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化学用语教学的常见策略有哪些?

如何通过概念原理的学习发展学生的学科观念?

怎样构建出符合学生认识发展过程的教学线索?

案例3:

化学式

案例2:

分子和原子

案例1:

溶解度

初中化学概念原理教学设计与教学策略分析

如何看待概念原理教学的功能价值?

概念原理教学中的科学探究有什么特点?

使用策略有哪些?

概念原理教学中如何开展单元整体教学设计?

主持人:

北京师范大学化学教育研究所博士黄燕宁

嘉宾:

教育部初高中化学课程标准研制组组长北京师范大学化学教育研究所所长王磊

山东省化学教研员卢巍

山东省泰安市泰山区化学教研员崔素芳老师

一.溶解度概念教学的案例展示与分析

那么前两个专题的讨论当中,我们讨论了物质构成的奥秘和物质的化学变化两个专题教学问题,那么在今天我们将用一个专题的时间来讨论其它概念原理的相关问题,首先先请各位老师先来看一个课例:

(插入视频:

溶解度课例)。

1.对溶解度案例的初步分析

王磊:

从这个案例当中可以看出,老师有很多非常积极地教学理念表现在教学过程中,比如她直接想打破传统概念这个方法,把溶解度设计成探究活动,这是个积极地努力。

第二,她改变了许多老师是这样讲溶解度概念的,有的老师是先这样讲溶解度定义的,他先引出溶解度定义,然后再解释溶解度概念,比如说围绕这个概念提出一个问题,比如说为什么要是100g水,为什么要是固定温度,再组织一个小的探究,我们也没有采取这样的课,有的老师也采用这样的方式,采取了一个相对整体性的探究活动,也就是说学生在进行他的探究时候中,他的核心任务就是比较糖和盐谁的溶解度更大,他的问题是在这,并不是明晃晃的摆在那,而不是给他,而是老师的本意是通过实验的过程和结果,最后等于引出来溶解度的关键特征,我们这个也是看的出来的。

另外,老师在围绕这个探究活动,她还是蛮精致的,比如说她事先考虑到学生比较不同物质的溶解性,它需要一个标准,老师觉得学生可能不大容易想到这一点或者容易忽略这一点,所以她设计了一个台阶式的活动,一个支架式的活动,就是通过生活当中比个子高矮,让学生体会到要有一个统一标准,才谈得上比较,这个老师也是蛮用心的;

另外老师也是让学生还测了,怎么才能知道温度,怎么才能对温度做了探究,怎么才能获得质量的数据,能用多少的质量数据要求学生能够主动做了记录,也做了一些相应的技巧上的讨论,那么我们做了这些技巧上的讨论都能够看出这个老师她在应用探究法教学方法支持概念教学这个方面还是想得蛮细致的,也是做了很好的努力和探索,给的这个任务也是有一定的挑战性的,因为她给了一个比较性的任务,我想这个任务它的价值或者说这个比较性的任务除了能够引领学生明白为什么要控制温度,为什么要控制100g的溶剂,应该说肯定有一定的支持作用的,这个活动还有一个支持性的作用是她让学生知道我为什么要研究溶解度,这个是可以达到这个目的,她是希望能够比较不同物质的溶解性,特别是用定量的方法去比较溶解性,那么所以要学习溶解度,通过这个活动是需要达到这个目的的,也是帮助学生理解溶解度概念是有条件的,这一点也是能够达到的,我觉得这是能够肯定,能够看的出来而且还是现场的学生还是比较活跃的,都还投入到活动其中,所以说一个枯燥的概念研究看起来还是比较生动的。

2.如何看待溶解度概念教学的核心价值?

