核心素養視角下初中化學教學中三重表征的挑戰與應對

許德選

(江蘇省如皋市磨頭鎮磨頭初級中學 226500)

相對于其他學科而言，化學學科有一個相對獨特的思維方式，這就是對物質進行三重表征.所謂三重表征，是指對物質進行宏觀表征、微觀表征和符號表征，并且在此基礎上建立三者之間的聯系.自從三重表征這一理念被提出之后，立即獲得化學教學界的普遍認同，作為一種解釋化學學習的重要理論，教師在學習與運用的過程當中，一方面從相關的理論表述中獲得指導實踐的技巧，另一方面又基于具體的教學實踐形成對三重表征理論的新的理解.這是一個理論與實踐相結合的過程，對于教師的日常教學來說，有著重要的指導意義.

站在學生的角度看，三重表征思維是學生在化學學習的過程中所應有的思維方式，由于種種條件的限制，學生在涉及化學三重表征對應的教學內容學習中，有時候也存在不同程度上的障礙；而站在教師教學的角度來看，在日常的觀察與研究中發現，很多一線教師本身對三重表征的概念模糊，教法更傾向于傳統教學，沒有思維培養意識.因此總體而言，無論是教師的教還是學生的學，在三重表征的理論學習與運用中，都存在一定的挑戰.這種挑戰在核心素養的視角之下顯得尤為突出：作為化學學科學習獨有的思維方式，其應當在核心素養培育的過程中發揮重要的作用；但是如果對三種表征的理解和運用出現偏差，那又無法達到目的.因此從這個角度來看，核心素養視角下的初中化學教學中，三種表征是面臨著挑戰的，相應的也就要尋找化解挑戰的方法.

一、核心素養視角下初中化學教學中三重表征再理解

在核心素養的視角之下，理解初中化學教學中的三種表征，既需要遵循關于三重表征理解的理論傳統，同時又要盡量地將其與核心素養以及化學學科核心素養結合起來.本著這樣的思路，筆者梳理出兩點認識：

一是無論是教學目標的確定還是教學過程的優化，都要面向學生這個主主體.

學生是學習的主體，這個主體地位首先體現在學生的思維上，只有學生在學習過程中，教師所提供的情境以及教學過程，能夠滿足學生的思維特點時，才能說真正尊重了學生的主體地位.化學教學所追求的是關于物質以及化學反應在學生心理上的感知結果，這個結果以圖像、聲像、動作或符號體現出來的時候，就是化學學習內容在學生思維中的表征.三重表征可以讓學生的化學學習過程，既符合學生自身的思維特點，同時又符合化學學科的特點，因此用三重表征的方式來優化學生在化學學習過程中的思維，是非常合適的.

二是三種表征與核心素養是過程與結果的關系.

三種表征描述的是化學學習過程中的思維方式，化學學科核心素養描述的是化學學習的長遠目標.將過程與目標銜接起來，就可以得到核心素養背景下，初中化學教學的一條有效途徑，那就是用三種表征來優化學生的學習過程，從而達成核心素養的落地.化學學科核心素養包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識、科學精神與社會責任等五個方面.仔細分析這五個要素與三重表征之間的關系，可以發現化學學科核心素養的落地，一定需要學生在化學學習的過程中，能夠對物質進行準確的三重表征——三重表征的過程與結果越好，那化學學科核心素養的落地就越順利.

綜合以上兩點認識，也就能夠明確在核心素養的視角下如何研判挑戰，并尋找到突破途徑.

