高中生“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的培养教学实践研究

李学林

摘 要：高中化学核心素养中，最重要的核心素养内容之一就是宏观辨识与微观探析，这一核心素养的内涵主要是指：学生认识物质多样性的过程中，能够从不同层次为出发点，同时科学对物质进行分类，基于原子、分子、元素水平的基础上，对物质组成及结构等进行认识、了解，促使学生在脑海之中逐渐形成结构决定性质的观念，让学生在学习化学核心知识的过程中，能自主且有意识地立足宏观、微观两方面对物质性质进行挖掘、认识、理解，同时围绕物质和物质变化规律进行深入探索，确保学生宏观及微观相结合的思维逐步形成，为学生后续化学知识的学习、化学综合能力的发展提供思想指引。

关键词：高中生;宏观辨识;微观探析;化学核心素养;培养

高中生宏观辨识与微观探析化学核心素养的培养，主要是说：学生面对一些物质及化学反应的情况下，不仅需要教师引领学生对物质及化学反应表面的宏观现象进行观察，同时还应该立足微观角度来进一步探究各种物质及化学反应的本质所在，使学生能对化学原理进行深刻掌握。然而，从目前学生对化学知识学习情况来看，一些学生化学基础并不牢固，因而影响了学生化学核心素养发展，只有学生具备基础足够坚实，才能促使学生将现象到本质、性质到结构的转化做好。基于此，在高中化学课堂教学过程，为实现学生宏观辨识与微观探析化学核心素养的培养目标，就需要教师注重良好学习氛围的积极营造，为学生大胆猜想及验证等给予鼓励，加之将一些动手实践机会提供给学生，从而促使学生化学核心素养得以有效发展。

一、夯实基础知识、引导宏观向微观的转化

（一）从现象到本质、构建体系

在以往高中化学课程教学过程，通常教师为验证一些理论内容会选择一些实验来进行，但值得注意的是，这些化学反应实验只能将一些宏观现象呈现给学生，很难帮助学生深刻掌握化学反应现象，对此就需要教师注意引导学生透过表象看本质，在进行微观分析的情况下，促使学生对化学反应宏观现象进行深入理解，在此基础上帮助学生的化学知识体系逐渐构建起来[1]。

例如：學习《氧化还原反应》（鲁科版必修1）这部分化学知识的过程中，教师可先将如下实验展示给学生，即Na在Cl2中反应之后询问学生看到的现像是什么？此时学生会回答有大量白烟产生，紧接着教师可明确告知学生，点燃后上述两种物质发生化学反应生成的白烟是NaCl，而这一实验所发生的化学反应就是氧化还原反应，所以反应中有氧化剂、还原剂存在（2Na+Cl2=2NaCl为方程式）。将方程式中各元素化合价标出，并且针对其前后变化进行观察，能发现还原剂是Na，而氧化剂则是Cl2。立足微观角度进行分析，电子得失为化合价变化本质，而最外层只有一个电子的钠原子，失电子现象极易产生，此时对于得到一个电子的氯原子来说，就转化为氯离子。化学反应中参与反应物质的不同，自然会有不同化学反应产生，一旦学生仅仅是以观察表面的方式进行学习，必然会有较大记忆难度，所以教师应引导学生对表面现象的本质进行分析，促使学生立足本质角度对化学反应进行理解，之后以相应规律为依据进行归类学习，如此才能帮助学生的化学知识体系能在脑海之中有效构建出来。

（二）从性质到结构、循序渐进

对于每一种物质来说，其具备的物理和化学等性质都较为独特，同时也存在各不相同的微观结构，此时是否有一定联系存在于性质和结构之间就需要教师和学生进行共同分析、探讨，以循序渐进的方式，分析基本物质结构性质，借此促使学生化学基础逐渐夯实，让学生通过后续长期学习将其中存在的关系挖掘出来，从而为学生后续更深层次的探究提供有利条件。