崔素芳:

初中化学溶解度这个概念还是一个比较核心的一个量的概念,这个老师探究活动来进行这个学习,这个概念是比较合理的,用这个核心概念进行地更完整,同时她课前的这个小游戏能让学生感受到把生活的经验传授到科学探究活动当中吧,能够让孩子们知道定性和定量哪种更精确,而且要统一标准,这块也为后面探究方案的实施做了准备工作,这个老师思考这一点也非常好,再一个对溶解度学习,它通过强调了在一定温度下在室温情况下,比较了食盐和蔗糖的溶解性,这个比较的结果实际上也暗示了溶解度这个概念的应用,能够比较溶解度的大小。

我观察到一个细节想请专家们稍微给我们一点解读,我也看到过溶解度这个概念教学,老师他们也会让学生比比盐和糖谁的溶解性更好,谁的溶解性更多,比如我给你等量的水,都是几毫升的水,然后去比较,而在这节课上老师选这节课选择的是不同量的水,分别是不同的水,一个选15ml、20ml、25ml,另外,糖和盐的用量也是写在黑板上的,温度的具体数值都标在那,它是用了不同量放在那也可以表示它的数量,她还让课外小组去查,说在不同的温度下,像20℃、30℃这个不同温度下一定量的水中溶解的糖和盐的量也查了出来,她整了这么丰富的数值只是用来比较溶解度的还是大小,到底是值还是不值?

我想请专家给我们这方面做这样一个解读,她这样的设计有她的道理没有?

她这样的设计是有的意义,但是她的意义指向是是指向溶解度的使用条件,因为她要给的这个溶解度条件都是指向溶解度概念的不同条件,只是根据不同的条件,所以我相信学生这样一点是会非常深刻的,以后学生就不会乱用溶解度的,他一定会关注温度是不是恒定,是不是可能也会留下很深刻的印象,我看溶解度曲线时需要特别很小心,当然我在具体比较一份溶解度大小时,我一定会控制好这些标准,我觉得这个方面的教育意义肯定会产生效果的,但是我不知道在坐的老师会怎么看,我总觉得这个好像应该是第二段的认识,关于溶解度的学习,在什么条件下怎么比较、比较条件,使用溶解度时要注意条件,我觉得这个事件应该是第二段关注的。

首先溶解度是一个定量的描述溶液溶解性的一种方式,首先应该把这个概念建立起来,之后在去讨论别的。

溶解度的本体认识现在没有建立起来,溶解度的本体认识,等于是花了很大力气是绕在溶解度的背景知识,使用条件和注意事项上面。

对于溶解度的本体认识,专家能否给我们一个解读呢。

溶解度的本体概念首先我们要了解它跟浓度一样都是用来描述溶液的组成的类似的,浓度是什么?

浓度就是这个C它揭示的是这一份溶液当中溶质和溶剂之间质量关系,如果用质量浓度分数去表征,换句话说我看到一个浓度值,我就知道溶质和溶剂的一个质量关系,我看到一个C的表示可以理解为这一份溶剂里溶质和溶剂是多少,进而我们还理解为怎么才能够知道它们可以有那些情况,就是说我一份溶液值可以变成什么样的溶液,怎么才能够找到,变成什么样的溶液?

符合这个浓度值要求的溶液是可以是很多的,就是它实际溶液和溶质的质量实际上是很多的,只要它的组成关系符合这个浓度值的,都是符合这个值的,这就是浓度这个概念定量表示功能就是在这了,它可以抽象的表示具体溶液中的具体表示,溶解度也是一样的,溶解度也是表示溶液组成的一种概念,只不过是饱和溶液的一种组成。

饱和溶液的组成下面是揭示的是在一定下温度这个溶液达到饱和状态下,溶质质量和溶剂质量之间的一个关系。

卢巍:

她应该首先定义一个饱和溶液,在这样的一个饱和溶液下,溶质的量和溶剂的量是不再发生改变了,是个稳定体系了,这种情况下它是一个特定条件下的一个溶液,像这样的一个溶液,它是一种溶质和溶剂的关系,因为它是一种特定条件下,这种特定条件经常被我们利用了,所以它需要一个定量描述。

揭示这个关系非常有益,这样一个饱和溶液其实就在我如何看待这个饱和溶液的组成,这是溶解度的直接功能,我认识溶解度,我知道溶解度氯化钠25℃食盐的溶解度是35g意味着什么?

