農村初中學生化學核心素養培養策略探究之宏微結合理論教學探究

趙仁勇

摘 要：化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質、變化及其應用的一門基礎學科，宏觀與微觀的聯系是化學不同于其他科學最特征的思維方式。“如果同學們沒有將微觀與宏觀緊密聯系起來，就難以完成從宏觀到微觀、從微觀到符號的抽象思維過程，這樣就容易導致化學學習困難和死記硬背。在化學教學中培養學生“見宏思微，以微窺宏”的的宏微結合思維方式，能很好的促使學生具有綜合分析和應用科學知識，解決自然、社會、生活中的各種問題的能力，能幫助學生梳理知識之間的邏輯關系，理清宏觀、微觀化學概念間的必然聯系，便可將化學知識內化為學科素養。本文根據自己的教學經驗和教學探索，談談宏微結合理論在教學中的應用。

一、宏微結合理論

“宏微結合”是指將微觀和宏觀聯系起來的一種思維方式，是化學學科核心素養之一，是用化學解決問題的一個獨特的視角。化學學習要讓學生既能夠“見微知著”，也能夠“見著知微”。“宏微結合”中既有宏觀辨識又有微觀探析。宏觀辨識是觀察、認知物質的形態及變化等宏觀現象來區分和辨識不同的物質，需掌握相應的化學符號表征這些物質的組成及變化;微觀探析是從微觀層面了解物質的結構、組成，從而判斷其性質。即“結構決定性質，性質決定應用”。其中，物質的性質體現在宏觀變化上，物質的組成結構等微觀理論則是理解性質、把握變化本質的依據。教學中應該盡可能地將宏觀與微觀二者有機結合起來，通過形象化的微粒模型等方式，建立起微觀粒子行為的表象，從微觀本質上認識和思考宏觀的現象和變化。這樣能促進同學們對知識的理解，幫助同學們邁入化學的大門。

二、宏微結合理論的應用

1、應用宏微理論探究物質

化學的研究對象是物質。首先從宏觀上去區分物質和物體、物品。學生在初學化學時，最大的難度就是把生活中的物體、物品與化學中的物質混淆起來。例如：鐮刀、斧頭、鐵錘、鐵鍋等是形狀和用途各不相同的物品，但是制作構成它們的材料都是鐵這種物質;冰、雪、露、水蒸氣是不同的物體，但是它們都是水這種物質的不同形態。構成物體的鐵、水等即為物質。同一種物質可以構成不同的物體，一個物體也可以由幾種物質構成，可見“物質”與“物體”不是同一概念。物質是宏觀概念，而物體是一個具體的事物。世界上所有的物體，包括生物和非生物以及人體都是由物質構成的，所以說世界是物質的，沒有物質，沒有世界。其次從宏觀和微觀上探究物質的組成和構成。宏觀上物質都是由元素組成，可以由一種元素組成，也可以由兩種或兩種以上的元素組成，可以用化學式來表征。例如：氧氣 O2? 氫氣H2? 碳C 鐵 Fe 由一種元素組成，水H2O 高錳酸鉀 KMnO4? 氧化鐵Fe2O3由兩種或多種元素組成。微觀上物質由分子、原子、離子構成。不同的物質構成的粒子不同。例如：金屬、大多固態非金屬、稀有氣體由原子構成;金屬氧化物、堿、鹽大多由離子構成;酸、非金屬氧化物、有機物、多原子單質大多由分子構成。像鐵、銅、金剛石、氖氣由原子構成，像水、硫酸、甲烷、氧氣由分子構成，像食鹽、氫氧化鈉、氧化鎂由離子構成。

2、應用宏微理論探究物質的變化

世界是物質的，物質是不斷變化的。物質的變化分兩種物理變化和化學變化。應用宏微理論可以探究物質變化的種類和變化的實質。宏觀上物理變化是沒有生成新物質的變化，實質是物質的種類不變，是物質的形狀和狀態發生變化，而化學變化是生成了新物質的變化，實質就是物質的種類改變。例如：水結成冰，水、冰是同一物質，狀態不同，是物理變化;而水通電生成氧氣、氫氣，水、氧氣、氫氣是三種物質，是化學變化。微觀上物理變化，對于由分子構成的物質實質是分子種類不變，而是分子的間隔、排列方式、運動速度發生變化;而化學變化的實質：分子種類改變，分子分成了原子，原子結成新的分子，而原子的種類、數目、質量沒有變化。例如：水變成水蒸氣，分子的大小、數目不變，是物理變化;而水通電產生氧氣和氫氣。通電時水分子分成氫原子和氧原子，氫原子結合成氫分子，氧原子結合成氧分子，是化學變化。

