基于三重表征开展初中化学教学的策略研究

靳永卿

摘 要：化学核心素养提出：宏微结合是化学核心素养的学科特征，模型认知是化学核心素养的思维核心。所以在初中化学阶段，建立学生对于物质及其变化的认识要求宏观、微观、符号三重表征相统一的认识方式和思维习惯非常重要。

關键词：核心素养；三重表征；认识方式；学习情境

化学是认识和研究物质及其变化的一门学科，它既具有自然科学认识客观世界的普遍性，又具有其特殊的视角、方法、特点和要求，特别是化学学科对于物质及其变化的认识要求宏观、微观、符号三重表征相统一，具体的实验形象思维与本质分析和抽象概括相结合，这对初中生原本的认识方式和思维习惯形成了不小的挑战。如果学生的学习和教师的教学还只是依赖单纯的记忆和灌输，或是缺少针对性的、促进学生认识方式和思维习惯转变的教学，那么学生会出现明显的学习分化和学习问题。为此，本文拟结合案例对初中化学如何基于三重表征开展教学进行理论分析和实践探讨。

一、宏观—微观—符号三重表征的含义

宏观表征即宏观知识或信息在大脑中记载和呈现的方式，包括：（1）人们的感官能直接接触到或察觉到的物质；（2）物质表现出的性质以及由性质决定的物质的存在和用途；（3）物质发生变化所呈现的不同现象。因宏观表征具有鲜明、直观、生动、具体的特点，成为学生最易形成和接受的表征形式。

微观表征即微观知识或信息在大脑中记载和呈现的方式，指不能直接观察到的微粒（如原子、分子、离子等）的运动和相互作用、物质的微观组成和结构、反应机理等微观领域的属性在学习者头脑中的反映。对知识进行微观表征，可帮助学生把宏观现象还原为各种微粒的内部作用与运动，从而揭示现象的内在联系和本质属性。

符号表征即符号在大脑中记载和呈现的方式，化学中的符号表征主要指由拉丁文或英文字母组成的符号和图形符号。从表达形式上分为由拉丁文或英文字母组成的符号和图示两大类。从功能上分为表示元素的元素符号或图示（原子结构示意图、原子结构和离子符号）；表示物质组成的化学式；表示物质变化的化学方程式和图示。

所谓化学学习中的三重表征，就是从宏观、微观和符号三种表征水平上认识和理解化学知识，并建立三者之间的有机联系。

二、基于三重表征的教学设计策略

（一）重视三重表征认识方式的构建

重视三重表征认识方式的构建，就是重视学生在认识物质和变化的过程中将三重表征相统一。消除传统教学中用概念解释概念的低效教学，避免过多地关注具体概念解析和识记，导致学生只记得具体的概念而不会应用概念分析、解释问题或现象的弊端。这就要求老师在教学过程中，要有三重表征的意识，要创造性地使用教材，善于挖掘知识点三重表征的价值，并通过典型的三重表征实例，不断突出三重表征的意义，使学生切实体会到三重表征的妙处，增强学生进行三重表征的自觉性。

（二）善于创设利用三重表征的学习情境

若在化学教学中，教师简单强调符号表征或微观表征，而在解决实际问题的时候，不强调宏观现象和微观和符号表征的联系，会使学生长时记忆的信息分散凌乱，不能系统全面地对化学知识进行理解。因此，在化学教学中，善于创设能利用三重表征的学习情境，使学生在看到宏观现象的同时，挖掘其背后微观的实质，并能用直观的符号去表征，让学生认识到：宏观上表现出的性质原来是看不见的粒子在微观状态下集体行为的表现，从而不再对物质表现出的性质感到神秘和不解，知道这是物质内部特征结构的外部表现，并体会到用符号表示纷繁的化学现象的简便和妙处。接下来，就如何创设利用三重表征学习情境进行教学设计进行案例展示。

1.分子概念的建立

学习情境：如何区分无色气体：氧气和二氧化碳，设计实验

方案

老师追问：为什么氧气和二氧化碳表现出不同的化学性质？导致它们化学性质不同的微观本质是什么？

学生1：构成两种物质的微粒不同。

学生2：构成两种物质（氧气和二氧化碳）的分子（O2和CO2）种类不同。

老师：所以构成物质的分子决定物质的化学性质。得出：由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小微粒。

设计意图：通过设置情境性的问题，驱动学生思考这两种已经熟悉的物质的化学性质差异，再通过追问的方式探查学生的认识角度，建立物质与分子的关联，找到两种物质化学性质不同的本质，是物质的构成微粒不同导致的，也进一步得出分子的概念。

2.原子概念的建立

原子概念的建立，需要借助化学变化。

学习情境：我们知道实验室可以用双氧水制取氧气。请同学们用模型模拟该化学变化。

（模型中不同的小球代表不同的原子），模拟过程中完成下列表格。

从微观角度分析：

并试着写出反应的方程式：2H2O22H2O+O2↑（这里不展开化学方程式的配平）

设计意图：通过模拟过氧化氢分解制取氧气的过程，让学生自主感受到化学变化中“变和不变”的微粒，并得出“原子是化学变化中的最小微粒，理解化学变化的实质是分子分裂、原子重组的过程”。通过模型模拟，让学生建立宏观世界和微观世界之间的联系，能从微观角度对其宏观变化的本质进行解释。

教学反思：学生对“分子、原子”已不陌生，且学生能从宏观视角区分物质和变化，这些都为学生建立物质的微观认识奠定了知识基础。课本结合化学变化给出分子和原子的定义，实际上是一个描述性或者表现性定义，学生往往很难接受。而在以上的设计案例中，通过创设学生熟知的学习情境，然后借助化学符号模型对其进行微观本质的探查，这样有助于学生对分子、原子概念的理解。尤其是让学生通过动手模拟化学变化的过程，使其更加深刻理解分子和原子的区别和化学变化的实质，为后面质量守恒定律的理解奠定了一定的基础。更为重要的是引导学生建立对于物质及其变化的认识——宏观、微观、符号三重表征相统一的认识方式和思维习惯。

参考文献：

毕华林.化学教学设计：任务、策略与实践[M].北京师范大学出版社，2013.

编辑 高 琼endprint