淺談化學核心素養中宏觀辨識和微觀探析在高效教學中的應用

摘 要：從全國考試大綱的修訂，不難發現化學學科考核在立足知識的基礎性、綜合性、應用性和創新性的基礎上，更加著重于學生化學學科的核心素養的考察。基于上述變化，中學化學課堂教學應更側重于知識向化學學科能力的轉化。本文通過化學學科特點，培養學生從宏觀與微觀的視角來分析問題和解決問題，從而建立“宏觀辨識與微觀探析”的意識，提升學生解決問題的能力。

關鍵詞：化學核心素養；宏觀辨識；微觀探析；高效教學

高中階段學生化學學科核心素養的培養，是新時代下化學學科教學的要求，也是學生綜合素質評價的具體體現，是學生可以通過化學課程提升的能力和品格。在高中生認知能力的基礎上，我們可以從化學核心素養五個維度之一的“宏觀辨識與微觀探析”方面來凸顯化學學科的獨特性，教學中可以利用微觀與宏觀不同層面來剖析問題，解決問題，從而建立高效的化學課堂。

一、 宏觀辨識和微觀探析初探

化學是無數科學家通過實驗探索、分析推理、去偽存真發展起來的一門基礎學科。教學中的探究雖然不是真正意義上的實驗探究，但卻是以前人的理論為基礎。因此教學中教師常常以實驗為手段來引導學生獲取宏觀辨識。如在設計某一實驗的過程中我們可以通過眼睛的觀察、鼻子的嗅覺以及其他器官的感觸來獲悉并判斷物質的部分性質；為了驗證上述變化的原因，我們可以再通過微觀或模型分析推理對實驗的結果進行證實、辨識其真偽。這種基于實驗的宏觀辨識和微觀探析，是我們化學學科探究的一種思維方法，也是化學核心素養的主要內容。例如：在必修一《氯氣性質》中氯水成分的實驗探究，教師可以利用各種教學資源制取并展示一瓶氯水，讓學生通過宏觀辨識發現：1. 氯氣可以溶于水，2. 氯氣溶于水后溶液呈黃綠色，3. 通過扇動聞到有刺激性的氣味——從而說明氯水中含有氯氣分子。通過設計氯水與淀粉碘化鉀溶液的反應，觀察到溶液變為藍色，再次從微觀的角度驗證了氯水中氯氣的存在。另外，已知氯氣與水的反應如下：Cl2+H2OH++Cl-+HClO該如何設計相關實驗從宏觀和微觀兩方面來驗證氯水的成分呢？實驗設計的過程是師生共同規劃和實施探究的過程，也是幫助學生形成“宏觀辨識和微觀辨析”和“實驗探究與創新意識”等化學學科核心素養的過程。

二、 宏觀辨識和微觀探析在高效教學中的應用探析

1. 加深對知識的理解和掌握

化學基本概念和原理是化學學科最本質的內容，是培養學生化學學習能力的基礎，是學生化學學科核心素養形成的主要工具。若在教學中，只注重核心素養而輕視基礎知識，必將使學科核心素養的培養成為無源之水，因此化學教學中教師應該促進學生從學科基礎出發向學科核心素養的培養轉化，引導學生進行必修知識的學習。教學中可利用“結構決定性質”“性質體現結構”的思想引導學生認識元素和物質，發展學生“宏觀辨識與微觀探析”的素養，同時加深學生對化學基本概念的理解和領悟。

例如：必修一《氧化還原反應》一節，氧化還原的宏觀判斷是從元素化合價的變化出發，而究其微觀本質則是物質電子的得失。這種從“現象到本質”，從“宏觀到微觀”的學習方法，讓學生更容易理解氧化還原反應的實質，進而掌握氧化劑、還原劑等相關概念。課本通過氯溴碘之間的置換反應，再次加深氧化性、還原性的概念，為必修二周期表相關知識的學習奠定基礎，構建結構化體系。同時在必修一專題四氧化還原反應方程式的配平一節，通過分析氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物化合價的變化，借助氧化還原中得失電子守恒原則，掌握相關方程式的配平。通過知識的掌握與鞏固，當面對陌生氧化還原反應方程式時，也可以應對自如。通過循序漸進的學習，不但加深對基礎知識的理解，同時也提升了學生舉一反三的能力。

