遵循认知发展规律，这堂课如何让学生深度理解抽象的微观概念？
本文为“思维型教学典型课例”系列文章第五篇。
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创设情境，提出猜想——物质是由什么构成？
课堂伊始，教师给出了一张师生在教室中上课的照片，向学生提问：在这张照片中你能观察到哪些物质？学生纷纷回答：电视机、黑板、绿植、桌子……
在学生回答之后，教师进行一句话总结：我们观察到的这些都属于物质，所以我们的世界都是由物质构成的。
顺着这句话，教师抛出了这节课的核心问题：那么物质又是由什么构成的呢？
教师让学生对这个问题进行猜想，并提出猜想的依据。教师依次在黑板上列出学生所陈述的猜想和依据。
有学生认为物质是由细胞构成的，依据是以前所看过的一个科学节目指出物质由细胞构成；有学生认为物质是由分子构成的，依据是分子的体积很小，平时看不见；还有学生认为物质是由微生物构成的……
在几位学生发表了一轮猜想和观点之后，教师再次总结：“公说公有理，婆说婆有理，到底谁有理，实践是检验真理的唯一标准，我们需要进行实验验证。”
自主探究——物质由什么构成的？
“那么，为了解决这个问题我们该如何实验？”教师让学生尝试进行实验的设计。一个学生回答，可以将物质分解成小块，探究其中的成分。
在这个学生的引导和解说下，教师将一块蔗糖敲碎成大颗粒。学生要求教师将颗粒继续研磨成小的粉末。此时，教师进行追问：“为什么要将蔗糖块变小？”有学生回答：因为我们探究物质的构成，只要将物质不断变小，才能知道它是由什么构成的。
教师进行总结：如何我们将蔗糖块不断分割，直到不能再分割，那它是否就是构成物质的最小单位？
随后，教师布置了探究任务，将大颗粒从大到小继续分割，并做好实验记录：
你是如何分割的？
其中一个小组的学生分享了自己的实验过程：先用锤子将大颗粒敲碎成小颗粒，再用研钵将颗粒研磨成粉末，这时粉末用肉眼已经看不太清楚了，因此要借助放大镜观察。
合作交流——蔗糖放入水中后发生了什么？
在多数学生都已经将蔗糖块变成粉末之后，教师接着提问：我们有什么办法将蔗糖粉末继续进行分割？在教师的引导下，学生继续进行分割实验。
一个小组的学生分享了自己的实验过程：将粉末状的蔗糖倒入水中，观察到蔗糖溶解于水中，看不见了，说明蔗糖被分割成了更小的部分。
对于这一实验现象，其他几名学生纷纷表达了一致的观点：蔗糖放入水中依然存在，只是肉眼不可见。
对于这一观点，教师要求学生提出相应的证据。
有学生认为，蔗糖只是被分割成更小的部分和糖水融在一起，而并未消失。
教师要求其他学生评价这一学生的观点。一个学生表示认同，他的证据是如果将糖水放在火上加热，将水蒸发掉，蔗糖又会重新出现。
教师此时进行评价：我认为这个学生的证据比上一个学生的证据充分。
在教师的引导下，学生又找到了新的证据：将糖放入水中之后，水变甜了，说明糖是存在的，糖是有甜味的。
教师进行总结：以上两种方法都是运用了糖的性质。那么现在我们的观点可以达成一致了，蔗糖粉末倒入水中之后，蔗糖依然存在，只是看不见了。
在这一共识之上，教师继续进行提问：那么，谁来解释一下，为什么糖依然存在，而我们看不见呢？
学生回答：因为肉眼只能看见大约0.1毫米尺寸的物质，而蔗糖已经被分割成极微小的粒子分散到水中，小于人肉眼可见的范围，所以我们看不见。
迁移应用——物质是由大量微小粒子构成的
通过实验的过程，教师总结所得出的结论，蔗糖是由大量微小粒子构成的。在这个环节中，教师希望运用前面所学的方法来解释更多物质的构成。于是，教师紧接着提问：那么其他物质是否也是由微小粒子构成的呢？
此时，教师用手指上蘸了一点酒精，在黑板上写了一个字，没过多久，字就消失了。教师要求学生用前面所学的方法来解释这一现象。
学生回答：酒精以更小的粒子分散到空气中去了。
教师顺势进行总结：我们可以说，酒精是由大量微小粒子构成的。
随后，教师向学生展示了一幅照片，照片拍摄的是上课前教师用湿抹布清洁黑板，然后向学生提问：你能否提出一个问题？
