基于問題情境 培養化學宏觀辨識與微觀探析能力

摘 要：宏觀辨識與微觀探究的能力作為化學核心素養的重要組成部分，受到了越來越多的教師的關注。在高中化學教學時，通過設置具有啟發性、適度性的問題情境，關注實驗的趣味性、新舊知識的銜接性、與實際生活的聯系性，可以達到有效培養化學宏觀辨識與微觀探析能力的目的。

關鍵詞：宏觀辨識與微觀探析;問題情境;高中化學

化學學科的特殊性在于其不僅研究物質的宏觀表現，還描述了原子、分子、離子等粒子的微觀世界。如何有效提升化學的宏觀辨識與微觀能力，一直是化學教師需要付諸心力思考的問題。經過大量研究發現，引入問題情境教學策略，注重情景設置時的啟發性與適度性，結合適當的策略，可以很好培養學生的宏觀辨識與微觀探析能力。

一、 遍稽群籍，探析若干基本概念

實際課堂教學的有效性是以前期做出的充分準備為前提的，前期準備中大量的書籍調研就必不可少，想要使得問題情境教學策略更好的應用于化學宏觀辨識與微觀探析的培養上，就需要對這兩個重要概念進行充分的理解。

（一）問題情境

問題情境顧名思義由兩個名詞組成，分別是問題及情境，問題在現代漢語中主要包含以下幾種含義：一是要求回答或解答的題目;二是需要解決的矛盾、疑難;三是事故、麻煩;四為關鍵、要點。情境主要包含兩種含義：一是在一定時間內各種情況的相對的或結合的境況;二是情景、境地。問題情境教學則是將問題與情景進行了整合，它的意義在于通過創設一定的情景，在情景中提出問題，達到促進思考的目的。

問題情境教學方式的由來可以追溯到古希臘時代著名思想家蘇格拉底所創建的蘇格拉底問題教學法，相傳蘇格拉底在對待人們的錯誤觀點時，擅長提出一系列問題協助人們思考問題的癥結所在，判斷自己的思想是否正確。而首先關注到情境對于教學的重要作用的是美國教育學家杜威，他認為一個人所處的情景對于其控制行為具有決定性作用，強調了情景與人之間的相互作用關系，他還將問題教學與情景結合到一起，提出了“五步教學法”，該方法可以簡要概括為：1. 創設疑難情境;2. 確定疑難所在;3. 提出解決問題的種種假設;4. 推斷哪個假設能解決這個困難;5. 驗證這個假設。之后，問題情境教學不斷被教育學者發展與完善，應用于實際教學中，取得了很大的成效。

（二）宏觀辨識與微觀探析

宏觀辨識與微觀探析能力要求學生認識世界要從兩個層面出發，從宏觀層面要能通過觀察、辨識一定條件下物質的形態及變化的宏觀現象，初步掌握物質及其變化的分類方法，并能運用符號表征物質及其變化;微觀層面要理解物質的組成、結構和性質之間的聯系，形成“結構決定性質，性質決定應用”的觀念。

例如對于鎂條的燃燒這一實驗，在進行實驗時，肉眼所觀察到的鎂條燃燒產生亮光、有白煙產生，感受到的有熱量被釋放出都屬于從宏觀層面辨識鎂條燃燒后的形態與發生的變化;而透過鎂條燃燒發現的Mg與O2發生的微觀氧化反應與該反應是放熱的就屬于從微觀角度去探析鎂條燃燒的過程，而宏觀與微觀角度對此反應的探析使得人們對該反應的理解更加全面。

因此，可以看出化學的宏觀辨識與微觀探析對研究化學反應、化學過程的重要性。

二、 行之有道，探析創設問題情境的基本原則

要想使得問題情境更加有效的應用于化學宏觀辨識與微觀探析能力的培養上，就需要探究、把握其基本原則，啟發性原則，強調問題情境的設置需要對學生的思維產生一定的激發;適度性原則則是關注問題情境的適當性，掌握這兩大原則，有利于創設有效的問題情境。

