在宏观辨识与微观探析中培养化学核心素养

关劲梅

【摘 要】本文从微观辨识与微观探析的角度出发，论述培养化学核心素养的方法，提出从基础知识开始落实，让学生明确宏观与微观之间的转化关系;鼓励学生大胆猜想，小心求证，以此形成端正的态度;给学生创造实践机会，营造好化学学习氛围。

【关键词】宏观辨识 微观探析 化学核心素养

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2019）09B-0075-02

在高中化学阶段，教师需要培养学生宏观辨识与微观探析能力，即面对各种物质和化学反应，教师不仅要引领学生观察其表面宏观现象，而且要从其微观本质深度探究，更加深刻地掌握化学原理。但是学生只有具备坚实的基础，才能做好从现象到本质、从性质到结构的转化。因此教师要营造好的学习氛围，鼓励学生大胆猜想、验证，并为学生创设实践机会。如何在教学中做好宏观辨识与微观探析，培养学生的化学核心素养呢？本文笔者将从下面三个方面进行简要论述。

一、夯实基础知识，引导转化

（一）从现象到本质，建构体系。教学课堂上经常做一些化学实验，但一切化学反应展示在学生面前的只有宏观现象。然而仅仅掌握现象是远远不够的，教师要引导学生透过现象看微观本质，通过微观分析更好地理解化学反应的宏观现象，从而建构化学知识体系。

例如，在教授高中化学必修一“氧化还原反应”这一节时，笔者先向同学们展示这样一个实验：Na 与 Cl2 点燃，请同学们告诉笔者你看到了什么现象？“产生了大量的白烟。”接着笔者告诉学生白烟就是反应生成的 NaCl2，大家一起列出化学方程式：2Na+Cl2=2NaCl（点燃条件，反应剧烈，产生大量白烟）。既然这是一个氧化还原反应，自然存在氧化剂和还原剂，我们已知发生反应时氧化剂得到电子被还原，还原剂失去电子化合价升高，被氧化。在这个方程式中标出各个元素的化合价，观察其前后变化，就可以看出 Na 是还原剂，Cl2 是氧化剂。从微观上来讲，化合价变化的本质是电子的得失，钠原子最外层只有一个电子，容易失去，氯原子得到一个电子成了氯离子。最后进行氧化还原反应的习题训练加以巩固。

不同的化学物质相遇会发生不同的化学反应，学生若是仅仅从表面现象观察或者记忆难度非常大，因此要学会分析其本质。从本质上理解这些琐碎的化学反应，按照一定的规律归类，在脑海中构建化学知识体系。

（二）从性质到结构，循序渐进。每种物质都有其独特的物理以及化学性质，且其微观结构也各不相同，那么性质与结构之间是否存在一定的联系呢？教师带领学生逐步分析，循序渐进，从最基本的物质结构性质分析以夯实化学基础，通过长期的学习掌握其中的连接关系，以利于今后更深层次的探究。

例如，在讲授高中化学选修三“晶体的结构与性质”这一章节时，如何区别晶体与非晶体呢？从概念出发就是区别是否具有规则的几何外形，但单凭肉眼是无法观察到的，因此我们需要借助多媒体工具观察物质的微观结构。通过对比学生可以直观看到，构成晶体的粒子在三维空间内呈现周期性的有序排列，而正是由于这种规则的结构使得晶体具有自范性、固定的熔点、各向异性等特点。由于状态的不同，晶体的熔沸点也不尽相同。对于固态、液态、气态的物质而言，固态分子之间的距离更短，彼此之间的吸引力最大，因此要想破坏这种结构需要的外力就更大，熔沸点最高;液体熔沸点居中;气体的熔沸点最低。

结构决定性质，性质体现结构。学生跟随老师的步伐剖析物质结构与性质之间的关系，找出一定的规律，今后若遇到相似的结构时那就可以推理出一定的规律。这便是夯实化学基础的过程，学生知道基本物质的性质和结构，分析化学反应时从结构变化出发，有事半功倍的效果。

二、鼓励猜想验证，形成态度

（一）发现生活问题，提出猜想。如何培养学生宏观与微观结合分析的习惯呢？经过初中阶段化学基本知识的学习，对物质的性质学生已经有了一定的了解，对自己身边的现象会产生更加浓厚的兴趣。因此笔者鼓励学生主动发现身边的生活问题，根据已有的知识做出合理的微观猜想，形成态度。

例如，在教授高中化学选修四“盐类的水解”这一章节时，笔者问，大家是否能猜测一下各种盐类水解之后得到溶液的酸碱性呢？刚开始笔者发现学生都在随意猜测，毫无根据，甚至根据盐类的名称来猜测，这使得给出结论的正确率大大降低。因此筆者要求他们给出答案时要加以解释，为什么你认为它是酸性或者碱性？这时有一位同学这样猜测：“笔者认为 Na2CO3 水解以后得到的溶液是碱性的，因为在家中我的父母经常会用热的纯碱溶液来清洗油污，洗得很干净。去年我们已经学习过油脂能够在碱性溶液中溶解，因此我认为水解后溶液呈碱性。”这样的猜想就具有了实际现实依据，可以作为参考。其他学生也要像这位同学一样根据身边的情况合理推测，这样的猜想才有意义，也值得我们加以验证。

