基于“宏观辨识与微观探析”化学学科素养的教学策略

胡继先

【摘要】以人教版化学九年级下册的《酸和碱的中和反应》教学为例，通过对盐酸和氢氧化钠溶液反应时无明显现象的特點，引导学生进行探究，辨识发生化学变化的本质是生成新物质;运用酸碱中和反应的微观直动画，从微观角度加深学生对中和反应本质和质量守恒定律的理解，从而培养学生“宏观辨识与微观探析”的化学学科素养。

【关键词】宏观辨识;微观探析;中和反应;化学学科素养

学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值理念、必备品格和关键能力。化学学科核心素养包括“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”“实验探究与创新意识”“科学精神与社会责任”五个方面。这些学科素养既是高中化学的要求，也涵盖了对初中化学的教学要求。其中“宏观辨识与微观探析”是化学学科有别于其他学科的重要特征。通过学习，学生能从不同角度、层面认识物质的多样性，根据物质的性质和结构对物质进行分类;能从元素和原子、分子、离子水平认识物质的组成、结构、性质和变化规律，形成“结构决定性质，性质决定用途”的观念;能透过宏观现象和微观结构相结合分析与解决实际问题。那么，初中化学教学中如何培养“宏观辨识与微观探析”学科素养呢？本文以“酸和碱的中和反应”为例进行探索。

一、教学设计背景

学习本节课前，学生已学习了《课题1 常见的酸和碱》的内容，知道常见的酸能与指示剂、活泼金属和金属氧化物作用的化学性质;碱能与指示剂、非金属氧化物作用的化学性质。也知道不同的酸在水中能解离出相同的氢离子（H+），不同的碱在水中能解离出相同的氢氧根离子（OH-）。因此，不同的酸有相似化学性质——酸性，不同的碱也有相似的化学性质——碱性。因此，本节课《酸和碱的中和反应》重点不在于酸和碱能不能反应，而在于如何判断酸和碱发生了中和反应，中和反应的微观本质是什么？为什么是H+和OH-反应生成了水分子而不是Na+和Cl-反应生成NaCl呢？本节课就从酸和碱中和反应的宏观过程和微观粒子的变化为着力点，突破这一重难点。

二、教学设计思路

首先，补充实验将稀盐酸和氢氧化钠溶液互滴，引导学生观察现象。从宏观角度分析判断是否发生化学变化不是仅看现象，而应从化学反应是否生成新物质的本质去分析。再从质量守恒定律的角度分析还可以是反应物的减少，生成物的增多来判断。但这个反应无明显变化，因此，必须设计实验让我们能借助现象判断是否出现反应物减少或新物质生成。然后，从酸和碱在水中都能发生解离，运用动画演示，从粒子减少和增多的角度分析中和反应的本质，加深学生对质量守恒定律的微观理解。

三、教学设计

师：【补充演示实验】向盛有NaOH溶液的试管中滴加稀盐酸，再向另一支盛有稀盐酸的试管中滴入NaOH溶液。

生1：均无明显现象。

任务一：探究盐酸和氢氧化钠发生了中和反应

师：将稀盐酸和氢氧化钠溶液混合，都没有明显象现。那么，我们猜一下，这两者之间有没有发生反应呢？

生2：我猜没有发生化学反应。

生3：我猜发生了化学反应，但没有明显现象。

师：怎么证明呢？判断化学反应发生可借助反应现象看是否生成了新物质，但本反应没有明显现象，还可以利用什么来判断？

生4：生成物是否减少。

师：我们可利用酸和碱的哪些化学性质设计有明显现象的实验来证明酸或碱的减少呢？

生5：与指示剂作用。如向NaOH溶液中滴入石蕊试液，呈蓝色，再滴入稀盐酸，若溶液不变红则它们不反应，若变红，说明溶液中没有NaOH而有酸，说明NaOH与盐酸反应了。

师：说得非常好。我们学过的指示剂还有酚酞试液，请大家利用桌上的试剂和仪器进行探究：①稀盐酸和NaOH能不能反应;②如果要使酸和碱刚好反应，哪种指示剂更好。操作时要注意两位同学要合作，一位逐滴滴液，一位搅拌。注意观察反应的现象并做好记录。

【设计意图】因为NaOH溶液呈碱性，能使酚酞试液变红色，说明了溶液中存在碱。但当逐滴加入稀盐酸时，溶液变为无色，说明此时溶液已没有碱性了，从而证明NaOH从有到无，与盐酸发生了反应，通过对实验方案的评价，选出最佳实验方案。从宏观角度把无明显现象的实验变得明显，运用科学实验证明盐酸和NaOH发生了化学反应。同时也培养学生的探究意识、探究能力和科学素养。

任务二：探究酸碱中和反应的实质

师：我们知道，盐酸在水中解离出了H+和Cl-，盐酸有酸性，能使石蕊变红色是因为盐酸中含有H+的缘故。NaOH溶液有碱性，能使酚酞试液变红色，是NaOH在水中解离出了OH-的缘故。在滴有酚酞试液的NaOH溶液中逐滴加入稀盐酸，至刚好变为无色时，溶液呈什么性？

生6：中性。

师：为什么反应后溶液呈中性呢？我们从反应前后溶液中粒子的变化来分析。请看向NaOH溶液中滴入稀盐酸的微观动画（如下图）。

师：我们知道，任何化学变化都遵循质量守恒定律。请大家回忆，化学反应的实质是什么？化学反应前后有哪“三不变”？

生7：反应物的原子重新组成了新的物质，反应前后原子的种类、数目、质量不变。

师：是的，其实也包括离子，因为离子就是带电的原子。也就是说，判断化学反应是否发生，宏观上看就是反应物是否减少，而生成物是否增多;从微观上看，就是反应物的粒子是否减少，而生成物的粒子是否增多。

师：“图1”反应物混合前有四种离子;“图2”反应中部分H+和OH-结合生成了H2O分子;“图3”H+和OH-消失了，但H2O分子增加了，也就是说H+和OH-参加了反应，生成了H2O;而混合前后Na+和Cl-既没有增加，也没有减少故没参加反应。所以说，中和反应的实质，是酸中的H+和碱中的OH-反应生成了H2O分子，因为酸呈酸性，碱呈碱性，生成了水为中性。NaCl实质上不是反应生成，而是随机留下的Na+和Cl-，它们之间并没有发生化学反应。