浅谈“宏观辨识与微观探析”的核心素养在课堂教学中的实现

李强 王瑞欣 杨松林

摘要：系统分析评价2018年河南省高中化学省级优质课样本，揭示高中化学核心素养之一“宏观辨识与微观探析”在高中课堂的实现情况，通过合理探究与反思，使高中化学核心素养的培养更具可操作性，同时为优化和改进学科教学提供启示。

关键词：省级优质课;宏观辨识与微观探析;教学实践启示与反思

文章编号：1008-0546（2019）09-0025-03

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.09.007

一、研究背景

《普通高中化学课程标准（2017年版）》将高中化学学科核心素养确定为“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”和“科学态度与社会责任”5个维度，新课标的修订提出“核心素养”融合并引领“三维目标”，彰显基础教育从传道授业到解惑育人的发展。“立德树人”具体到高中课堂实现，就是让学生通过自主、探究与合作等多样化学习，形成和发展化学思维方式、探究能力、学科观念，从而树立和发展科学精神和价值观[1]。

随着新课程标准的修订，“核心素养”备受关注，广大化学教育研究者及一线中学教师也都积极参与到“落实核心素养到日常教学中”的讨论与探究中。然而关于化学核心素养的培养仍有很多问题值得我们去思考和实践，如何根据不同的教学内容和教学环节体现化学学科核心素养的5个维度？如何真正将核心素养融入到日常教学中？核心素养培养的着力点究竟在什么地方？等等，这些问题都需要广大化学教育工作者不断实践探究、提炼总结，才能使核心素养的培养具有现实意义，并潜移默化地影响学生日后的工作与生活。

正是基于对上述问题的思考，笔者借助所在高中承办的“2018年河南省高中化学优质课大赛”这一机遇，以河南省优质课为分析样本，着重研究高中化学核心素养之一“宏观辨识与微观探析”在当前高中课堂的实现情况。省优质课在一定程度上能够较好地反映一个地区的化学课堂的教学水准，同时也能展示当前公开课的基本样貌，具有很强的代表性。本文对样本进行分析并合理反思，以期使高中化学核心素养的培养更具可操作性，同时为优化和改进学科教学提供启示。

二、关于“宏观辨识与微观探析”的内涵与教学实践分析

1.对“宏观辨识与微观探析”的内涵分析

“宏观辨识与微观探析”是从分子、原子层次对物质结构、性质、能量转变等及其相互关系的基本认知[2]，是化学学科的重要观念，也是解决问题的思维视角。该维度是化学核心素养的第一个维度，足见其重要性。其具有明显的学科特征，与宏观一符号一微观三重表征的化学思维与学习方法具有一致性。

通过高中化学课程学习，学生直观观察或借助一定的仪器或技术间接观察认识物质的存在形态和变化是宏观的，而后通过化学符号或文字进行描述，即为宏观辨识。然而，人类认识世界的过程往往是宏观到微观，从现象到本质的探究。具体到化学学科从物质结构和性质相联系的视角再探析，即为“微观探析”[3]。由宏观性质联系微观结构，从微观结构推测宏观性质，从而形成“结构决定性质”的化学学科观念，能从普遍联系和相互作用、宏观微观相结合解决化学相关实际问题。

2.对“宏观辨识与微观探析”的教学实践分析

我们甄选“2018年河南省优质课大赛省级优质课”中的前两名课例来分析“宏观辨识与微观探析”在教学活动中表现行为与方式。

【案例1】杨老师授课内容：烷烃，选自高中化学《选修5》，是《必修2》中“最简单的有机物——甲烷”的拓展与延伸。本节课从生活中常见的烷烃人手，从结构类推性质，通过探究烷烃的性质初步建立从结构角度学习有机化学的模式。

