成物质的元素是有限的，但有限的元素可以形成多样性的物质
C．控制化学反应的条件就能控制化学反应,控制燃烧的条件就能控制燃烧
D．世界是物质的，物质是运动的，物理变化和化学变化是物质运动的两种不同形式
8．（13分）化学物质的多样性
世界是物质的，物质都是由化学元素组成的。到目前为止，已经发现自然界中存在的和实验室合成的物质超过三千万种，并且化学家还在以每年近百万种的速度继续发现更多的新物质。请你运用所学的知识回答下列问题。（1）（2）略
（3）你认为造成物质多样性的原因有哪些？请选择（1）中物质举例说明（答三种即可）：
原因① ，举例： ；
原因② ，举例： ；
原因③ ，举例： 。
11．（5分）燃烧的“利”与“弊”
火就是化学上所说的燃烧。根据你对燃烧反应的理解，若以“燃烧的利与弊”做为论题，你的观点是 ，请你列举有力的证据论证你的观点。要求：①论据简洁、论证充分。②同一论据只需举出一个事例说明即可。③字数在150字以内。 （25× 6=150）
（威海2008年中考）
15．（5分）根据你对元素、分子、原子、物理变化和化学变化这5个概念的理解，写一篇小短文，简要描述一下水的组成、结构及所发生的物理变化和化学变化。要求：条理清楚、层次分明，字数在150字以内。 （25× 6=150字）
（威海2007年中考）
4．下列说法中，不正确的是
A．人们研究化学反应的目的之一是获取物质和能量
B．物质的多样性主要是由物质的状态决定的
C．物质都是由元素组成的
D．通过控制化学反应的条件就可以控制化学反应
8．（12分）化学与材料
陶是人类最早运用化学反应制造的人造材料，青铜是人类最早运用化学反应制造的金属材料。陶器、青铜器、铁器以及铝器的广泛使用，极大地促进了人类社会的发展。请回答下列问题：
（1）陶、铜、铁等材料的生产离不开火，火即所谓的燃烧，其实质是一种（填反应类型） 反应；而铜和铁的冶炼，主要是利用（填反应类型） 反应把铜和铁从其化合物中转化出来。
（2）制陶的原料是黏土，其主要成分是二氧化硅、氧化镁、氧化铝和碳酸钙。当温度达到900℃左右时，二氧化硅分别和氧化镁、氧化铝、碳酸钙发生反应生成硅酸镁、硅酸铝和硅酸钙（CaSiO3）。各种物质熔合在一起便成为坚硬的陶。
在①黏土，②二氧化硅，③氧化镁，④碳酸钙，⑤氧化铝，⑥硅酸镁，⑦硅酸铝，
⑧硅酸钙这8种物质中，属于混合物的有（填代号，下同） ，属于金属氧化物的有 ，属于盐的有 ；二氧化硅和碳酸钙反应的化学方程式为 。
（3）材料常常成为一个时代的标志，如陶器时代、青铜器时代、铁器时代。在信息时代，你认为对社会有重大影响的一种人造材料是 。
（威海2005年中考）
9．（4分）化学是关于人类如何应用物质的科学。根据你对化学反应的理解，回答下列问题：
（1）人类利用化学反应，可以获取生活和生产所需的 和 。另外，人类还利用化学反应消除有害物质。
（2）在铁制品表面镀上一层保护膜，是为了防止和减缓铁的锈蚀；在实验室里用氯酸钾制氧气时，加热和加入二氧化锰是为了加快反应速率。虽然物质之间的化学反应极其复杂，但是人类可以根据物质的 ，通过改变 来控制化学反应。
11．（6分）在宏观物质、微观粒子和化学符号之间建立联系，是化学科学特有的思维方式。已知氢、碳、氧、钠、氯五种元素的核电荷数分别为1、6、8、11、17。试按下列要求，写出微观粒子的化学符号，以及由这种粒子构成的或含有这种粒子的一种物质的名称（微观粒子和物质所涉及的元素限定在上述5种元素内）。
需满足的条件
粒子的化学符号
对应的物质的名称
（1）质子数为11的同种元素的原子和离子
（2）质子数均为10的两种不同的分子
（3）质子数为1的阳离子和质子数为9的阴离子
（05吉林）世界是物质的，而物质又是在不断运动变化的。请你判断下列哪一种变化与其他三种变化有着本质上的不同 ( )
该题立足于考察物质的化学变化观，较之立足于知识层面的“下列变化属于化学变化的是”此类试题有着评价观念的不同。
（05烟台）下列观点你认为不正确的是 ( )
A．世界是物质的，物质由粒子构成
B．物质的性质取决于自身的结构
C．从宏观来看，物质有时处于相对静止状态，但从微观来看，则是永恒运动的
D．在固体物质中，粒子处于静止状态
该题列举的“观点”，无疑都属于观念的范畴。
（05大连）“原子经济化”是现代化学工业的发展方向，它的优点是最大限度地利用原料，使原料全部转化为某种产物。符合这一观点的化学反应的基本类型是 。请你写出一个能够实现“原子经济化”的化学反应方程式 。
将化学反应类型的考察植入到一个“原子经济化”的观念之中，无疑提升了试题的考察水平。
（05南京）通过探究物质构成的奥秘，我们知道，物质是由原子等粒子构成的。请在下图方框中填写粒子名称，表示各种粒子是怎样构成物质的。
只有这样的整体方式，才能考察学生是否具备了“物质是有结构的，结构是有层次的，结构是简单的”等观念。
（05吉林）在化学的世界里，没有生命的阿拉伯数字也变得鲜活起来，他们在不同的位置显示着不同的含义，请你试着写出两个带有数字“2”但含义不同的离子符号：（1） （2）
；用化学符号表示：3个氮原子_________，＋3价的铝元素___________，n个水分子_____，2个铁离子_____，酸溶液中的阳离子____________2个三氧化硫分子_____________。