意味着它可以指导我认识能告诉我25℃食盐溶液达到饱和状态最多能溶解35g,它的溶质和溶剂的质量关系,它的一个组成,我们好了我们本身一个意义,这个本身的一个拓展意义或者变式意义是什么就像刚才有浓度值变成真实值一样,符合在25℃溶解度的约束条件的是有很多的,为什么都有很多,它们可以都是S∕100,S就是这份溶液中溶质的质量,100就是溶剂啊,其实它可以有很多的溶质和溶剂都满足这个具体的赋值都等于S∕100,这就是说我氯化钠25g饱和溶液不只是100g水里面36g的溶质,可以是18g氯化钠溶于50g水,也可以是200g水里面溶入72g的食盐,你随便只要它的比例关系符合S∕100就可以了,这个是溶解度本体的意义,我们一定要抓住这个本体概念和本体意义,这个就是我们概念教学中首先让学生理解的和体会的什么叫溶解性,溶解性的定量意义,我们可以用溶解度来表示,实际上它放映的是什么呢?

是一份溶液当中达饱和时一份溶液中溶质和溶剂的质量比,然后它是有限度的,不是没有限度的,这个限度其实就是S,反过来我们来理解我给你一个溶解度的值,我就应该能理解成什么呢?

它其实放映的是溶剂是100g时溶质是S.对不对,于是我就可以给它变成各种各样的溶液,这是一个抽象的极限值,真实的溶液可以不是100g溶剂啊?

那你就可以变成50、25、20等,相应比例达饱和状态的值应该是多少?

这我们说要求是理解,那么我们反过来我们以这种观点探究,我觉得有几点需要进一步反思或者改进的,我们先从本体来说它很可惜的,她其实都是让学生做了几份饱和溶液糖,盐溶液,而且她也曾经让学生量过100g水的情况、也量过不是100g水的情况,15g、25g而且她都实测了这个溶剂是多少,溶质也测了,而且费了很大劲称量了溶质的质量,老师没把这两件事能在一起,黑板上列出了很多,但是老师没有给出一个比值相等的,没有找到这么多都是蔗糖都是食盐相同种类的溶质的时候,溶剂不同时,你的溶质不同时,没有从一个表象中去找一个规律,这个规律既然都是饱和溶液,都一算就算出来了,都是S。

这个时候就很自然的,都让学生建构出溶解度的概念的本质认识,老师们挺可惜只在外边打了半天转转,为什么她在外面打了半天转转,她所有的注意力都放在了比较糖和盐谁的溶解性好?

她都放在影响溶解度的因素上面去了,她没有把这个探究活动的主旨或者主目标放在这个核心概念上最本质的东西和它最核心的关系的建立上来,我觉得这是非常可惜的,其实这层窗户纸外面人都看见了,那些数据都在黑板上了就是没法把他们联系起来,完全变成几张皮了,这样我们的探究体系就没办法建立起来,只是建立起来一个外围的探索,实际上这些东西是可以统一起来的。

这些老师更多的是关注这些概念的解读上,溶解度不是有个定义吗?

她就更多地去关注那个定义,(王磊:

在那几个词的表面上)她只是在怎么让学生牢牢地掌握这个定义上下功夫了,而没有构建一个溶解度这个物理量,构建溶解度这个物理量是为了构建一个什么问题?

实际上现在新课程要求从三个维度去构建这个教学目标,现在实际上只是从知识的本身,概念定义本身,这样知识目标上去进行教学。

她仅仅把溶解度当做一个数值,没有把溶解度当做一个关系,溶解度本身是一个质量关系,而且它这个数值是一个比例关系,所以它是可以变得,但是老师把这个溶解度当做了一个具体绝对的数值,然后她告诉你这个数值在什么条件下,受温度的影响,她是这么来体会的,所以我觉得有点可惜,还是需进一步改进的,再有这个案例也可以反思一点就是说我们对这种关系性的概念的学习,比如说浓度还溶解度,以及高中阶段会学的平衡常数,我们不要把定义给死掉了,这个定义其实里面揭示的是关系,既然揭示的关系都可以用变量和变量的公式去表达的,既然可以用变量的公式,比如说溶质比溶剂,真实溶液的我们叫M质∕M剂=S∕100,在特定的温度下,如果我们把溶解性的定义用这样的一个式子表达的时候,大家看它的功能完全不一样了,大家看这是一个比值,特定溶液的它的溶质和溶剂的量,其实它是可以赋值为任何一份真实溶液的,溶液这份真实溶液只要比例符合S∕100,但是完全可以不是36g,也不是100g,这样学生学习溶解度时才能把抽象概念转变成具体概念,回到真实的溶液中去,至于这个时候你让学生去配,你告诉学生一个溶解度数值,你怎么配制饱和溶液,你不能只会配制100g的水和只会称取36g的氯化钠了,你真正理解了这个关系你会变出许多这样的溶液啊,反过来我给你任意一份真实溶液,我让你判断它到底是不是饱和溶液,那我怎么判断?

