基于高中化學實驗的宏觀辨識與微觀探析核心素養的培養策略

盧英姬

（福建省建寧縣第一中學 福建 建寧 354500）

新課程標準對于高中化學提出了新的教學要求，在強化核心素養的教學過程中，對學生的學習品格和學習能力也提出了要求，明確指出高中化學教學要通過實驗的方式培養學生的化學思維能力。在高中化學核心素養教學體系當中，教師應當認識到宏觀辨識和微觀探析素養的重要性，從中找尋到高中化學學科知識所具有獨特性，從學生的學習基礎和思維能力出發，有組織有計劃地通過教學創新形式，提高學生在宏觀辨識和微觀探析方面的核心素養。

1.高中化學核心素養教學導向下的宏觀辨識和微觀探析思維素養

1.1 宏觀辨識和微觀探析思維素養的內涵

宏觀辨識和微觀探析思維素養是高中化學學科核心素養當中的重要組成部分。在《關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》中提出，高中教學工作的開展需要結合學科特征，來強化核心素養培養能力。新課程標準對高中化學提出了核心素養的五個層面的方向要求，其中包含化學學科的思維思想和應用方法，也包括社會實踐層面的真實應用，從理念到實際完成對于學生思維能力的全面覆蓋。宏觀辨識和微觀探析素養是思維思想層面的核心素養，強調學生通過學科學習能夠從不同層次進行物質認識，了解物質的多樣性，認識到不同物質之間存在的共性和差別。與此同時，學生還需要能夠深入微觀層面，對物質的組成元素、物質的構成水平進行進一步的認識，了解不同物質之間存在的不同性質以及他們所形成的相互轉化。宏觀辨識和微觀探析相結合，強化了學生的轉化思維能力培養，宏觀與微觀的彼此結合也是化學學科獨有的思維方式之一。

1.2 應用宏觀辨識和微觀探析思維的教學意義

高中化學學科教學當中的實驗探索，雖然是對已經形成的化學理論的驗證，但是對于學生來說，同樣能夠獲得思維的提升。對于學生來說，通過化學實驗手段進行引導，幫助學生形成從不同視角下理解物質的性質和意識的能力。例如教師在進行實驗教學中，需要引導學生通過多種感受來判斷物質所擁有的性質，幫助學生理解宏觀層面的物質認識。在此基礎上，學生再次進入到微觀層面的實驗當中，通過微觀觀察或者模型分析，對宏觀層面的認知進行驗證。通過實驗教學形式，學生能夠逐漸建立起宏觀和微觀相統一的化學觀念，并認識到通過實驗辨識去偽存真進行真理探究的重要性，奠定科學思想的基礎。目前高中化學教材當中，同時涉及到宏觀和微觀實驗觀察分析的化學元素一共有八種，分別為鈉、鋁、鐵、銅、氯、氮、硫、硅。教學層面涉及到的知識量較為龐大，同時不同知識之間具有滲透性。一方面物質之間彼此存在化學作用，另一方面各種化學元素物質與學生的日常生活也有著緊密的關聯。通過宏觀辨識和微觀探析的思維教學，能夠幫助學生避免片面認知，采用全面認知的方式來理解化學動態變化與化學生活之間的關聯，形成科學態度。

2.高中化學開展宏觀辨識和微觀探析思維實驗教學的策略

2.1 充分挖掘教材培養學生的宏觀辨識和微觀探析思維

教材是學生接觸化學學科的重要途徑，也是當前高中開展學科教學的主要資源。教師在組織開展化學實驗教學中，應當把教材吃透，深入挖掘教材當中的核心資源，為學生提供思維層面的引導。首先教師要對高中化學課程標準進行深入理解，教師要在研讀課程標準的基礎上，從教材和學生訴求出發，理解核心素養的內涵，對教材內容進行核心素養層面的整理，做到教學層面的有的放矢；隨后，教師要對教材進行教學設計，針對教材的安排選擇最有效的宏觀辨識和微觀探析教學培養方式，避免在教學過程中混入雜亂的內容給學生帶來困擾。在高中化學學科教學中，元素化合物部分的教學是培養學生宏觀辨識和微觀探析思維的重要資源，教師在挖掘教材中，可以將這部分的實驗教學作為重點，用來培養學生觀察理解元素化合物，學生在實驗當中，探究元素化合物形態外觀等宏觀屬性變化，在實驗中進行微觀分析來認識元素化合物的性質，最終實現宏觀和微觀之間的轉化和結合統一，形成全面的思維理解。