（一）啟發性，引起心理沖突

思考是建立在有疑問的基礎上的，因此在教學時假如學生沒有疑問，教師就應該充當提問者的角色，以啟迪學生根據問題進行思考。長期的調研表明一些與學生認知存在矛盾性的問題，可最大程度上引起他們的心理沖突，從而達到啟發他們思考的目的。

例如在教學“強電解質與弱電解質”的相關內容時，可首先向學生詢問這樣一道問題：“SO2，CO2，NH3屬于強電解質還是弱電解質？”問題提出后學生開始思考，有一名同學給出了自己的答案，他認為SO2溶于水形成的H2SO4為強酸，因此屬于強電解質;CO2溶于水形成碳酸屬于弱酸，NH3溶于水形成的氨水屬于弱堿，因此CO2，NH3屬于弱電解質。之后教師可向其提問：“你是從課本中的哪個具體知識判斷此問題中電解質的強弱的呢？”，學生回答：“課本知識中寫道強酸強堿屬于強電解質，弱酸弱堿屬于弱電解質，因此依據此判斷SO2，CO2，NH3對應的酸堿的強弱性即可”。之后教師再次提問：“根據你的觀點，判斷的到底是SO2，CO2，NH3電解質強弱，還是判斷的他們所對應的水溶液呢？”教師一番問題后，學生產生了強烈的心理沖突，再次陷入思考之中，經過思考得出“SO2，CO2，NH3屬于非電解的觀點”。

像上面那樣，針對學生容易產生錯誤的知識點，設置相關問題情境，可以引導其不斷思考，檢驗自己提出觀點的正確性，當產生一定錯誤時，教師也不應立即糾正，而是再次提出問題讓學生根據心理沖突深入思考，探究出其中的奧秘。

（二）適度性，誘導主動探究

適度性原則簡單來說是在進行相關問題設置時，需要以學生的知識水平為依據，問題的設置既不能太容易又不能太難，把握好難度適度的原則，引導學生根據已有的知識進行主動探究。

例如在學習“鈉與水的反應”這一知識，首先向其介紹：“同學們，你們知道嗎？在實驗室中儲存金屬鈉時需要放置在石蠟油或者煤油中，而不能放置在水中，你們知道這是為什么嗎？”，經過問題的導入，學生們都非常想知道原因。之后教師引入“金屬鈉與水反應的小實驗：在盛有一定水的燒杯中滴入幾滴酚酞溶液，之后將一小塊金屬鈉放置到燒杯中，觀察現象”，實驗結束后詢問學生：“大家觀察到了什么現象呢？”，學生回答：“燒杯中的水從無色變成了紅色，鈉塊在水面上快速移動”，教師再詢問：“無色酚酞溶液變紅能說明什么呢？”;學生開始思考想到之前所學的酚酞遇堿變紅，推斷出生成了堿;教師再詢問：“鈉塊快速移動可能由什么導致的呢？”，學生們積極思考探究，提出可能反應生成了氣體，使得鈉塊移動，這樣經過教師一個個難度適中的問題，學生最終探究得到，金屬鈉與水反映生成了氫氧化鈉和氫氣。

像上面那樣，教學過程中，難度適中的問題不僅可以激發學生思考，還有利于大多數學生根據自己的知識儲備開展探究活動，依靠自身主動獲得知識。

三、 匠心獨運，探析創設問題情境的幾項策略

了解了問題情境以及宏觀辨識與微觀探析的相關概念，掌握了問題情境創設的基本原則之后，教師的教學設計就應當邁入下一個階段，即思考如何創設具體的問題情境以達到培養學生宏觀辨識與微觀探析能力的目的，下面將提出幾項有效的策略。