现在同学只会试试定性的,只会我再加点东西,看能够再溶解不能溶解,这个当然是可以的,这跟学了溶解度和没学溶解度是一样的,那就不用学习溶解度了,学习溶解度是为了定量的判断它是不是饱和溶液,只要你告诉我这份溶液溶质质量是多少,溶剂的质量是多少,我就能看它是不是等于S∕100,如果等于S∕100我就知道它是饱和溶液,如果不等于那它就不是饱和溶液,那我才能把不饱和溶液变成饱和溶液,我要看是溶质少了,可以改变溶液质量,或者我改变溶剂质量,那当然我还可以设计,我还可以改变t,我可以改变极限值吗,我把极限值改了,这份溶液跟极限值相等不就是饱和的了吗?

如果围绕这个线索进行探究,可能比仅仅围绕影响因素做探究可能更有价值。

3.溶解度概念教学中的常见问题有哪些?

我们可能会认为这样一个概念只要教会这个概念就行了,好像从三维目标来看,好像也很难体现什么过程与方法和情感态度价值观念,构成方法还能体现,但是她没能体现探究过程方法,探究能力的培养,探究能力跟溶解度之间是什么关系没能体现,是它帮助理解了她现在溶解度的定义了,但是作为溶解度这个概念来说,当初建立这个概念就是要从这个角度去定量描述一个饱和溶液这个问题它是有需求的,就像王教授刚才说的,有些物质在溶解的过程中根本不知道到底能够溶解多少,在得到这个混合体系的时候,一种溶质和一种溶剂混合到一块得到一个混合体系时,很难知道它到底能溶解多少,这是一个问题。

我要配溶液了,我要想要一个浓度的溶液,我想要一个80%的溶液,但是食盐的话,根本到不了他可能就不懂,像这样极限值的问题出现了,哦他才明白关于极限值这个问题要有一个度量,度量出来后就是那个溶解限量的问题,度量出来才有一个指标去衡量,比如食盐有它的溶解度,蔗糖有它的溶解度,作为这种物质的性质指标摆在那里,这个时候我再去选用东西的时候就有指标可参照了,实际上这是一种科学方法的教育,这种教育要让学生体验出来,就像刚才设计探究活动教学根据这样的本体知识的思路去设计可能他就会让学生学到的东西就更多。

跟溶解度这个本质问题直接对应的探究问题的实际上是饱和溶液的组成实际上到底是什么样子的?

这个是它的核心,这个时候可以给他很多溶质溶剂数值不一样的一些饱和溶液或者我带着他去饱和溶液,带着学生经历配制饱和溶液,用定性的问题配制饱和溶液,他就发现里面质量的关系规律,这个其实是跟它匹配的探究,而这个比较不同物质的溶解性,这个其实是建立溶解度的指标之后,再去干的事,不要从一开始就比较不同物质的溶解性,那么它应该是这样子的,现在我确实是有这个需求,比较谁的溶解度大,所以我要选标准,那选什么标准不是t,不是选溶剂,到底是选溶质还是溶剂还是以单一的溶剂去表示,还是选择用浓度去作为标准,还是用溶质比上溶剂作为标准,这样话可以引导学生学会如何找到S这个标准,然后再进入另一层次的探究,这个S受什么东西的影响,如果这样的话,她就不至于乱了,现在我们觉得就是她所有的探究重点都放在了外围的影响因素上来了,这个S本体的概念没有建立起来,为什么要建立起来S而不是用别的东西,这个事情其实也没有讨论,所以这个还是有点可惜,换句话说这个课例还是可以继续优化的。

通过这个案例分析,我们知道当我们老师进行概念教学时,我们首先要关注我们这个概念的本体知识,就是我们建立这个概念,我到底要解决一个什么问题,然后再是我怎么去教这个概念让学生怎么来做,然后我们也发现了当我们用科学探究去理解概念这样的活动的时候,探究点的选择非常重要,我探究的是概念自身的那几个定义性的那样的几个点,还是概念背后我真的要通过概念让学生去理解的那个核心问题的那探究点选择哪一个是非常重要的。