例如：教学鲁科版高中化学章节《晶体的结构与性质》（选修三）内容时，一个重要教学内容所在就是怎样对晶体和非晶体进行区分。立足概念层面进行分析，就是对几何外形是否具有规则进行区别，此时如果仅以肉眼观察方式为主，很难实现有效观察目的，所以教师就应该选择多媒体工具进行利用，借此对物质微观结构进行观察，而在进行对比的情况下，能将三维空间中粒子的周期性有序排列直观呈现给学生，粒子的此种规则结构，对晶体自范性及固定熔点等特征起到了决定性作用[2]。在状态不同的情况下，晶体也会呈现出不同的熔沸点，不同状态的物质中，具有较短距离的是固态分子，主要原因在于分子之间具有较大的吸引力，此时要想对这种结构进行破坏，必然需要较大的外力，具有最高的熔沸点;熔沸点居中的为液体;熔沸点最低的为气体。对性质具有决定性作用的一个因素就是结构，而能够体现结构的则为性质，在教师引导学生对物质结构和性质关系进行剖析的情况下，就能够将一定规律挖掘出来，此时能为学生后续面对相似结构时规律的推理提供帮助。

二、鼓励猜想验证、形成态度促进思维发展

（一）发现生活问题、提出猜想

在学生学习初中化学基本知识的情况下，已经能在一定程度上了解物质性质，所以高中阶段学生浓厚的兴趣往往会来自身边更多现象，对此，教师可引导学生对身边存在的实际生活问题进行挖掘，之后以自身已有知识为依据，将一些合理化的微观猜想提出，为学生后续良好学习态度的逐步形成奠定基础。

例如：针对《盐类的水解》（鲁科版选修四）这部分知识进行学习的过程，教师可询问学生：能否对各种盐类水解后获得的溶液酸碱性进行猜测？通过观察可以发现一开始大多数学生的猜测都较为随意，同时也并没有相应依据，更甚至一些学生的猜测是以盐类名称为主，此时自然难以得出正确结论[3]。对此，教师可要求学生提出猜测的同时，阐述相应解释，此时有学生的猜测内容如下：水解碳酸钠后会得到碱性溶液，主要原因在于：我们日常生活中父母清洗油污时，通常会用热的碳酸氢钠溶液，此时就能够清洗干净油污，而在之前我们学习过碱性溶液能溶解油脂的知识，所以我猜测是碱性溶液。这一学生的猜想和解释，已经具备现实依据，此时教师可告知其他同学也应该借鉴这名学生的猜测和解说。利用实际生活问题能提高学生参与性和兴趣，而在教师引导学生猜测并阐述一些反应原理的同时，能为学生知识利用、知识储备等奠定基础。

（二）自主探究实验、推测验证

在学生将自身猜测提出的情况下，通过实验验证才能使问题得以有效解决。学生以已有知识为依据提出的猜测，需要教师引导学生自主进行探究实验，借此来验证猜测正确与否，而这一过程使用的化学试剂可能会有很多，所以需要教师将自身监督作用充分发挥，为学生安全提供保障，指引学生通过自主探究实验科学有效地验证猜测。

例如：《原电池》（鲁科版选修四）课程教学过程，在已知原电池构成三要素的情况下，一些学生会提出：水果中作为电解质的就是果酸这一理论，锌片在一些易获取的金属物质中具有较强活性，所以电子极易失去，此时可将其视为电源负极来看待，而对于铜片来说，因其不具备较强的活性，所以可将其视为电池正极来看待，此时水果电池实验是否就可以实现。针对学生提出的上述内容，教师可将一些实验用具准备好，为整体学生分组开展实验提供有利条件，通过观察发现，一些学生会先切开柠檬，之后将铜片及锌片插入其中，在此基础上将导线和LED灯链接，在学生进行多次试验的情况下，灯发光现象就会出现，所以能够验证水果中的电解质为果酸，水果电池可行。通过猜测和验证，能使学生正确认知宏观和微观之间的关系，通过直观能看到的是宏观现象，而需要借助实验来验证的则为微观结构变化及反应原理，长此以往，必然利于学生化学素养的形成。

