《水分子模型》教学设计

课例1 理想模型，实现“宏观、微观、符号”的统一——《水分子模型》教学设计内容简析在化学用语教学中，“物质构成的奥秘”这一主题一直是教学的难点，学生们好不容易培养的兴趣很可能因为本主题的枯燥、抽象而消失殆尽，本主题自然成为大部分学生难以逾越的鸿沟。

如何帮助学生用微粒的观念去学习化学，如何帮助学生从五彩缤纷的宏观世界步入神奇莫测的微观世界，是我一直思考的问题。

最终我把“神秘武器”落脚在“理想模型”这一科学方法上。

“理想模型法”是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是以简化和直观的形式来显示复杂事物或过程的手段。

化学对微观粒子结构的研究离不开“理想模型法”，在《义务教育初中化学新课程标准（实验稿）》提出：“要帮助学生用微粒的观点去学习化学，通过观察、想象、类比、模型化等方式使学生初步理解化学现象的本质，提高学生的想象能力、创新能力，帮助学生初步认识辩证唯物主义的一些观点。

”所以在教学实践中我带领学生从最熟悉的物质——水做起，研究、制作、使用、分析水分子模型，并将其贯穿于初中化学的学习的全过程中，帮助学生实现从感性认识到理性认识的飞跃。

目标定位在学习有关分子、原子的知识大致一星期之前，就可以进行此专题的学习，进而将水分子模型应用到全程教学中。

特别需要注意的是充分考虑学生的认知前提和思维特点，不可一蹴而就，不可急功近利，要循序渐进，要层层深入。

1.通过水分子模型的制作、使用和研究，使学生初步学习和使用“理想模型法”，逐渐帮助学生树立“物质的微粒观”，培养学生的动手能力、想象能力和创新能力。

2.通过本专题的学习，使得学生逐步建立物质的“三种表述——宏观、微观、符号”的有机统一，促进学生形成良好的化学思维方式，并帮助学生了解化学学科内在的逻辑结构。

方法阐释本专题从学生对微观世界的好奇、好问出发，采用查阅资料、动手制作、分析归纳等方式，与学生一起制作水分子模型，从中体验微观粒子的奇妙，帮助学生进入神奇的微观世界；再以水分子模型作为研究问题的“媒介”贯穿于全程学习中，在一次又一次的“观察”、“想象”、“拆分”、“组合”中将研究深入，将问题深入，最终帮助学生建立物质的元素观、物质的微粒观、物质的“三种表述”统一观。

教学流程水分模型的制作和研究1.教学时机：在学习有关分子、原子的知识大致一星期之前组织此专题教学。

2.研究性学习：布置这样一个研究性学习课题“自己动手制作一个水分子的模型，结合你的已有经验，查阅课本和其他资料获取制作依据，记录你在制作过程中体会和收获，下节课我们进行交流和展示！”（学生们比以往接受任何作业都痛快地接下了这个作业，两天过去后的展示课上，教师和学生们一起收获着激情和喜悦……）【设计意图】研究性学习是以“培养学生具有永不满足、追求卓越的态度，培养学生发现问题、提出问题、从而解决问题的能力”为基本目标；以学生从学习生活和社会生活中获得的各种课题或项目设计、作品的设计与制作等为基本的学习载体；以在提出问题和解决问题的全过程中学习到的科学研究方法、获得的丰富且多方面的体验和获得的科学文化知识为基本内容；以在教师指导下，以学生自主采用研究性学习方式开展研究为基本的教学形式的课程。

此种学习方式致力于学生创新精神和实践能力的培养。

3.交流与展示：（1）学生们制作的水分子模型可谓五花八门、精彩频呈、美仑美奂。

原子：土豆、龙眼、桂圆、橡皮泥、小皮球、纸团、泡沫塑料球、篮球、乒乓球、手球等成了可爱的氢原子、氧原子；连接方式：铁丝、牙签、透明胶等成了连接原子的“键”；连接的角度：有糖葫芦型、三角型、直角型、熊猫头型等各种不同的“键角”。

（2）学生们的体会、想象、疑惑可谓妙不可言、神秘莫测、魅力无穷。

这个小小的水分子模型把学生们带入了神秘的微观世界里：海水里的水分子和我嘴里的水分子一样吗？氢原子和氧原子谁大谁小？它们有质量吗？水分子有颜色吗？水分子有味吗？水分子会跑吗？水分子有生命吗？原子是圆形的吗？是实心的吗？原子身上长毛吗？氢原子、氧原子按怎样的结构结合在一起？……【设计意图】新课程的学生发展观认为，学生的生命本体能否不断获得健康发展，特别是能否不断增强自身的创新素质，主要取决于两个关键因素，“一是学生是在实践活动中实现发展的，离开实践活动，学生的发展就成了无源之水；二是学生的发展是由学生自己自主决定的，任何人都不能代替学生的学习和发展”。

因此，新课程视野下的课堂教学就特别强调要为学生创设丰富多彩的学习活动，让他们在实践活动中进行自主建构。

4.归纳总结教师把学生们交流展示后的问题总结为三类，这也是学生们在制作水分子时一定遇到且必须要解决的问题：问题1：水分子的构成即使现在还没有学习分子和原子，但学生对它们并不陌生，科普读物、媒体资源等成为学习学习分子和原子最有力的基础。

