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　　摘要:以情境教学理论为指导，以有效碰撞、活化分子和活化能为教学案例，介绍了基于信息技术创设情境的学生自主建构抽象化学概念的教学方法，教学效果良好。

　　关键词:情境教学 自主学习 活化分子
　　
　　1 教学情境创设的原理
　　
　　建构主义认为，学习具有情境性，知识是学习者在一定的具有认知意义的情境中，借助外部条件和内部心理条件，通过意义建构的方式而获得的。这就是说学习是学习者在与环境进行交互的过程中主动地建构其内部心理表征的过程。由此可见，具有认知意义的教学情境在学生建构新知识过程中的作用是非常重要的。良好的化学问题设计需要创设新颖的问题情境，而这种教学情境的创设必须具有真实事件的属性或具有真实问题的情境。基于此情境，学生在探索自然和解决实际问题的过程中，能自主理解并建构新知识。这就是情境教学的主要概念，其教学环节包括确立问题、创设情境、自主学习、协作学习和效果评价。根据上述原理，笔者基于信息技术，开发了“活化分子、有效碰撞与活化能”的动画课件，以全面、深刻地体现建构主义的思想和情境教学的真谛。

　　2 教学情境创设方法和教学建议
　　
　　从教学目的和教学环节上看，活化能理论安排在化学反应与能量、化学反应速率与化学平衡之前，是要让老师引导学生初步建立起化学反应的微观过程概念，并能运用 “活化分子”、 “有效碰撞”的概念解释 “活化能”的涵义，并理解化学反应热这一实验现象，从而为后续的化学反应原理的学习储备知识。然而，“活化分子”和 “有效碰撞”是易讲却不易理解的看似形象其实是非常抽象的概念。教师虽可逻辑严谨地列出诸多条款，如分子能量高低不同，分子碰撞强度不同和碰撞取向不同等，但由于缺乏明确的物理模型图像，很难让学生建立不同分子间平均能量的概念，学生便不能理解这些概念，就不能内化成自己的知识，对 “反应物平均能量”和 “活化分子平均能量”的概念就无的放矢，自然对 “活化能”概念的理解就成空中楼阁。

　　为此，在创设活化能概念教学情境时，笔者认为必须以动态的形式呈现分子的各种微观运动形态和微观能量状态，如分子的平动、转动和振动，并把分子碰撞的不同类型和碰撞频率尽可能地表现出来。通过设计的播放和暂停按钮，可让教师运用视频呈现分子的微观运动状态。在此教学情境中，让学生自主观察，自己挖掘情境中所蕴涵的知识与信息，在教师的引导下主动与其他同学讨论，积极建构 “活化分子和有效碰撞”的概念，从而深刻理解“活化能”的概念。

　　2.1 分子运动教学情境创设，通过创建分子动画模型，展示分子的运动与相互作用。在看似杂乱无序的运动中包含有系列碰撞，碰撞分为剧烈碰撞和普通碰撞，但剧烈碰撞很少，大多为普通碰撞，且剧烈碰撞是在高能量分子之间发生。学生很容易观察到所谓高能量分所表现的是活化分子与非活化分子的运动状态，通过设计的分子模型，边摇摆边转动，以模拟分子振动与转动。

　　学生可以清楚地观察到转动的快慢与摇摆的快慢，从而建立分子不同类型能量高低的概念。分子的运动与碰撞比较活化分子与非活化分子表1列出了所创设的教学情境与学生需要挖掘的信息内容，通过对教学情境的观察与信息挖掘，学生一般很容易建立诸如分子的能量、分子间的碰撞、分子间的能量传递等概念，进而建立不同分子平均能量的概念。创设的分子运动问题情境、学生需挖掘的信息和需得出的结论情境表现 学生需挖掘的信息 结论分子的无序运动 分子运动有快有慢，分子能量不均匀 平均能量概念展示分子不同运动的状态分子运动有平动、转动和振动，其能量高低蕴含其中高能量分子数很少，而低能量分子数很多，得到活化分子属于高能量分子的结论分子间的碰撞 有剧烈碰撞和非剧烈碰撞只有高能量分子才可发生剧烈碰撞，而在剧烈碰撞中，分子之间的能量可以交换和传递分子碰撞的频率 非活化分子碰撞频率远远高于活化分子之间的碰撞 活化分子在整个分子体系中数量很少教学建议，让学生自主观察，积极讨论，协作学习，自主建构新知识，教师的作用重在引导和设问，诸环节促使学生观念提升。

