基于核心素养的初中化学教学设计——以“分子和原子”一课为例

化学教学中，教师要以核心素养为导向，积极调整与优化教学模式，最终实现知识教学向素养教学的转变。因此，文章以人教版九年级上册第三单元“物质构成的奥秘”第一课“分子和原子”为例设计教学。

【教学过程】

（一）关联生活案例导入

　　教师：同学们，我们一起来看生活中常见的现象。大家是否有过这样的经历，路过花坛时，还没有走到跟前就能闻到花香，这是为什么？

　　学生：可能是花的香味飘出来了。

　　教师：香味可以飘，说明有东西在运动。大家想一想，将一块糖放进水里，过一会儿，糖不见了，水却变甜了，这又是怎么回事呢？

　　学生：糖溶解在水中了，变成了微小粒子，所以看不见了，但是味道还在。

　　教师：大家说得非常有道理。其实，这些现象与我们今天要学的“分子和原子”这节内容有关。物质是由这些肉眼看不见的微小粒子构成的，这些粒子在不断运动，所以花香能够扩散、糖能在水中溶解。现在，老师还有一个问题，这些微小的粒子真的存在吗？我们可以通过一个实验来了解。

（二）探究新知：依托教材实验落实核心素养

　　教师：同学们，通过观察生活现象，我们知道物质是由微观粒子构成的，那么这些粒子长什么样呢？有什么特征呢？接下来，老师将用教材中的实验与大家进行深入探究。先看教材中“品红在水中扩散”的实验，老师现在分别向冷水与热水中加入品红，大家认真观察。

　　（教师操作，学生观察）

　　学生：老师，品红在水中逐渐散开了，而且热水中的品红扩散速度要快。

　　教师：没错。大家认真想想，品红能够在水中散开，说明品红的微小粒子在做什么？

　　学生：在做运动，而且温度越高，运动得越快。

　　教师：对，这是分子在运动的体现，温度越高，分子运动的速率越快。请大家看教材中的“1+1不等于2”的实验，教师用量筒取10 mL水与10 mL酒精，然后混合在一起，大家看总体积是多少？

　　（教师操作，学生观察读数）

　　学生：老师，混合后的体积不到20 mL。

　　教师：这是什么原因呢？结合刚才分子在运动的结论，想一想分子之间有没有空隙。

　　学生：有。水与酒精的分子相互跑向对方的空隙中，所以总体积变小。

　　教师：非常棒。这说明分子之间存在一定的间隔。接下来，我们再模拟教材中水通电分解的过程。老师这里有水分子模型，大家认真看，水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。现在想象通电后水分子会发生怎样的变化。分子与原子有什么变化呢？

　　学生：分子变了，但是原子没有变。原子只是重新组合了。

　　教师：总结得非常完整。在化学变化中，分子可以再分，原子则不能。原子是化学变化中的最小粒子。

（三）联系实际，运用微观观念解决问题

　　教师：通过这节课的学习，大家已经了解了分子与原子的基本性质，也知晓了它们在化学变化中的特点。那么，这些微观的知识能否解决生活中的问题呢？下面，大家来尝试一下。首先，大家仔细想一想，为什么氧气能够被压缩到钢瓶中？

　　学生：因为分子之间存在间隔，氧气在被压缩的时候其分子间隔会变小，所以氧气能够被压缩进钢瓶中。

　　教师：回答得非常准确。那么大家再想一想，为什么洗完的衣服在阳光下要比在阴凉处干得快？

　　学生：因为阳光下温度较高，水分子运动得快，所以衣服干得更快。

　　教师：非常好。老师再出一个难题考考大家，谁可以从分子、原子的视角解释纯净物与混合物存在什么区别？同学们可以结合教材给出的提示，在班内进行讨论。

　　学生：纯净物由一种微观粒子构成，混合物是由两种或多种微观粒子构成。

　　教师：大家总结得非常准确。接下来，我们看一看生活中的化学变化，如氢气燃烧生成水。从分子、原子的角度来看，这一过程是如何变化的？谁可以清晰描绘其过程？

　　学生：氢分子与氧分子先破裂成氢原子与氧原子，然后每两个氢原子与1个氧原子相结合，形成水分子。

　　教师：非常好。看来大家对分子与原子有了深刻的认知。了解了这些知识，大家就可以从微观角度理解宏观的物质变化与生活现象，这也是化学学科中“宏观辨识与微观探析”核心素养的充分体现。

（四）总结升华，构建微观认知体系

　　教师：同学们，这节课我们围绕分子和原子展开学习，现在咱们一起回顾一下。首先，通过生活案例和实验，我们知道了分子和原子的哪些基本性质呀？

　　学生：分子和原子都很小，而且在不断运动，分子之间还有间隔。

　　教师：没错，还有吗？在化学变化中，分子和原子有什么不同的表现？

　　学生：化学变化中，分子可以再分，原子不能再分，原子是化学变化中的最小粒子。

　　教师：总结得很好。那从宏观和微观的联系来看，物质的变化和分类也能从分子、原子角度解释，比如，物理变化中，分子或原子本身不变；而化学变化中，分子改变。纯净物由一种微观粒子构成，混合物由两种或多种微观粒子构成。