2. 幫助學生大膽猜想，認真驗證

經過初中的學習，學生已具備辨別酸堿的能力，也掌握了簡單鑒別酸堿的實驗方法。在選修四《鹽類的水解》一節中，針對各種鹽的酸堿性判斷我們先鼓勵學生進行大膽的猜測，然后再依據我們生活中的一些常識或實驗進行驗證推測。例如NaHCO3和Na2CO3溶液的酸堿性，根據老人們的生活經驗，熱的純堿（Na2CO3）溶液可以用來清洗油污，根據必修二的內容，學生已具備油脂成分及油脂能在堿性溶液中水解的信息儲備，由此可以猜測該溶液呈堿性。同時引導學生借助酚酞指示劑或PH廣泛試紙進行驗證。實驗的驗證為我們后期鹽類溶液中離子的守恒關系和濃度大小的比較奠定了基礎。所以，在化學教學中，宏觀辨識和微觀初探可以科學高效地幫助學生進行大膽的猜想，也可以幫助學生有理有據地進行驗證，這樣學生也能夠形成良好的學習態度和求知觀念，幫助他們在今后的學習中養成有規律的化學學習習慣，特別是在實驗教學中，通過這樣的方法就能夠大大提高實驗教學的效率。

3. 增加實踐機會，營造化學學習的良好氛圍

化學學習與其他學科學習的很大不同就在于書本的知識讓學生了解物質的化學性質，而更多的內容需要學生通過實踐操作驗證這一性質可能會引發的一系列變化。因此在條件允許的情況下，適當的引導學生不斷實踐和探究，鼓勵學生自主搜索資料，搜集身邊的事物進行大膽實踐來證明自己的猜想。化學反應的實質就是舊鍵斷裂，新鍵形成的過程，也就是原子重新組合的過程，因此在高中化學的實驗教學中，通過“本質決定現象，現象反映本質”的理論不斷向學生滲透核心素養觀念，同時通過小組合作以及彼此之間的互幫互助，可以增加對知識的探究興趣，同時還能夠促進同學之間建立深厚的情感，共同進步。

三、 如何更好地將宏觀與微觀應用到化學教學中

對于學生而言，化學課程的學習，不僅僅是為了掌握基礎知識，更重要的是其學習能力的提升，促進其化學核心素養的不斷發展。而化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質以及變化和應用的一門基礎學科。其中離子反應，化學平衡，電離平衡，水解平衡，沉淀溶解平衡等微觀理論的引用，需要我們將核心素養的培養落實到化學的教學過程中，通過宏觀與微觀兩方面來認識化學變化的實質，形成正確的科學觀。

1. 引導學生在頭腦中形成微觀和宏觀兩個不同的空間

教學中可通過對典型元素和物質的研究，引導學生建立化學學習的元素觀和微粒觀，使學生能應用“物質決定性質”“微觀體現宏觀”的思想進一步了解同周期或同主族的未知元素和物質的性質，進一步培養學生“宏觀辨識與微觀探析”的素養。同時在有機物的學習中，通過對不同典型化學反應類型的研究，引導學生把握不同類型化學反應的本質特征，由微觀模型出發，用模型組合成相關的物質，從而掌握化學學習微觀的變化觀。探索物質世界的前提是由于物質世界的客觀性和可認知性，且化學反應的最小微粒為原子，我們看不見摸不著，因此教學中更多是從宏觀現象入手，運用相關的化學模型和多媒體，分析表征加深對物質認知，進一步掌握轉化的基本規律。因此教學中應該引導學生在頭腦中形成宏觀辨識與微觀探析的不同空間尺度，幫助學生樹立正確的世界觀，形成科學的方法論。

2. 授之以漁，傳授學習方法

俗話說“授人以魚不如授人以漁”，教師基于學生現有的認知能力、水平，確保學生的個性化發展，培養學生具有清晰高效的學習思路，確保自身的教學準確到位，還要將化學核心素養的培養作為學生自身發展的目標。這些需要教師要做有心人，善于捕捉生活經驗、社會熱點等真實素材，在教學中創設化學教學情境，通過不同主題、模塊將基礎知識與核心素養的培養有效地融合在一起。使學生在學習化學基礎知識的進程中，能從發展其化學學科核心素養的視角分析和解決實際問題。宏觀辨識利于得出結論，掌握知識；微觀探析利于究其根本，便于理解記憶。教學中宏觀辨識和微觀探析的結合才能夠有助于我們的教學，加深對知識的運用和掌握。

綜上所述，教師引領學生加深對化學知識的認識，加深對物質世界的認識；同時幫助學生形成化學的核心觀念，促進學生化學學科核心素養的形成和發展。在實驗探究的過程中，能用“宏觀辨識和微觀探析”的觀念認識事物，知其然，知其所以然。幫助他們提高獨立解決問題的能力，加深他們的化學核心素養，構建高效的化學課堂。

參考文獻：

[1]陶雪艷，唐勁軍.機遇培養學生化學核心素養的教學設計——以《化學反應進行的方向》為例[J].中學教學參考，2017.

[2]姜佳榮，蔣小鋼.以觀念建構為線索培養學生的化學核心素養——以“宏觀辨識與微觀探析”素養為例[J].2017.

作者簡介：

顏艷，福建省福州市，福建省長樂華僑中學。