基于“宏观辨识与微观探析”导向下的初中生基本化学观的培养路径——以“宏微—模型—符号”习题为例

曾冬辉

(福建省柘荣县第三中学 355300)

在《普通高中化学课程标准(2017版)》的引导下，中学化学教学从“三维目标”转向“核心素养”.如今化学更多的是要从微观角度来研究或诠释物质性质、组成、结构与变化规律.九年级化学教学,在传递学科知识的同时也要落实“核心素养”.化学核心素养之一的“宏观辨识与微观探析”，初中课程中更多以“宏观-微观—模型—符号”(下称“宏微—模型—符号”)的形式呈现.为此，笔者试图通过这类习题的教学，培养初中生一些基本化学观，为进一步学习化学奠定基础.

一、利用“宏微—模型—符号”习题，培养物质分类观

《义务教育化学课程标准》(下称《课标》)要求助力学生通过“宏微—模型—符号”的思维方式，逐步引领他们进入微观世界，学会从微观角度来辨析一些宏观变化的本质.图1所示就是要求学生从微粒模型和符号表征来理解分子的构成，从而培养物质分类观.

图1

1.利用“宏微—模型—符号”习题培养无机物观

纯净物和混合物都可以是由同种或不同元素组成，学生对此感觉没有“抓手”，无法理解.如果利用“宏微—模型—符号”习题，就可以帮助学生从微观上理解混合物和纯净物，以及单质与化合物，从而培养物质分类观.

例1图2中○和· 分别表示两种不同元素的原子，则其中表示混合物的是____，表示纯净物的是____，表示单质的是____，表示化合物的是____.

图2

分子中原子种类或个数不同，则分子种类不同.如A是由同种分子聚积成的化合物.C、D分别是由一种原子和同种分子聚积成的单质.B、E分别是不同种分子聚积成和由同种元素组成的混合物.用微粒模型图来助力学生从微观上去理解宏观物质的组成，有利于培养对纯净物(单质和化合物)和混合物的判别能力.

2.利用“宏微—模型—符号”习题培养用化学符号表征物质分类观

分子间存在引力与斥力，间隙约为3.33×10-9～1.0×10-10m.分子中原子之间存在化学键，其间隙远比分子间隙小，所以用模型来表示微观分子中原子间隙时被忽略不计.

例2图3所示的微观粒子示意图中(不同的小球代表不同的元素原子)，能表示3O2的是( )，能表示3CO的是( ).

图3

3.利用“宏微—模型—符号”习题培养有机物观

除少数碳的氧化物和碳酸盐外，其它含碳的化合物及其衍生物是有机物.学生对C60等石墨烯的类别判断上容易造成混淆，因为其结构上与有机物相似.

例3图4中物质不属于有机物的是( ).

图4

通过学生观察、类比等方法，用微观视角理解微观世界，通过模型用符号表征出宏观物质，如富勒烯(C540)是单质，助力了学生对单质、无机物和有机物区分，有利于培养他们形成无机和有机物观.

二、利用“宏微—模型—符号”习题，培养变化守恒观

《课标》要求重视通过亲身感受物质及其变化现象，助力探究“守恒定律”，建立变化守恒观.从宏观上看有新物质生成的变化是化学变化，物理变化只是形态的变化，没有新物质生成.利用“宏微—模型—符号”的思维来解释这些概念，能培养学生形成化学变化中“守恒观”.

1.利用“宏微—模型—符号”习题培养物质变化观

化学变化是分子分成原子，原子重组成新的分子，即有新分子生成的变化，物理变化是微粒间隔的变化，没有新分子生成.

例4某密闭容器中物质变化过程微观示意如图5所示(已知：●和○代表不同原子).请回答：表示化学变化的是( )，表示物理变化的是( )(填“变化Ⅰ”或“变化Ⅱ”).

图5

图中“变化Ⅰ”是两不同种分子，在一定条件生成了一种新的化合物分子，是化学变化.“变化Ⅱ”是通过降温，分子间隔发生了改变，是物理变化.利用模型图来表征同种微粒间隙变化和不同微粒生成，助力了学生理解物质变化的本质，有利于培养物质变化观.

2.利用“宏微—模型—符号”习题培养质量守恒观

物质是由元素组成的，元素在反应前后是守恒的，所以物质总质量在化学变化前后是守恒的，常用“三不变二变”来理解质量守恒定律.如图6用模型和符号就可助力学生理解原子、元素在化学反应中“守恒”，有利于培养质量守恒观.

图6

例5根据要求填空：(1)图7是合成氨过程的微粒模型图，用字母表示反应的过程____.

图7

(2)观察图8是某一反应的微观图示，并用化学用语填空.

图8

1个二氧化硫分子____、2个硫化氢分子____和2个水分子____.

(3)某化学反应的微观模拟示意图如图9所示，请回答：

图9

请写出该反应的化学方程式为____.

(1)和(2)是利用微粒模拟图来助力学生理解化学变化中各种粒子的变化和重组过程，并用化学符号来表征出来，学生容易从微观角度诠释质量守恒定律.又如(3)通过微粒模拟图观察是否恰好反应，更具有现实意义.应用“微粒与模型”助力学生捕捉有效的信息，判别反应过程中各物质的组成，并用符号表征出反应的化学方程式，有利于培养质量守恒观.

三、利用“宏微—模型—符号”习题，培养催化观

催化剂是改变反应速率，而化学性质和质量在反应前后是守恒的.催化剂常被学生误认为只是反应条件，不参与反应.从微观模型上对催化剂在化学反应中机理进行表征，对培养催化观能起到事半功倍之效.

图10

(2)通过查资料得知2KClO3与MnO2混合加热时发生如下反应，请按要求填空.

(2)____(用化学方程式表示).

学生由此获得的信息：一是反应物的分子被吸附到催化剂微粒表面后，进行分裂、重组，离开催化剂微粒表面的过程.二是用化学符号来表示在化学反应中催化剂先参与反应，经过多步反应又生成催化剂，且反应前后催化剂分子个数不变，从而体现催化剂的特点.