教学流程如下：（1）趣味魔术引入新课：通过趣味魔术——火焰掌，手掌中泡沫燃起熊熊大火，引起学生兴趣。（2）感受烷烃，了解烷烃的物理性质：揭秘魔术中吹起泡沫的气体是烷烃，并根据烷烃碳原子数与沸点变化曲线图，引导学生思考所用烷烃气罐中的成分是什么？为什么选择这种成分？进而展示大量烷烃的直观素材，通过交流讨论总结出烷烃的物理通性。（3）实验探究，感知烷烃的化学性质：首先从生活中的燃料人手，了解烷烃的可燃性;而后类比甲烷与氯气的取代反应，迁移探究液态烷烃与液溴的取代反应。通过实验创新，实现了实验微型化、微量化、绿色化，解决了液溴使用过程中可能产生危害和污染的问题，利于学生开展分组实验。并通过同屏传送技术，实时呈现学生实验现象，便于小组交流，实现了实验可视化。最后通过学生交流讨论、产物验证得出结论。（4）学以致用，体验学科价值：通过调查身边的烷烃来源及用途、设计丁烷的安全使用手册等活动，感受化学物质的价值。

从整节课的教学流程来看，较好展现了“宏观辨识与微观探析”的核心素养，通过炫酷的魔术激发学生学习兴趣，自然切入本节课的主题——烷烃，同时提供大量的直观素材，分别从沸点、密度、溶解性等多角度引导学生感受烷烃的物理通性，丰富了感性认知，蕴含了宏观辨识素养目标的培养;通过分析讨论，从组成上总结烷烃物理性质的相似性与递变性，发展了微觀探析的核心素养。讲授烷烃的取代反应时，基于学生的前认知分析，创造性地设计了液态烷烃与液溴反应的创新实验（图1，图2），使学生更加直观地观察到实验现象，真实感受到烷烃取代反应的发生。前认知即学生现有知识的数量、熟悉度和组织方式，由学生当前能回忆起的事实、概念、理论所组成。前认知决定了学生对知识的理解和掌握程度[4]。学生在《必修2》内容中“最简单的有机物——甲烷”，已经了解了甲烷和氯气可以发生取代反应，这属于学生的前认知部分。但甲烷与氯气的取代反应为气一气混合型，操作繁琐、难以控制且现象不明显，多为教师演示实验，难以开展学生分组实验，学生很难从宏观看到、感受到烷烃取代反应的过程。本节课创新性地设计了烷烃取代反应的液一液混合类型，操作简单。易于控制，可以开展学生随堂分组实验。

本节课的创新点：（1）利用进样瓶和微量进样器实现了装置的微型化、药品的微量化，带硅胶垫的进样瓶保证了实验的密闭性，用微量进样器添加液溴，可有效防止液溴的泄漏可能引发的危害。（2）利用慢拍、延时拍摄等技术手段，记录实验现象，通过同屏传送技术实现了微型实验可视化，便于学生交流讨论，分析探讨实验结果和可能出现的异常。

化学是一门以实验为基础的学科，然而在当前的高中化学课堂中，常常因为实验操作复杂繁琐，所需药品危害性较大等现实原因，很多教师选择不做实验，学生也习惯于在教室中“听”实验，通过大脑“想”或“背”实验，在题海中“练”实验，这无疑是不恰当的常见现象。又或者教学过程中不少实验由于实验现象不明显或实验效果不好，造成学生不能很好地观察现象、理解和掌握所学内容。由于实验效果呈现不佳，学生无法从宏观角度进行观察、感知，也难以进一步从微观探析结构和本质，不利于培养学生能适应终身发展和社会发展所必备的素养。

因此，通过多种直观素材的展示和利用现代化信息技术与传统课堂相结合，更加直观地观察物质存在状态和变化现象，多角度探析变化本质，是“宏观辨识与微观探析”的核心素养在课堂教学中的一种实现方式。

【案例2】丁老师授课的内容：生活中两种常见的有机物第1课时乙醇，选自人教版《必修2》。乙醇是学生比较熟悉的物质，又是典型的烃的含氧衍生物，本节课通过建立结构一性质一用途的有机物学习模式，让学生认识官能团对有机物性质的重要影响。