　　教师：现在谁能试着用自己的话，把分子、原子的知识以及它们和宏观世界的联系完整地说一遍？

　　学生：物质是由分子、原子等微观粒子构成的，这些粒子很小，不断运动，有间隔。在物理变化中，分子本身不变，只是间隔等发生变化；化学变化中，分子破裂成原子，原子重新组合成新分子。

　　教师：说得很全面！通过这样的梳理，我们能更清晰地认识到微观粒子与宏观物质及其变化的联系，这有助于我们形成“宏观—微观—符号”相联系的化学思维，这也是化学核心素养中“证据推理与模型认知”的体现。希望大家今后能从微观的视角去观察和解释更多的化学现象与生活问题。

（五）拓展延伸，激发科学探究精神

　　教师：同学们，这节课我们从微观角度认识了分子和原子，了解了它们的性质和在化学变化中的作用。其实，关于微观粒子的研究远不止于此。大家知道吗，科学家们为了探索原子的结构，做了很多经典的实验，如卢瑟福的α粒子散射实验。现在老师给大家简单介绍一下这个实验的大致情况（结合图片或动画简要讲解实验装置和现象）。

　　学生：老师，这个实验是怎么帮助科学家认识原子结构的？

　　教师：问得好！卢瑟福通过α粒子散射实验，发现大部分α粒子能穿过金箔，说明原子内部大部分空间是空的；少数α粒子发生大角度偏转，说明原子中心有一个质量大、体积小的原子核。这就像我们通过实验探究分子、原子的性质一样，科学的进步离不开不断的实验探究。

　　教师：那大家有没有兴趣自己设计一个小实验，来进一步验证分子的性质呢？比如，设计一个实验来证明分子运动的速率与物质的种类有关。大家可以小组讨论，提出自己的实验方案。

　　（学生小组讨论，设计实验方案）

　　学生：我们组想的是，分别用酒精和水滴在相同的玻璃片上，放在同一环境中，观察哪个蒸发得更快，以此来比较酒精分子和水分子运动的速率。

　　学生：我们组打算用不同浓度的糖水，观察糖在其中溶解的速率，不过可能这个和分子种类的关系不太直接，还需要再想想。

　　教师：同学们的想法都很不错，尤其是第一组的方案，很有可行性。课后大家可以按照自己的方案去尝试做一做，然后把实验过程和结果记录下来，下节课一起交流。通过这样的拓展和自主探究，老师希望大家能体会到科学探究的乐趣，培养“科学探究与创新意识”化学核心素养，也能更深入地探寻微观世界的奥秘。

（六）价值引领，渗透科学态度与社会责任

　　教师：同学们，我们知道了分子、原子的性质能解释很多生活现象，其实这些微观知识还能帮助我们解决生活中的实际问题，甚至服务社会。比如，大家平时买的食品，有的包装上写着“真空包装”，谁能用今天所学的知识说说，真空包装为什么能延长食品保质期呀？

　　学生：真空包装里没有空气，细菌没法呼吸，就不容易繁殖，食品就不容易坏了！

　　教师：特别准确！再想想，现在很多家庭用“活性炭净水器”过滤水，活性炭能吸附水中的杂质，这和分子的性质有什么关系呢？

　　学生：是不是因为活性炭的结构里有很多小孔，杂质的分子能被吸附到小孔里？

　　教师：没错！活性炭的多孔结构能吸附水中的有害分子，这就是利用了分子间的相互作用。除了生活中的应用，科学家还利用分子、原子的特性研发“纳米材料”，如纳米抗菌膜，能贴在医疗器械表面，通过破坏细菌的分子结构来杀菌，这对医疗行业的帮助特别大。

　　教师：学习了分子、原子的知识，我们能为生活或环境做些什么呢？比如，看到有人随意丢弃含甲醛的装修废料，我们可以怎么做？

　　学生：可以提醒他甲醛会挥发，污染空气，要送到专门的回收点处理。

　　教师：大家的想法都特别棒！其实化学知识从来不是“书本里的理论”，它能让我们用科学的方式关注环境和社会。希望大家今后不仅能学好化学知识，更能带着“用化学服务生活”的意识，做有科学素养的小公民，这也是我们学化学的重要意义。

　　综上所述，在本课教学中，教师采用生活案例进行导入，鼓励学生开展实验探究，能够让学生在实践中了解知识，在思考中深刻领悟知识，真正将抽象的核心素养转化为可以感知的学习过程，最终让化学教学成为链接知识、能力与价值的桥梁，推动核心素养真正落地。