（一）趣味實驗，分析推理

許多化學知識都是通過實驗獲得的，因此高中化學階段，實驗教學必不可少。在進行實驗教學時引入充滿趣味性的實驗，可以使學生根據實驗現象進行分析推理的興趣大大提升。

例如在教學“化學能與電能的轉化”這一部分內容時，首先，向學生展示趣味性試驗：“燒杯中倒入一定的稀硫酸溶液，將一塊鋅片與一塊銅片置于溶液中，用導線將兩片金屬連接起來，并在導線之間加入一靈敏電流計，觀察實驗現象”，經過試驗展示，學生發現靈敏電流計中的指針移動了，他們都感到十分新奇。這時教師提問：“靈敏電流計為什么會偏轉呢？”學生開始思考得出了是電流的作用;之后教師再向其詢問：“實驗過程中兩種金屬有什么變化呢？”，學生經觀察，發現鋅片不斷溶解，而銅片附近有氣泡產生，進而推斷出發生的微觀反應過程。

像上面那樣，趣味性實驗的引入使得學生的注意力集中起來，積極參與到實驗中，而相關問題的提出起到了引導學生分析宏觀實驗現象推理微觀過程的目的。

（二）新舊銜接，轉化驗證

有古語言：“溫故而知新”，這就表明了新舊知識之間是具有一定的聯系的，通過溫習以前學過的知識也能達到得到新知識的目的。在高中化學教學時，授課過程中注重新舊知識的銜接，可以很好地轉化舊知驗證新識。

例如在教學“溶液的酸堿性”的相關內容時，在教學前，教師可詢問學生：“如何判斷一個溶液的酸堿性呢？”，經過思考，學生想到初中所學的利用pH試紙判斷溶液酸堿性的方法。之后教師再提問：“假設一溶液H+的濃度為1×10-5mol/L，能否不通過實驗就驗證其酸堿性呢？”學生開始思考老師的提問，面露難色，這時教師向其介紹通過比較溶液中氫離子濃度與氫氧根離子濃度的大小關系來判斷溶液酸堿性的方法，學生根據新學知識判斷出該溶液顯酸性，之后教師再開展測該溶液的pH值的實驗，經測算pH值約為5，因此實驗驗證答案是正確的。

以上論述可以表明，就判斷溶液酸堿性這一問題來說，學生經過問題情境教學，實現了從宏觀實驗現象判斷到根據微觀粒子濃度判斷的轉變，完成了新舊知識的銜接過程。

（三）聯系生活，去偽存真

生活是天然的學習場所，存在著無窮無盡的知識，生活中也存在著大量的化學知識。將化學課堂與生活進行聯系，可以檢驗生活中知識的正確與否，達到去偽存真的目的。

例如在教學“食品中的有機化合物”時，對待生活中常出現的“食物相克理論”就可以應用化學知識去評判其正確性，比方說人們常說“醉酒后為了醒酒應該喝濃茶”。在學習了乙醇、乙醛等知識后，教師就可向學生提問：“醉酒之后喝濃茶是否有道理呢？”，問題提出后學生沒有思路，之后教師再提示到：“酒的主要成分是什么呢？其在消化的過程中可能發生哪些化學變化呢？”，經過教師提示及查閱資料思考，學生發現了濃茶與酒精作用的微觀機理：濃茶中的茶堿使得尚未轉化的CH3CHO進入腎臟，造成了腎臟損傷，因此是不正確的。

以上論述表明，問題情境的設置激發學生思考解決生活中的問題，有利于他們發現生活現象背后的微觀機理，應用微觀知識判斷真偽。

綜上所述，為了使得問題情境教學更好地應用于宏觀辨識與微觀探析能力培養上，教師在前期了解相關概念及提問原則后，開展趣味實驗，可以引導學生由宏觀現象推理微觀反應過程;注重新舊知識銜接，能夠實現用宏觀實驗現象驗證由微觀知識得出的結果;而加強與生活的聯系可以引導學生用宏觀生活現象背后的微觀機理判斷“常識”的正確性。

作者簡介：

王少明，江蘇省淮安市，江蘇省淮陰中學。