3、應用宏微理論探究復分解反應

初中化學“復分解反應”教學中，從物質分類、宏觀與微觀的認識入手，以酸堿鹽氧化物知識為載體，讓學生深刻理解酸堿鹽之間在溶液中反應的概念和實質，輕松學習酸堿鹽氧化物知識，形成重要的化學觀念。宏觀上復分解反應是兩種化合物互相交換成分生成另外兩種化合物，特征上反應物、生成物都是化合物，各元素種類或原子團的化合價不變;類型上，初中階段酸堿鹽之間以及酸與金屬氧化物的反應都是復分解反應。微觀上是反應物的離子互相交換重新組合有氣體、水、沉淀生成，實質是離子之間結合成氣體、水、沉淀的反應。應用復分解反應的宏微理論可以判斷酸堿鹽之間能否反應，準確寫出酸、堿、鹽之間反應的任何化學方程式;可以從離子的角度來分析復分解反應，還能將知識遷移，來解決有關離子共存、物質的鑒別、除雜等題型;還能對酸、堿、鹽有關化學性質有更深入的理解。讓學生學習真正落到實處，所形成的認知結構更趨于科學合理，知識的能力價值彰顯出來。

4、應用宏微理論，探究化學與生活問題

讓化學知識的學習與社會生活相聯系，為學生創造一個原有概念的自我轉變和自我表達的空間。通過化學的學習和宏微理論的建立，面對許多的社會問題，善于應用“見宏思微，以微窺宏”的思維方式，用學過的科學知識去解釋，用科學方法去推測，用科學精神去證實。例如，中醫和西醫的藥品風格的不同，西藥說明書上，通常能看到藥品的分子式和結構式等信息，而中藥卻沒有。因此有人就說西藥是化學試劑，而中藥是天然藥材。而探究西藥的成分，發現許多西藥是從天然植物和動物中提取而成，所以中藥和西藥成分可能相同，只是成分含量不同，見藥效的時間長短不同。又如，我們能判斷“本產品是綠色環保的，不含任何化學物質”的類似廣告詞是錯誤的。我們能解釋很多人說的“現在的食品里都含有化學物質，不是天然食品，所以現在的疾病很多”。

5、應用宏微理論，培養解決問題的能力

每年的化學中考試題把化學學科特點有機融合到各類題型中，滲透宏觀辨識與微觀探析、變化觀念等化學核心素養，突出宏觀、微觀和符號的特色，突出考查對化學學科本質和特點的認識，考查學生在處理各類問題時從化學角度進行分析的基本能力。例如. 工業上用甲和乙在一定條件下通過化合反應制備丙，下列是三種分子的模型圖，根據下列微觀示意圖得出的結論錯誤的是（? ? ? ）

A.甲中碳和氫元素的質量比為6：1? ? ?B.該反應屬于化合反應

C.乙和丙都屬于氧化物? ? ? ?D.2.8g甲完全反應能生成4.6g丙

該題以微粒示意圖來分析乙烯和水反應前后分子種類的變化，建立起微粒與化學反應、物質組成的聯系，找出反應物生成物之間的量的關系，并進行簡單計算，實現了對“宏觀辨識與微觀探析”素養的考查。

總之，在化學教學中，教師要注意運用“見宏思微、以微窺宏”的思維對初中化學整體知識進行劃分，整理出核心知識。理清教學主次，讓學生集中主要的時間和精力理清宏觀、微觀化學概念，梳理知識之間的邏輯關系，使學生在學習化學知識的過程中內化為“宏觀辨識與微觀探析”這一化學學科素養。

參考文獻

[1]《基于學生核心素養培養的化學學科能力研究》 王磊? 等著 北京師范大學出版社出版.

[2]《21世紀學生發展核心素養研究》? 林崇德 主編? ?北京師范大學出版社出版.

[3]《化學教學最優化研究》? 曹洪昌? 著? 人民教育出版社出版.

[4]義務教育教科書 《化學》上下冊 山東教育出版社.