2.2 創設生活化的化學實驗情景完成教學引入

學生的宏觀辨識和微觀探析思維的形成，其目標在于實現社會實踐層面的應用，宏觀辨識和微觀探析思維是一切社會實踐和方法論的理論基礎。相應的，結合學生的思維形成過程，生活場景中所形成的認知，始終是學生獲取關鍵信息的途徑。因此教師在組織開展化學實驗教學當中，應當結合生活場景來進行化學實驗項目的創建，幫助學生從生活觀察-發現問題-提出問題-設計實驗-辨識探究為探索路徑，參與到生活問題的探尋和驗證當中。學生在具有生活情景的實驗項目當中，既能夠認識到各個實驗環節所涉及到的宏觀形態和微觀性質特性與真實生活之間有著怎樣的關聯，又能夠奠定利用化學觀念理解生活現象的思維基礎，最終實現對于學生素質品格的培養。例如教師可以在教學當中引入此前出現過的鈉工廠爆炸事件，教師通過展現事件發生的前因后果，組織學生進行討論，引導學生從化學實驗研究鈉有著怎樣的性質，鈉在什么條件下會發生爆炸以及鈉的什么性質導致了其發生爆炸現象。將生活情景引入到教學當中，增強了學生的關聯性理解，幫助學生在參與實驗中，有針對性地進行問題探究。

2.3 運用多樣化教學資源來提高實驗課堂教學質量

對于進入高中學習的學生來說，化學是十分神秘的，很多化學現象或者化學變化，發生在微觀層面，無法從宏觀視角中通過肉眼來進行辨識。這種化學動態所呈現出的特征十分抽象，對于學生的理解來說具有一定的難度。但是對于學生來說，微觀層面的變化最終呈現在宏觀層面的樣態，正是吸引學生目光和興趣的魅力。現階段的原子分子等微觀層面的變化，無法通過光學顯微鏡的形式直接進行觀察，傳統教學教師采用的口述描述方式，在學生認知當中顯得蒼白無力。在教學方面，教師應當應用多樣化的教學資源，幫助學生建立起微觀變化影響宏觀狀態的聯系性思維，使學生能夠更加真切直觀地感受到化學動態變化的特征。例如在開展化學微觀變化教學中，教師可以配合化學實驗的進行，通過展示模擬動畫的方式，對化學元素在微觀層面出現的動態狀況進行展現，借此來提高學生的理解能力，增強學生對于實驗不同階段的動態進行感性認知，再通過感性判斷的整理實現理性歸納，強化學生的宏觀聯系微觀的思維能力。

3.基于宏觀辨識和微觀探析思維的實驗教學設計——以《鐵及其化合物之間的轉化關系》教學為例

3.1 課堂導入——進行現象觀察

課堂導入階段主要通過創設真實的場景來展現鐵的化學性質。教師采用氯化鐵溶液浸泡銅片，引導學生對銅片的變化進行觀察，學生需要著重思考其中氯化鐵溶液的制備、鐵離子的性質、氧化還原反應等方面的知識內容。再放入銅片之前，教師還通過油性筆在銅片表面書寫了一個文字，在拿出反應后的銅片后，引導學生觀察發生了什么現象。在課堂導入中，學生需要結合現象觀察和小組討論，對化學反應現象進行猜想和討論，得出自己的結論。教師引導學生從宏觀辨識觀察反應后發生的現象和微觀探析分析微觀層面發生了怎樣的變化進行思考。

3.2 實驗應用檢驗

學生在提出了自己的猜想和看法之后，需要在教師的組織下通過親身參與實驗的方式進行猜想驗證。教學方面，教師通過多媒體對Fe3+和Fe2+實驗進行展示，引導學生對加入KSCN試劑之后，FeCl3溶液和FeCl2溶液的變化情況進行觀察和記錄。隨后加入K3[Fe(CN)6]試劑，引導學生對FeCl3溶液和FeCl2溶液的變化情況進行觀察，嘗試從宏觀辨識角度出發，對Fe3+和Fe2+在遇到硫氰化鉀和鐵氰化鉀溶液出現的實驗現象，在微觀層面，嘗試利用化學符號和離子方程式，對物質發生的化學變化進行表示，幫助學生掌握鐵離子、亞鐵離子的檢驗方法。

3.3 引入生活場景

在完成了實驗驗證之后，教師從宏觀和微觀相結合的思維出發，引導學生對實驗現象在現實生活中的應用進行分析。例如教師可以引入工業腐蝕印刷技術，引導學生從生活資料搜集角度出發，對其中技術手段應用了哪種化學性質進行思考和分析，理解其中的化學性質特點，明確當前鐵離子化學性質在現實當中的應用價值。使學生能夠將自身所形成的化學宏觀微觀變化結合的思維與社會實踐應用相互結合，強化學生的思維應用能力。

結論

綜上所述，高中學生確實需要更多地應用“宏觀辨識和微觀探析”之法對化學知識進行深入的學習，形成化學學科核心素養。“宏觀辨識”能較好地設定必要的學習問題，“微觀探析”又能究其知識根本或本質，并在“微觀探析”中幫助學生理解與記憶所學化學知識。可以這樣說，“宏觀辨識與微觀探析”既可以稱之為是學習高中化學知識的一種方法，也可以稱之為是培養高中學生良好學習品質的一種手段。因此，高中學生想要盡快形成化學學科核心素養，就必須要學會“宏觀辨識與微觀探析”之法，將“宏觀辨識”與“微觀探析”進行有機結合，以加深對化學知識的理解。