教学流程如下：（创设问题情境）乙醇化身为一个有生命的小精灵，开始一段奇幻之旅，逐步揭示乙醇的结构、性质和用途。（1）“小朋友”对“小乙醇”的印象：结合乙醇在生活中的相关内容通过学生归纳、总结得出乙醇的物理性质。（2）“小乙醇”遇上“水龙王”：水龙王说它与小乙醇有血缘关系，这从何说起，又该如何证明？根据乙醇的分子式利用球棍模型拼插出乙醇可能的两种结构，通过乙醇和水与钠的实验对比确定乙醇结构，乙醇在结构上与水有相似之处，证明了小乙醇与水龙王确实有血缘关系。进而引入官能团的概念，使学生认识官能团对有机物性质的重要影响。（3）“小乙醇”遇上“铜大哥”：发生火灾，铜大哥被烧黑了，小乙醇设法把铜大哥变回了原样。根据问题情境设计“铜盒实验”，通过学生分组实验交流讨论，验证了乙醇的催化氧化反应。（4）“小乙醇”遇上“重铬酸钾老弟”：重铬酸钾老弟在玩捉迷藏，小乙醇施魔法将重铬酸钾红色外衣变成了绿色，使其可以藏在草丛里。根据创设情境揭示其中的奥秘是乙醇将重铬酸钾还原成绿色的三价铬离子，并指出现实应用，是酒驾检测的原理。（5）回顾“小乙醇”一路的奇幻之旅，说明了乙醇是一种具有重要用途的有机物。

本节课的一大亮点在于情境创设。以“小乙醇”奇幻之旅为主线，贯穿始终，将乙醇的结构、性质及用途恰当地融入其中，使学生跟随“小乙醇”的奇幻之旅，不知不觉中学习和掌握了所学内容，寓学于玩。素养是人在特定的情境中综合运用知识、技能和态度解决问题的高级能力[5]，因此素养的培养离不开特定情境的创设。现实教学过程中，教师创设特定情境，并以此为主线，将教学内容融入其中，从而引领各个教学环节。特定情境的创设为学生知识的构建提供了载体，持续激发、调整学生的认知活动、情感活动和实践活动，逐步构建学生的知识体系。

具体到“宏观辨识与微观探析”的核心素养，本课通过特定情境的创设，问题探究推动，一条主线贯穿始终，使学生逐步形成对乙醇性质、结构和用途的宏观感知，对于乙醇的结构和具体性质的微观实验探究，又进一步强化了学生的宏观认知。一堂好课就是全体学生兴致盎然地投入到教师设定的课堂中，由老师引导着兴致勃勃地学习，在不知不觉中掌握所学内容，潜移默化地形成学科思维，而后意犹未尽地发现一节课居然这么快就结束了，期待着下次上课。

因此，创设特定情境，并以此为主线将学习内容融人其中，让学生整体宏观感知，配以适当的学生活动，使学生综合利用知识、技能和态度进行探析，解决实际问题也是“宏观辨识与微观探析”的核心素养在课堂教学中的一种实现方式。

3.关于“宏观辨识与微观探析”在课堂中的实现的再思考

总体来看，这两节优质课的授课教师及其团队均投入了巨大的精力和热情，每一节课都有着严谨的教学结构、鲜明的任务版块、合理的时间安排，并从不同角度展现了“宏观辨识与微观探析”的核心素养在课堂教学中的实现形式，为高中化学核心素养的培养提供了具有可操作性的启示。

有关核心素养在课堂教学中的落实，笔者建议：（1）聚焦核心知识点，深刻理解具体化学知识的背景和历史脉络，节选最具育人价值的知识点作为核心知识点。（2）聚焦核心素养培养的目标达成，学生能力培养目标的设定不宜太宽泛，不能脱离教学實际空谈核心素养的培养，应做到因需设计，在具体的核心知识点教学中，渗透核心素养的培养。

参考文献

[1]刘凯.化学核心素养培养的课堂效度评析[J].化学教学，2017（5）：19-22

[2]徐光宪.21世纪的化学是研究泛分子的科学[J].中国科学基金，2002（2）：70-76

[3]吴星.对高中化学核心素养的认识[J].化学教学，2017（5）：3-7

[4] 王强.初探高中化学概念教学的优化策略[J].中学化学教学参考，2015（4）：1-3

[5]张华，论核心素养的内涵[J].全球教育展望，2016（4）：18-22