王磊:

因为说到溶解度这个定义本身,老师只注意了定义本身的影响因素这些关键词,没有去概括这个定义当中的那个关系,因为这个定义本身没有直接给出你这个关系,只把这个定义摆出来了,是100g水中达到饱和状态能溶解的克数,但是它没有抽取出认识的一个变量关系是溶质和溶剂的一个质量关系比,这个老师可能不太关注,看来我们的教材以后也需要做一个转换和修改。

二、分子原子概念教学的案例展示与分析

1.分子原子教学设计课例简介

我们将来在教材中也要做一些转换和修改,刚才我们讨论了一个关系性的概念,下面我们来看一个关于一组微观的概念,它也是一个概念的建立,看看这节课做的怎么样?

关于这节课,我跟大家做一个介绍。

这节课的课题是《分子和原子》,老师先对这节课做了一个分析,老师认为这是第一次给学生正面建立微粒概念的一节课,所以他在这节课里设立了两个目标,

1.建立宏观和微观的一个联系。

2.用宏观的观点思考微观的世界。

在这一内容上他打算用两课时内容去完成,在讲课之前呢,他先对学生进行了一个分析,他认为学生现有的知识包括:

1.媒体,科普书籍上接触过“分子,原子”的词汇。

(所以这个词是不陌生的)。

2.初三物理课上学习了有关分子的知识(所以这可以作为学生的起点)。

接着教师又对这个知识作了阶段分析,要经过这两个课时的课经过四个阶段帮助学生建立分子原子这个概念,那么第一阶段是要承认有分子原子这么会事这个客观事实。

第二阶段让学生认识分子的性质,第三阶段了解分子原子的概念,第四阶段用分子观点来解释问题。

在这四个阶段教师认为了解分子原子的概念是个难点,因为学生虽然知道有这个概念,但是从微观角度形成概念是非常困难的,而重点是学会应用分子原子,从分子原子的概念去应用所以第二第四阶段是他的重点,那我们分别老师在这四个阶段老师分别是怎么做的,在第一阶段教师把这一阶段的教学目标定义为承认客观事实从“无限宇宙到微小粒子”的奇异旅行,模拟这样一个奇异旅行感受“分子,原子”客观存在的事实。

在课堂教学时,教师请班里的同学跟他一起做了一个赋有诗情画意的诗朗诵,那么背景是这样的:

假设我是一个小小的微粒,我要经历一场奇异的旅行,那先从宇宙看起,从宇宙呢聚焦到银河系,从银河系聚焦到太阳系,再从太阳系聚焦到地球,然后聚焦到土壤,然后聚焦到土壤当中的动物,然后聚焦到动物身上的细胞,细胞里有DNA,DNA里就是分子了,到了分子这个阶段,我们再拿其中的一个分子,我们再拿学生熟悉的一个分子水分子,它的化学式学生也会写,然后教师就给他们一些资料,比如说一个水分子的质量是多少克,一滴水里大约有多少多少个水分子。

进行了这样的一个描述,接下来又给学生这样一个事实,中科院的科学家可以用扫描用的显微镜看到原子,通过这样一系列的证据来展示分子原子是真实存在的,接下来来进行第二个阶段认识分子的性质,教学目标是回忆所学知识,总结分子性质,并应用分子性质,解释实验现象。

也就是说将微观概念建立在宏观实验基础上,教师首先要通过两个实验来帮助学生解决问题,第一个实验里面呢有两组实验:

第一组他先做了一个对比实验,就是水和氨水的混合,看不到什么现象;

第二组呢是先滴加酚酞然后再滴加氨水,当然我们可以看到有变化。

接下来就完成我们课标中要求的哪个实验,用两个烧杯分别装有酚酞溶液,一个烧杯装有浓氨水,然后把其中一个装有酚酞溶液一个装有浓氨水溶液扣在一个大烧杯当中,然后去观察现象,一般呢在教学当中教师会把这个实验作为学生的探究实验,但是这个老师也自己做了一个分析,浓氨水易挥发,他认为多个小组做实验,B烧杯中的酚酞也会变红;