　　2.2 有效碰撞教学情境的创设是创设的 “有效碰撞”教学情境，其中被圈住的分子为平动、转动速度均较快的所谓分子之间的碰撞“活化分子”.此情境主要表现分子运动过程中存在的不同类型的碰撞。通过观察，学生很容易建立低能量分子 （非活化分子）之间、低能量分子与活化分子之间，活化分子与活化分子之间均可发生剧烈与非剧烈的碰撞现象。在设计中，笔者用圆圈框住两种反应物的活化分子，通过追踪其运动，活化分子之间不断发生碰撞，当碰撞剧烈发生时，用闪光和声响提示，学生能强烈意识到活化分子的 “有效碰撞”的特点，即极少数能量较高的活化分子才能通过碰撞产生新物质，即所谓的 “有效碰撞”.列出了此节所创设的有效碰撞问题情境与学生需要挖掘的信息内容和需得到的结论。

　　创设的有效碰撞问题情境、学生需要挖掘的信息内容和需得到的结论情境表现 学生需挖掘的信息 结论1.活化分子与非活化分子的无序运动与碰撞各种类型的分子，其能量表现不尽相同，存在差异，可用平均能量表述得出反应物平均能量的概念，即活化分子能量总和与非活化分子能量总和的平均值2.非活化分子之间碰撞 碰撞频繁，无新物质生成 碰撞能量不够，化学反应不发生3.非活化分子与活化分子之间碰撞活化分子之间也存在能量差异，虽与非活化分子碰撞频繁，却无新物质生成碰撞能量不够，化学反应不发生，得出活化分子的平均能量概念4.活化分子之间碰撞 碰撞频率低，但某些碰撞可生成新物质只有活化分子之间的碰撞才可产生新物质，但不是每次碰撞都能引发化学反应，从而建立 “碰撞取向”概念和 “有效碰撞”概念教师在引导学生进行观察时应该着重强调活化分子间的碰撞未必都是有效碰撞，只有能量足够高，且碰撞分子取向合适时才会发生有效碰撞引发化学反应形成产物。同时，在此情境中，引导学生建立反应物 （包括活化分子与非活化分子）平均能量的概念。

　　2.3 活化能教学情境的创设通过上述教学情境，学生已经可以自主建立反应物平均能量与活化分子平均能量概念，为此，笔者创设了活化能教学情境。将一自身转动和摆动快速的分子模型置于曲线顶部，将一自身转动和摆动速度较慢的分子模型置于曲线底部，学生自然理解活化分子平均能量总是高于反应物分子的平均能量，易理解活化分子的平均能量与反应物分子平均能量的差值即为活化能E1.通过迁移，学生也易理解生成物的平均能量，从而对反应热的概念 （如放热反应和吸热反应）加以认识与理解。

　　3 教学应用效果
　　
　　该课件已经在四川省多所中学应用，得到普遍好评。过去选修4绪言讲解需用1课时，但效果不甚理想。应用该课件后，在不需多花学时的情况下，通过教师演播与引导，让学生自主观察、探究和协作学习，把过去抽象的概念描述，变为形象的活动图案展示，把过去生硬的语言表述，变成历历在目的微观运动过程，既开阔了视野，又建立了分子微观运动与相互作用的概念。整个教学过程中，体现了新课程探究式教学理念，也让学生充分体验了自主学习、协作学习的活跃气氛，学生不仅能较好地建立微观层面分子运动、碰撞与能量的关系，而且能较好地建立活化分子、有效碰撞和活化能的概念。通过考评发现，即使普通水平的高中生也能较快掌握此类概念。此课件充分体现了确立问题、创设情境、自主学习和协作学习的情境教学理念，教学效果良好，对微观过程抽象概念教学方法的创新，提供了一个新案例。

　　4 结束语
　　
　　创设教学情境的本质是呈现一种激发学生学习的素材，并引导学生积极观察和思考，进而引发学生后续的自主学习、探究学习，促成自主建构新知识。在新课程改革中，教师要高度重视教学情境的创设，利用多种手段，引导学生进行自主学习、探究学习和协作学习，帮助学生形成创新意识和能力。

　　参考文献
　　
　　[1]冷永刚，罗渝然。化学教育，2012,33（10）：5-8
　　[2]（美）罗伯特·斯莱文着。教育心理学。姚梅林译。北京：人民邮电出版社，2004:58-125
　　[3]王祖浩，张天若等。化学问题设计与问题解决。北京：高等教育出版社，2003:121

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