具有生命色彩的知识就是观念化的知识，该试题用这样的知识考察学生，也就考察了由数字表征的观念。
（06厦门）根据如下2005年十大科技进展的报道，回答问题。
材料1：法国科学家利用特种显微仪器，让一个分子做出了各种动作。这一成果使人类能精确控制单个分子运动，进而开发出分子机器人。
材料2：中科院上海硅酸盐研究所研制出了“药物分子运输车”。这种分子装载药物后，被引导到疾病靶点释放药物，对疾病进行高效治疗。
（1）材料1和材料2研究的粒子是 ；构成物质的粒子还有 ；
（2）分析材料，谈谈你对“分子总是不断运动着”的新认识： ；
（3）在阿西莫夫所写的科幻小说《梦幻航行》中，人被缩小到细胞般大小，在人体内经历了梦幻般的体验。试想，如果你被缩小到一个原子般大小，把你放在水里，你会看到的景象是（请至少写两点） 。
该试题设置了丰富且有趣的情景，考察学生是否掌握了物质是由微粒构成的观念。传统的试题大多是去情景化的。
(08广东肇庆)(3分)右下示意图形象地表示了某化学反应前后分子的变化。其中
表示氧原子、 表示碳原子，则该反应的化学方程式为： ；该示意图说明了化学变化的实质是 。
该试题考察了微观与符号相联系的化学观念。
哥伦比亚号航天飞机曾用金属铝和高氯酸铵（NH4ClO4）的混合物作为固体燃料。加热铝粉使其被氧气氧化，放出大量的热，促使混合物中的高氯酸铵受热分解，同时生成四种气体：两种气体是空气中的主要成分，一种气体是Cl2，还有一种气体是化合物（常温下是液态），因而产生巨大的推动力。试写出其中涉及的化学方程式：
⑴、铝粉被氧气氧化成三氧化二铝： ；
⑵、高氯酸铵受热分解： ；
该试题考察了宏观与符号相联系的化学观念。
由于观念是隐性化的，如何通过显性化的方式进行评价，是件很困难的事情。观念的建构是一种创造性行为，因此评价观念建构的效果属于创造力评价的范畴，这样的困难被形容为“兽性难驯”。我们的研究很不够，实践经验也很少。且不说确定测量的信度和效度要比标准化测试复杂的多，单就评价的工具也是一个亟待研究开发的项目，以上所列尚属探索的脚步，愿与同道共同踏出一条可行之路。
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蓬莱市第二实验中学赵衡爱5 小时 前IP:119.180.*.*回复
感谢程老师为我们呈现的精彩的教学设计，受益匪浅。
费县马庄镇初级中学刘刚24 小时 前IP:60.213.*.*回复
一口气读完本期简报，专家实在高明，把我们认为最难讲的微观概念用一个个生动、直观的实例呈现出来，太好了，我以后一定要认真学习。
莱芜市实验学校毕泗军1天 前IP:124.132.*.*回复
我一口气读完，可把我憋死了，受益匪浅，非常感谢
栖霞市大庆路学校隋红梅1天 前IP:60.215.*.*回复
程老师：我注意到这篇文章是凌晨发的。首先感谢您这么不辞劳苦的为我们支招。您的招数招招精彩，您的智慧令我钦佩。向您致敬
微山县付村一中马长武1天 前IP:119.182.*.*回复
差距还很远，我辈还需多努力。
龙口市北皂学校辛慧1天 前IP:221.214.*.*回复
内容真丰富，实用价值高。
历城第三中学王燕1天 前IP:124.133.*.*回复
一口气通读完，心中满是震撼和激动，震撼于程老的睿智和思想的先进。真正明白了“学高为师”！
山东省济南第十三中学孔帆鹰1天 前IP:221.214.*.*回复
学习了大师的杰作，受启发！
巨野县高级中学伊冬升1天 前IP:60.217.*.*回复
生动的比拟把微观的粒子很形象的表示出来，收藏了。
指导教师温守行1天 前IP:122.7.*.*回复
早就知道程老师我们山东省化学界的一大宝贝！
次邱镇第三中学张德文1天 前IP:218.59.*.*回复
让人耳目一新，“姜还是老的辣”。
山东省济南开元中学皇甫帅1天 前IP:124.128.*.*回复
山外有山，人外有人啊！太厉害了！
宁阳县第二十四中学宁丽霞1天 前IP:221.1.*.*回复
期待下期的老兵新招，就像期待未看完的电视剧，心中时时惦记它，有时在梦中都会遇见他，令人期待。
宁阳县第二十四中学宁丽霞1天 前IP:221.1.*.*回复
一口气读完，好似在炎热的夏天喝了一瓶清凉爽口的饮料，令人心旷神怡。
宁阳县第二十四中学宁丽霞1天 前IP:221.1.*.*回复
老兵新招，招招独到。
宁阳县第二十四中学宁丽霞1天 前IP:221.1.*.*回复
思想驿站、整理行囊、清点成果 注重了设计的人性化，学习。
宁阳县第二十四中学宁丽霞1天 前IP:221.1.*.*回复
太精彩了，不愧为我们心中的楷模。
平度西关中学张学娟1天 前IP:60.209.*.*回复
程老师寓教于乐，多才多艺，是我们学习的榜样。
宁阳县第二十四中学宁丽霞1天 前IP:221.1.*.*回复
远方的风景、行囊装备、踏上旅程 说法新颖、形象，值得学习
昌乐县朱刘街道中学张延清1天 前IP:221.1.*.*回复
谢谢专家的指导，何以解忧，唯有专家！！！！！！！！！！！！！！！！
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