显然学生对自己身边事物的关注度和兴趣度都会更高，因此当学生看到一些现象时教师不要直接告诉他们其中的反应原理，而是进行一定的鼓励和引导，诱导学生大胆猜想其中的奥秘。当然，这样的猜想需得有前期知识储备作为铺垫，有所依据才能有所进步。

（二）自主探究实验，推测验证。学生提出猜想问题就解决了吗？当然还需要进行一定的实验验证。学生的猜想都是基于已有的知识，教师要引导他们自己设计实验进行探究验证，以事实来证明自己的猜想是否正确。这个过程中可能会用到许多化学试剂，教师需要严格监督，保证学生的安全。

例如，在教授高中化学选修四“原电池”这一节时，当我们已知原电池的构成有必要的三个要素：电极材料由活动性不同的金属或者金属与其他导电材料组成;两电极浸泡在电解质溶液中;两电极之间有导线连接，形成闭合回路。学生提出水果中的果酸是一种电解质，在容易获取的金属物质中锌片的活动性较强，容易失去电子，可以将其作为电源的负极;铜片的活动性较弱，可以作为电源的正极，我们是否可以做一个“水果电池”呢？笔者为他们准备好铜片和锌片、柠檬、LED 灯、导线，分成不同的小组进行实验。学生先将柠檬切开插入铜片和锌片，再用导线连接 LED 灯，多次试验后发现灯会发光，验证了水果中的果酸确实可以作为电解质，水果电池也是真正可行的。

大胆猜想，小心求证，这才是学生学习化学宏观微观之间关系的正确方式。宏观的现象可以直观地看到，但微观的结构变化、反应原理需要学生实验验证。学生保持着这样由微观验证宏观、宏观推测微观的态度，培养好化学学科核心素养，培养一定的学习能力。

三、创设实践机会，营造氛围

（一）放，发现并解决疑问。教师切勿过于干涉学生思维，只有尽量放手，给学生自由的探究空间，才能真正培养他们善于发现身边的问题以及尝试解决身边问题的能力。根据实际情况创设有效的实践机会，让学生在真实情景中发现问题，通过对事物表征的观察深入挖掘本质，解决问题。

例如，在讲授高中化学选修三“共价键”这一节时，为什么氢离子与别的元素在一起时显负价，氢气分子不显电性呢？学生猜测氢离子在与别的离子结合时会发生电子转移，比如 HCl ，氢原子最外层有 1 个电子，氯原子最外层有 7 个电子，氢离子将最外层的 1 个电子给了氯离子使其达到最外层 8 个电子的稳定结构。但又遇到另一个问题：如果这样那么氢离子外面将没有电子。但氢离子和氯离子都需要 1 个电子以达到稳定结构，因此它们应该是共用一个电子，这样的电子被称为共用电子对。为什么 H2 中的离子相对不显电性，HCl 中的离子一个显正电性一个显负电性呢？是因为共用电子对的偏移。相同的元素我们可以理解为吸引力相同，形成非极性共价键，不同的元素之间形成极性共价键。

在解决问题的过程中教师引导学生从宏观和微观两个角度进行分析，从微观模型出发解释宏观现象，从表象观察反应过程，从物质本质变化究其根本，极大提高学生的化学能力，使知识储备更加丰厚坚实。

（二）扶，实现并体验成功。高中阶段的学生虽然已经具备了一定的化学基础，但是要让他们独立完成复杂的化学实验仍然存在困难，这时教师需要适时给予帮扶。使其在成功的喜悦里得到更加真切的感受，对物质的变化、反应过程掌握得更加透彻，更加建立起长期学习化学的兴趣和信心。

例如，在教授高中化学必修二“化学反应的速率和限度”这一节时，影响化学反应速率的因素有哪些呢？笔者先播放了一段多媒体视频：同温同压下，同浓度的 HCl 和 CH3COOH 与 Mg 的反应，其反应的快慢不同，学生从气泡产生的速率很快感知到反应物本身的性质是影响反应速率的内因。接着分析外因，有学生提出温度应该会影响反应的速率，并想要用过氧化氢在不同温度下的分解来证明。于是笔者为他准备需要的实验素材，请他到讲台上亲自动手证明温度越高反应速率越快的猜想。之后其余同学纷纷举手表达自己的观点：催化剂的有无、物质的浓度、环境的压强、表面积等。针对各种观点，笔者都会准备好实验材料，当不便做实验时，笔者也会利用多媒体 flash 软件进行三维立体操作，让学生通过成功的操作使记忆更加深刻。

學生自主参加实践，在教师的帮助下不断摸索尝试出解决问题的办法，体会到成功的喜悦与自豪，使其对学好化学更有信心。在这个过程中更学到一些探究的手段和技巧，当他们今后面临同样的问题时能像老师那样双管齐下，宏观微观结合分析，少走不必要的弯路。

总而言之，宏观辨识与微观探析能力是每一个学习化学的高中生必不可少的能力，更是学科核心素养之一。学生不仅要从宏观整体角度而且要从微观角度分析物质及其变化，只有这样双管齐下才能将化学真正学好。

【参考文献】

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[3]程遇玲.浅谈高中化学学科核心素养的培养[J].中学化学教学参考，2017（13）

[4]胡先锦.管窥高中化学学科核心素养[J].化学教与学，2017（3）

（责编 卢建龙）