学生提出：为什么老师用湿抹布擦黑板时黑板上有水的痕迹，后来却又消失了。
教师请了一名学生来回答这个问题：因为水变成微粒扩散到空气中了。就着这一回答，教师引导学生说出结论：水是由大量微小粒子构成的。
课堂进行到这里，教师询问全班学生：我们能否初步归纳一下物质构成的结果？
学生回答：物质是由大量的微小粒子构成的。
教师借机引出了一段科学史：你们的这一伟大的发现在科学发展的历史上已经出现了很多次，你们与很多著名的科学家、哲学家、思想家的观点是一样的。
东周时期著名思想家庄子提出物质是无限可分的；1803年英国化学家道尔顿提出物质是由不可分的微粒构成的；1811年意大利科学家阿伏加德罗认识到一些物质是由大量的微小粒子构成的。
教师进行总结：因此我们可以说酒精是由酒精微粒构成，蔗糖是由蔗糖微粒构成的，水是由水微粒构成的。那么我们可否将这种微粒用简便的名称进行命名？100多年前就有人对此进行了命名：它们叫做分子。
合作交流——分子到底有多小？
在引出了分子这一新的概念之后，教师布置了合作交流任务：说说你眼中的分子有多小？他要求学生围绕这一问题开展组内交流并做好在班级展示的准备。
一名学生回答：分子的大小就像在10公里之外看一只蚂蚁。教师评价：你的想法非常好，用具体的事物进行类比，但为什么一定是10公里呢？这一表达不够严谨。
另一名学生则给出了一个大小的范围：分子的直径小于10-7m,因为细菌的大小一般在10-7m这一数量级，而分子是构成细菌的单位，因此分子的直径应该小于10-7m。
这时，教师给出了解答的方向：
首先，教师列出了一名孩子的身高数据，大概在100这一数量级，即一米左右。接着，教师拿出了一把长度为一米的米尺，让学生拆开材料包，取出里面的头发丝，比较头发丝的直径和米尺的长度，并在黑板上直观展示了米尺长度和头发丝的直径对比，同时在黑板上列出头发丝直径的数量级：0.05mm，即5x10-5m。
接着，教师再给出了一个数据参考，即头发丝的直径由大约5个细胞紧密排列而成。由此，学生得出了一个细胞大小的数量级大约为10-5m。
教师继续提供信息：一个细胞的直径相当于50万个分子紧密相连。学生通过计算得出一个分子的直径大约为10-10m。
在了解了分子的这一项特征之后，教师又通过图片展现了通过扫描隧道显微镜拍摄的放大几百万倍的c60分子的结构图，让学生一睹分子的“庐山真面目”。遗憾的是以目前的科学技术还不能完全获取分子的清晰模样。
课堂最后，教师引导学生对这堂课的所学所获进行总结。在学生分享了自己的收获之后，教师在黑板上写下“分子”二字，向学生提问：你们有什么新的问题？学生纷纷提出问题：我想知道分子又是由什么构成的？构成不同物质的分子是否也会不一样？……
教师进行总结：分子只是帮助我们认识客观世界的一个模型，能够帮助我们解释一些现象，分子到底是什么模样，我们还不能完全确定，但是随着科学研究的不断推进，我们一定可以有一天将它的真面目揭开，我们对微观世界的认识也一定会不断地往前推进。
教师最后送给了学生一句话：问题不断、猜想不止，科学探究永远在路上。
浙江省教育学会科学教育分会会长曹宝龙老师对这堂课作了点评：
▲浙江省教育学会科学教育分会会长曹宝龙
物质是由分子构成的这一结论本身并没有太多意义，但是得到这个结论的方法很重要，而这堂课就是教给了学生这样的方法。对于一个科学观念，通过大量的感性材料以及探究的过程逐步概括归纳，这样所建立起来的观念在学生的大脑中是坚固的，而如果仅仅是直接告诉学生观念，对于学生仅仅是记忆，很容易遗忘。
这堂课有几点做的很好：
很多问题没有直接告诉学生答案，而是让学生自己发表对这一问题的看法，并经历探究的过程。
在教师的引导下，学生的思维被高度调动起来，不断地能够形成问题，尤其是在课堂最后关于分子所提出的问题。
对于这堂课还有可以改进的空间：在让学生提供蔗糖溶于水后依然存在的证据的时候，学生提供的都是间接证据，可以让学生在课堂上通过做实验的方法来收集直接的证据。
本节课的上课片段：