第二个的话,如果变成学生实验的话,学生一定会十分重视实验步骤,但是这个实验恰恰是需要学生去观察实验步骤中的各个关系,所以对这组实验之间的逻辑关系的分析是非常重要的,在这个关系的基础上教师引入了这一组关系做铺垫,同时把这一组实验作为教师演示实验作为学生思索的情景,接下来教师又做了第二个演示实验,将少量的品红固体分别放入到装有热水和冷水的烧杯中,学生一方面可以看到品红在水溶液当中的扩散,另外一方面他分别放在热水和冷水当中,所以品红的扩散速度是不一样的,通过这两个实验让学生感受到分子的特征是什么,通过上面这两个阶段的完成,也就开始引入第三个阶段;

了解分子原子的概念了,教学目标:

结合情景,小组谈论,了解分子原子概念,这是教师认为的教学难点,因此教师采用的方法是:

将情景建立在具体的客观事实基础上,他引用了四个具体的客观事实来帮助学生分析分子原子到底是个什么样的东西,它的概念应该是什么。

四个具体的客观事实是这样的首先教师给出了水的三态变化,他给学生举例说18g的冰融化成水,水再加热到100度变成气,在这个不同状态下水的体积是怎么变的,通过水的体积变化水的间隔是怎么变的,在这当中水的状态怎么变的,于是教师认为水的物理性质也发生了改变了,但是在这个过程当中水分子没有变化,因此他得到一个结论水分子无法保持它的物理性质。

接下来第二个事实实际上是第二个阶段用过的一个实验就是品红在热水和冷水中的溶解,品红在热水和冷水中的溶解使水变成了溶液,两份溶液都是红色,均一稳定的液体,这个事实说明品红在水中扩散使水的颜色发生了变化,当然水的密度也发生变化这个孩子物理课上已经学过,但是品红自身的性质没有改变,水分子的性质也没有改变,所以在这样一个物理过程当中,也就是说分子不能保持物理性质,但是可能会保持其它的性质,这是第二个事实。

那么第三第四个事实教师分别用了书上的试验图片,就是水电解成氢气和氧气以及氧化汞分解成氧气和汞这样的图片,让学生去回答这样的一个问题,怎样去理解分子是保持物质化学性质的最小微粒,而原子是化学变化中的最小粒子,你能不能以书上的具体事例来谈论?

通过这四个事实教师得出了分子是保持物质化学性质的最小微粒,原子是化学变化中的最小粒子这样两个概念,在最后一个阶段教师要求学生用分子的观点来解释问题,教学目标:

通过练习,应用所学知识,解释实际问题。

他给学生留出这样几个问题,比如说为什么腔内开花墙外香?

为什么25m2的石油气在加压的情况下,可装入容积为0.024m2的钢瓶中?

“同种原子可以结合成分子,不同种原子不能结合成分子。

”这句话对吗?

为什么?

通过这四个阶段的学习学生对这四个阶段的学习学生对分子原子的概念都有所了解,也能够用这样的概念来解决问题了,最后教师又把学生聚焦到科学家是沿着怎样的足迹来探寻原子的奥秘的来结束这样一节课。

我也想请专家来给探讨一下这样建立原子分子的概念是否合适?

这节课有没有我们值得我们借鉴的地方,有没有我们继续探讨的地方。

2.分子原子课例的分析点评

首先第一个感受是这个老师在教学时他是有思路的,他不像过去那些老师教授学生一样告诉学生什么是分子原子,而是问学生你闻到花香了吗?

直接问学生香味为什么能闻得到呢?

你又没有把花瓣赛到你鼻子里,你怎么就闻到花香了呢?

就可以引出是因为有分子传过来了,这样一种从生活当中实例去描述,然后确定有看不见的东西,然后告诉他们这种看不见的东西叫分子,分子是存在的,然后你老远就能闻到香闻,看不见它是因为它的质量和体积都很小,可能这些东西都描述好之后可能就承认这些东西都存在的了,然后这个老师他花了很多的经历去,实际上他在知识的新情境下做了很多工作,比如说他从遥远的宇宙到银河系再到地球再到一个昆虫,再到一个细胞,再到细胞内的DNA,再想到分子。

然后又变化了一下认识对象又变成了水,总之就是花很大功夫都是确认分子它是真实存在的,并且有很多证据可以证明它的存在,人家科学家都能够看到它了等等。

这些东西他花了很多的经历,作为学生觉得这么多素

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