三、提供实践机会、强化宏观辨识与微观探析能力

（一）教学留白、发现并解决疑问

学生发现问题、解决问题的过程中，教师应注意教学留白，避免对学生思维起到干涉、干扰等影响，尽可能让学生进行自主探究，如此才能对学生善于发现问题、尝试解决问题的能力进行有效培养[4]。教师应以实际情况为依据，针对有效实践机会进行积极创设，进而借助真实情景引导学生對问题进行挖掘，在观察事物表征的情况下，对事物本质进行深入挖掘，使学生将问题自主解决。

例如：《共价键》是鲁科版高中化学选修三中的知识，教学过程教师可询问学生，在氢离子和其他元素一起时，为什么会有负价显示出来？为什么氢气分子电性不显示？此时学生会有如下猜测：氢离子和其他离子结合时，电子就会发生转移;氢原子结合成分子时电子为转移，所以氢气分子电性不显示。但是，如果氢离子外没有电子呢？此时以HCl为例，氢离子和氯离子要想实现结构稳定的目的，都需要以一个电子为支撑，所以这两个离子是以一个电子的共用为主，因而有共用电子对之称。针对问题进行解决过程，如果教师引导学生分析问题时，能从宏观及微观为出发点，立足微观模型对宏观现象进行解释，并且借助表象对反应过程进行观察，加之基于物质本质变化对其根本原因进行探寻，能使学生化学能力大幅度提升，同时也利于学生形成牢固的知识储备结构。

（二）给予帮扶、实现并体验成功

对于高中生来说，其化学基础已经形成，但是，此时如果教师让学生选择一些复杂化学实验独立完成，难度仍然会很大，所以就需要教师帮扶、指引学生，促使学生感受成功喜悦的同时，透彻理解、深刻掌握物质变化及反应过程，使学生后续化学知识学习的兴趣及信心能够始终保持。

例如：学习鲁科版必修二《化学反应速率及限度》这部分知识的过程中，有哪些因素会给化学反应速率造成影响？针对这一问题，教师可先选择一些视频内容进行播放，即在温度和压强相同的情况下，盐酸和醋酸（浓度相同）与金属镁反应过程，会有不同的反应速率呈现出来，而通过气泡产生速率，一些学生会发现影响反应速率的内因所在是反应物自身性质[5]。之后对外因进行分析，一些学生认为反应速率会受温度而产生影响，同时在证明时，会选择不同温度下分解氧化氢的实验来证明。对此，教师可将相关实验用具准备好，之后邀请学生到台前进行实验对自己的猜测进行验证，而对于其他学生猜测的观点来说，教师同样需要为学生观点的验证提供实验机会。在实验不方便开展的情况下，可选择Flash进行利用，让学生操作三维立体实验，使学生深刻记忆知识。

结束语

高中生学习化学知识的过程中，必备能力就是宏观辨识与微观探析，其作为化学学科的一项核心素养培养内容，需要教师予以重点关注，教学过程引导学生立足宏观和微观两个角度对物质、物质变化进行分析，借此推动学生学好化学知识。

参考文献

[1]马彬皓、马荣华.“宏观辨识和微观探析”核心素养在高中化学教学中的培养[J].山东化工，2020，49（03）：159-160.

[2]关劲梅.在宏观辨识与微观探析中培养化学核心素养[J].广西教育，2019，7（34）：75-76.

[3]李强、王瑞欣、杨松林.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——基于2018年河南省高中化学优质课的分析与评价[J].化学教与学，2019，000（09）：25-27+12.

[4]赵景方、杜斌、韩波、闫春更、周青.高中生化学学科核心素养的测评研究——以“宏观辨识与微观探析”为例[J].化学教学，2019，45（05）：17-21+38.

[5]房海旭.指导宏观辨识和微观探析，培养化学核心素养[J].当代家庭教育，2019，69（12）：111-113.