微粒可视化，培养化学形象思维

何建华

【摘 要】化学学科研究层面综合可分为宏观与微观两方面，所有的物质都是基于分子、原子建构形成的。而学生在探究化学实验时，归根结底学生所探究的便是粒子与粒子之间的联系，因此，尝试引导学生运用微粒可视化技术，塑造形成学生的化学思维，则可很大程度地帮助学生弱化抽象，提高课堂效率。

【关键词】初中化学;形象思维;微粒可视化

化学反应的实质便是离子之间的反应，而微粒却具有微观性，肉眼是无法观测到的。这便对培养学生的形象思维产生难度。透视微粒，引导学生观察微粒的运动过程，将微粒通过一定方式直观展现出来，则能够很好地帮助学生弱化抽象，直观进行观察和理解，有效培养学生的化学形象思维。

一、风的形成，理解原子运动

微观世界的变化通常会通过宏观形式表达出来，引导学生理解原子运动，“风”便是很直观的体现。学生通过深化概念理论的基础，再辅以Flash动画形式，便能够感知到微观世界的运动，有效培养学生的化学形象思维。

例如，在“分子与原子”这一章节内容学习时，笔者便首先引导学生掌握概念，如“分子与原子总是在不停运动着”。之后，便让学生用手对着脸扇风，充分进行感受，学生通过触觉，都能感觉到“风”，而风究竟是如何产生的呢，此时，笔者便向学生渗入到微粒的概念，通过动画展示，将空气粒子夸张进行表示，使学生总结得出，人之所以能够感受到风，是因为空气中的分子，通过外界的作用，运动发生变化，撞击到脸，使得脸部感受到风的存在。又如“酒香不怕巷子深”中的化学知识，便可用于考查学生是否掌握分子运动的规律形式，学生如果能够通过分子与原子的运动，探究到，之所以能够在巷子外闻到酒香，是因为酒精分子在不断运动下，飘出了巷子，进入到人的嗅觉范围内。通过联系生活中的实例，让学生进行感知，学生则能够感知到分子与原子的存在。

微粒组成了微观世界，微观世界的抽象内容，是学生在学习中的难关，通过微粒的宏观形式表达，学生则能够形象地感知微观世界的组成。强调应用微粒可視化，学生便能够迅速建构起个人的化学形象思维。

二、球棒模型，探析空气构成

尝试模型建构，是学习化学最常用的方式方法，有机物的学习，常用到“球棒模型”，来分析探究有机物分子的内部组成结构。学习空气，亦能尝试运用类似教法，透析微粒，分析结构，使微粒变得直观具体，具有形象性，这对化学形象思维的养成有着至关重要的作用。

例如，在“氧气、氮气”的学习时，学生在分析空气组成时，均已了解到这两种气体在空气中占有很大比重。而在细分这两种气体的组成方式和分子形式时，则不够具体。此时，笔者便运用“球棒模型”，展示气体分子的组成方式，如O2，是由两个氧原子，在一定形势下，组成氧气分子，N2也是同样的形式，运用“球”表示原子，运用“棒”表示价键，学生则能迅速建构起空气中分子的形式形态，使原本抽象的分子变得直观和具体，学生在理解时，便能够游刃有余。在下一步教学内容的编排下，引导学生基于建构起的模型，印构到思维中进行辩证判断，学生则能够迅速掌握知识内容，高效内化吸收。

建构“球棒模型”，也是运用建模的思想指导学生进行化学问题的探究。探析空气微粒的组成因素，建构可视化的微粒模型，并能够合理地运用学生的辩证思维和逻辑分析思维，对化学问题进行全面的分析，这一切，都需得归功于化学形象思维的指导。

三、互换空间，透视置换反应

置换反应，是初中化学阶段，学生应掌握的化学反应方程式重点内容。运用辩证思维和唯物主义角度去看待置换反应，其实就是两个类型相同的微粒相互交换了位置，总物质是没有发生改变的。应用“微粒可视化”技术支持，能够直观透视置换反应，从而使学生理解掌握知识内容。

例如，在学习“置换反应”这一章时，笔者在引导学生进行实验操作时，采用Fe与CuSO4溶液的实验，学生在进行实验操作之后，发现Fe上附着着一层红色的物质，溶液由蓝色变为浅绿色，总结实验现象后，学生验证了置换反应方程式：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，但学生细分析现象时，对于离子之间发生的变化，却出现表述不清的现象。此时，笔者便会应用“微粒可视化”的指导策略，引导学生探究微粒发生的变化，首先是电子的变化，溶液中的Cu2+，得到两个电子，被还原成为Cu，Fe单质失去电子，被氧化成为Fe2+，进入溶液。细分微观粒子的变化，综合起来便是Fe原子，替代了CuSO4中的Cu原子的空间位置，便导致了化学反应的发生，全部的反应过程，还应遵循“金属活动性”规律。所有的置换反应的实质，均与此类实验类似，学生便可通过“以一类百”的学习方式，掌握置换反应的实质，透视置换反应。

空间观念的建构是培养学生化学形象思维的核心内容。学生能够通过微粒可视化技术，透视到化学反应的实质，这对学生理解化学知识，弱化抽象内容，直观具体分析问题有着重要的帮助。

“微粒可视化”技术，在现今时代，应该贯穿整个化学课堂，帮助学生组织有价值的教学资源，增强学生学习的直观性，使学生认知遵循客观认知规律，激发学生的学习动机，影响学生心理因素发生正向迁移。学生化学形象思维的养成，更有助于学生理解抽象概念内容，提高课堂教学效果。因此，在日常教学中，教师要尝试运用“微粒可视化”技术，指导学生培养形成化学形象思维。

（作者单位：江苏省南通市通州区金郊初中）