所以通过阅读课本、查阅资料、请教他人你等方式，学生比较就可以知道一个水分子是由两个氢原子合一个氧原子构成的。

问题2：原子的大小氢原子、氧原子谁大谁小？学生们通过翻阅课本、查阅资料等方式清楚了氧原子比氢原子大及大致的比例关系。

问题3：原子的排列方式原子间到底以何种方式排列在一起？虽然这个问题对学生来说有一定的理解和理论难度，但是学生仍然“神采飞扬”般猜想出各种方式。

如：直线型糖葫芦型熊猫头型此时，教师要充分肯定学生们的设计，因为这本身就是进行科学研究的过程。

至于是哪种方式教师只要告诉学生水分子的模型类似于“熊猫头型”，至于为什么可在后续的学习中学到或自己进一步查询资料。

问题3：分子、原子透明吗、有颜色吗、有味道？原子是圆形的吗？等等至于这些开放性、发散性的问题教师每必要给学生答案，只需激励他们继续研究即可，因为微观世界是神秘的，是不可思议的，是难以用语言表述的。

【设计意图】充分发挥教师的主导作用，将学生零散的问题进行梳理、汇总，基于“发展”的主题、循着“研究”的轨道、本着“创新“的原则，实现从“实践”到“理性”的飞跃。

5.制作“理想模型”教师拿出提前购买的材料（建议按至少每人一个水分子的量准备），如：橡胶球、乒乓球、双面胶（其中橡胶球和乒乓球的大小比例要合适），分发给学生，每人制作一个规范的水分子模型。

【设计意图】学生在“摆弄”的过程中收获的不仅仅是一个“模型”，而是科学探究的过程、科学研究的方法、科学研究的态度和科学研究的精神。

水分模型的使用之一1.教学时机：在学习《分子和原子》时使用水分子模型。

2.探究分子和原子的概念，是本节课的主要研究点，教师可以设计如下探究问题:（1）电解水可以得到氧气和氢气，水、氧气和氢气各有自己独特的性质，为什么水不再具有氧气、氢气的性质？（2）用微粒的观点，借助水分子模型（每生一个），小组合作进行“运动”、“拆分”和“组合”，模拟水的蒸发和水的电解的微观变化过程，总结出这两种变化有哪些不同？要求学生交流讨论的重点是:结合课本内容，用规范、简练的语言回答两个问题。

3.随着小组的展示和补充，教师的点拨点主要有3个：（1）两种变化的不同：物质发生无力变化时分子本身没有发生变化，而在化学变化中分子要分成原子，原子要进行重新组合，这就是化学变化的实质。

（2）分子是保持物质化学性质的最小粒子，原子时化学变化中的最小粒子。

在这里“最小”就是不可分的意思。

（3）原子是可以继续再分的，初步渗透物质是无限可分的哲学论断。

【设计意图】探究分子和原子的概念，是本节课的重点和难点。

从学生最熟悉的物质和变化说起，采用理想模型法，用直观、生动的手段破解这一重点和难点，通过观察、想象、类比、模型化等方式使学生初步理解化学变化的本质，从而形成分子、原子的概念。

水分模型的使用之二1.教学时机：在学习《有关化学式的计算》时使用水分子模型。

2.在学习《有关化学式计算》时，教师可以设计这样的探究问题：请同学们以水（H2O）为例,结合水分子模型，研究化学式的计算。

（要求先独立完成，后小组交流，重点思考、交流解题方法和解题格式。

）问题1：求水的相对分子质量。

问题2：求水中各元素的质量比。

问题3：求水中氢元素、氧元素的质量分数。

【设计意图】有关化学式的计算是初中化学计算的重要组成部分，是学生初次遇到的化学计算类型。

这部分计算的关键不在于“计算”，而在于明确“化学含义”，这就是学生学习的“困扰点”。

以水分子模型作为“宏观”、“微观”、“符号”联系的“媒介”，对于学生突破这样难点具有重要的作用。

3.继续深入探究：我们以计算水中各元素的质量比为例，算式计算的是水中氢原子与氧原子的质量比，为什么能代表水中氢元素与氧元素的质量比？n个氧原子子2n个氢原子子n个水分子学生思考后交流，教师点拨：水是由水分子构成的，这是n个水分子，水中氢元素与氧元素的质量比实际是水中所有氢原子的质量与氧原子的质量比，既2n个氢原子的质量与n个氧原子的质量的比，约分，就是水中氢原子与氧原子的质量比。

因此，我们在根据化学式计算各元素的质量比时，是以一个分子为基准计算的。

同样的道理，我们在计算水中氢元素的质量分数时，也是以一个水分子为基准计算的。

我们根据化学式求各元素的质量比和某一元素的质量分数时，计算关键是以一个分子为基准。

这从而也体现出宏观世界和微观世界是相辅相成的。

如我们前面学习的化学变化，从宏观上来说，化学变化的实质是生成了新物质，从微观世界来看，是生成了新的分子或原子。

正是因为微观上生成了新的分子或原子，在宏观上才生成了新物质。

【设计意图】以水分子模型作为“媒介”，实现物质“三种表述”的有机融合，利于学生形成良好的化学思维方式和认知结构，帮助学生理解化学学科内在的逻辑结构。

水分模型的使用之三1.教学时机：在学习《质量守恒定律》时使用水分子模型。

2.本节课主要有两个探究点，一是实验探究化学变化前后的质量关系，二是用微粒的观点对质量守恒定律做出解释。

对于第二个探究点就可利用水分子模型，采用理想模型法这一直观、生动的特点，通过观察、想象、类比、模型化等方式使学生初步理解化学变化的本质。

教师可设计如下探究问题：为什么一切化学反应都要遵循质量守恒定律呢？请以电解水这个变化为例，结合水分子模型，从化学反应中分子、原子的变化情况进行说明。

【设计意图】学生每人1个水分子，小组合作“拆分”和“组合”，模拟电解水的微观变化过程，很容易得出在化学反应前后原子的种类、数目、质量都未发生变化，水到渠成的得出化学反应的实质，可以很好的化解这一教学难点.。