二、核心素養視角下初中化學教學中三重表征的挑戰

總體而言，核心素養視角下三重表征的挑戰主要存在于學生身上.這是可理解的，因為思維畢竟是學生的思維，因此挑戰首先就是學生面對的挑戰.有研究表明，中學生在化學反應三重表征方面存有困難，主要表現為不能從微觀和符號水平上理解化學反應，不能在不同表征之間進行靈活轉換等.挑戰在學生身上出現，但是產生表征困難的客觀原因卻不一定在于學生，尤其是對于初中學生來說，三重表征的困難主要來自于微觀世界的抽象性、教材編制的局限性、化學符號的復雜性以及教師的教學等.具體來說，初中化學教學中三重表征的挑戰可以列出如下兩點：其一，教師缺乏明顯的核心素養培育意識以及三重表征的引導意識.教師是學生學習過程的主導者，由于應試的限制，在日常的教學中，教師的重心往往是放在培養學生的應試能力上，輕教而重考是很多情況下的常態.核心素養是長期目標，考試分數是眼前的目標；三重表征強調的是對學生思維方式的優化，應試所追求的是通過重復訓練來培養學生的解題能力……都是實實在在的矛盾，也是真實的挑戰.其二，學生缺乏明顯的優化自身學習思維的意識，缺乏對自己通過化學學習應當獲得的素養的目標認識.有研究者通過三重表征能力調查研究，發現相當一部分學生無法解釋化學反應宏觀現象的微觀本質，無法將宏觀、微觀、符號三個角度聯系起來看待化學問題，并存在不少迷思概念.這是一個很現實的問題，如果學生在學習過程中對自身的思維處于迷茫狀態，對迷思概念不能做到有效的梳理，那就談不上高效的建構化學知識，化學學科核心素養的培育也就是一句空話.

當然真正的挑戰遠不止這兩項，但是這兩項相對而言比較基礎，是根本性的問題.解決這兩個問題，就可以讓三種表征的過程更順利，讓核心素養的落地更有效.

三、核心素養視角下初中化學教學中三重表征的應對

發現了問題就要尋找解決問題的方法，面對的挑戰就一定要化解挑戰.核心素養的培育是當下初中化學教學的重要任務，盡快尋找到三重表征挑戰的應對方法，是完成這一任務的重要保證.既然基本的挑戰來自于教師與學生兩個方面，那么應對思路也應當從這兩個方面切入：第一，初中化學教師要跳出應試的窠臼，真正從思維過程優化與學習目標達成的角度實施教學；第二，要引導學生認識到化學學習中的三重表征的意義，要認識到這是出于解決學習活動中出現的困難的需要，進而從宏觀、微觀和符號三個角度去認知化學知識.

例如，在“濃硫酸的腐蝕性”這一知識的教學中，學生可以從宏觀的角度認識到濃硫酸具有腐蝕性，但是對腐蝕性這一概念的理解往往又比較抽象.所以在教學的過程中可以用一些實驗來幫助學生建立表象，如用玻璃棒沾濃硫酸在紙上寫字、用小木棍沾少量濃硫酸觀察、將濃硫酸滴到一小塊布上，這樣學生可以通過觀察獲得感性印象；隨后，學生自然就會產生問題：為什么濃硫酸會具有這樣的腐蝕性？這個問題實際上是從宏觀走向微觀的橋梁，教師可以進一步引導學生去探究酸的化學性質，探究的過程主要是通過稀鹽酸和稀硫酸的酸性對比、金屬與稀鹽酸和稀硫酸反應的過程等等來進行的.通過這些化學反應的研究，學生可以知道濃硫酸具有腐蝕性的內在機理(當然同時也學習到了其他更多的知識)，這種機理可以通過語言文字來表達，也可以通過相關的化學方程式來解析.這樣的學習過程也就意味著學生能夠從微觀表征走向了符號表征，從而整個學習過程就是三重表征的直接運用.

從化學學科核心素養的角度來看，這樣的三重表征過程，對應著宏觀辨識與微觀探析，學生會進行證據推理與模型認知，當然也經歷了實驗探究的過程，能夠一定程度上培養學生的科學精神和社會責任.因此就是一個三重表征，推動化學學科核心素養落地的教學過程，說明這是有效的應對途徑.