沈钰兴
摘 要:宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养的重要组成部分。化学课堂中所研究的物质的组成和结构是微观本质,性质和转化规律是宏观表现。在化学课堂中培养学生的宏观辨识与微观探析素养,对其未来在化学领域的发展具有深远的意义。文章从宏观辨识与微观探析素养的含义入手,分析宏观辨识与微观探析视角在初中化学中的应用现状,探索基于宏觀辨识与微观探析视角的初中化学教学策略,以期为宏观辨识与微观探析素养在初中化学课堂中落地提供参考。
关键词:初中化学;宏观辨识与微观探析;核心素养;教学策略
中图分类号:G633.98 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2022)04-0092-03
化学是一门从分子、原子或离子等层次上来研究物质的组成、结构、性质、相互变化以及变化过程中能量关系的自然学科,其研究内容既涉及宏观层面的用途、性质等,也包括微观层面的微粒结构、元素组成等,并且宏观层面和微观层面的内容是紧密联系、不可分割的。要想让学生能够充分认识、理解、内化和应用化学知识,具备“见著知微、见微知著”的能力,化学教师在课堂教学中必须及时更新教学理念,不断创新教学模式,注重对学生宏观辨识与微观探析素养的培养,有效提升学生的化学核心素养。
一、宏观辨识与微观探析素养的含义
宏观辨识与微观探析是化学学科特有的,认识化学知识本质、串联化学知识体系的思维方式,将其贯穿于初中化学教学的全过程,有助于学生构建科学的化学学科知识体系,提高化学知识的应用能力,提升化学核心素养。
1.宏观辨识
宏观辨识是指能辨识生活或生产中一些物质的元素组成,以及所属类别(如氧气、二氧化碳、水的组成中均含有氢元素,根据构成元素的种类不同可将其分为单质和化合物),辨识这些物质的颜色、状态等物理性质,辨识物质的一些化学性质,以及在发生变化时的现象,了解物质在生活、生产中的一些应用,能利用化学原理解释化学变化和自然界中涉及化学过程的一些现象等。宏观辨识是认知的视角,也是认知的过程,是化学研究的重要内容和成果。
2.微观探析
微观探析是指在知道物质元素组成的基础上,进一步研究物质构成微粒的种类、微粒的特点(如微粒本身体积小、微粒间有距离、微粒在不断运动等)、微粒间的相互作用的特点(如化学键、氢键、分子间作用力等)、构成物质的微粒在不同环境下的运动特点(如在水溶液中常见的酸、碱、盐的电离)、外界因素对微粒运动的影响、物质结构与性质之间的关系等。
3.宏观辨识与微观探析
宏观辨识与微观探析并不是将两者简单地相加,也不是孤立地从两个角度来认识、分析和解决化学问题,而是将两者的内涵延伸,互相交融之后才能真正形成宏观辨识与微观探析的内涵。宏观辨识与微观探析要求学生做到用客观理性的微观探析来解释宏观现象,用宏观辨识得出的现象来推断物质的微观结构,且得到验证。具体来说,主要包括以下三方面。(1)从宏观层面能够认识物质的宏观现象,且了解物质的微观构造,并能使用化学符号将物质的现象、构造、特征表达出来。(2)通过分析物质微观的空间构造来推断物质可能具有的宏观性质。(3)从元素、分子、离子、电子等角度切入,了解物质的结构、性质、变化及应用,简单掌握物质归类的依据,且可以使用宏观与微观结合的思维方法来探析、解决某些问题。
二、宏观辨识与微观探析视角在初中化学中的应用现状
现阶段,在初中化学教学中,大多数教师都认识到将宏观辨识与微观探析思维应用于化学学科教学的必要性,但在实际教学中还存在一些不足,有待改进。
1.部分教师对宏观辨识与微观探析的认识不全面
在实际教学中,部分教师片面地认为了解水、溶液、酸碱液、金属等物质的宏观现象就是宏观辨识,根据原子、分子、离子等微粒的构造差异来对物质进行分类就是微观探析,两者结合就是宏观辨识与微观探析。教师对宏观辨识与微观探析的这种片面认识会直接影响学生对相关知识和概念的理解与吸收,不利于学生化学核心素养的培养。
2.学生缺少深入学习和理解相关知识的机会
一方面,初中化学知识体系庞大、内容繁杂,教学课时却相对较少,导致教师没有足够的时间采用多样化的方式进行教学,学生对很多微观概念难以做到真正理解。另一方面,受“应试教育”的影响,部分教师为了让学生考出理想成绩,常常以缩减实验课时的方式来换取更多的理论课教学时间,导致学生无法从实验中了解各种宏观现象、理解微观概念,学生难以将物质的宏观现象与微观构造有效联系起来。
3.教学内容和学科体系存在割裂现象
一方面,大多数化学教师都是以教材上的章节为基础进行教学内容设计,往往先讲解物质的宏观现象,当所有物质的宏观现象都学完,才从微观层面分析各物质的微观结构,这就导致学生所学知识内容和学科体系存在割裂现象。另一方面,部分教师在实际教学中采用的教学方法多为例子讲解、概念辨析、讲练结合等,较少以物质的宏观现象和微观结构为基础进行教学内容设计,较少将物质的宏观现象与微观结构进行同步教学,致使学生的学科知识体系前后衔接不上,既做不到从微观角度来解释物质的宏观现象,也不会从宏观角度来推断物质的微观结构,无法灵活地运用已学化学知识解决生活中的相关问题。
4.对宏观辨识与微观探析素养的评价标准不完善
在初中化学教学中,部分教师对学生宏观辨识与微观探析素养的评价缺乏科学的、合理的评价标准,对学生宏观辨识与微观探析能力的成长情况没有形成有效的反馈,导致教学内容缺乏针对性和实效性,教学效果不理想。
三、基于宏观辨识与微观探析视角的初中化学教学策略
学生只有以宏观和微观相结合的视角来分析物质,才能准确地把握物质的性质、元素组成、结构变化、化学反应等学科核心内容,形成多角度认识事物的理性思维方式,为日后深入学习化学打下良好的基础。下面,笔者从四方面探讨基于宏观辨识与微观探析视角的初中化学教学策略。
1.单元整体设计,规划素养培养
学生宏观辨识与微观探析素养并非一朝一夕就能培养出来的,化学教师不能急于一时,要制订出合理的培养计划,将其贯穿于化学教学的全过程,落实到每一节课中,以此保障学生的宏观辨识与微观探析素养有序地、连续地发展。在实际教学中,教师一方面要对化学教材内容进行整合,以整体单元为基础来制订教学计划,另一方面还要根据单元内化学知识的相关性、逻辑顺序和学生的认知特点有效整合、重配教学内容,并确保各教学阶段能够有效衔接,重组成健全完整的教学体系。例如,在教学“化学变化特征”一单元时,首先,教师可以引导学生从宏观层面上来判断在化学反应中生成哪些新物质,并引出新物质的生成是由于物质内部的分子结构、数量发生变化这一知识点。其次,教师带领学生学习微观知识,让学生从微观层面来理解化学变化的实质。最后,教师通过宏观辨识与微观探析交替教学的方式来培养学生的宏观辨识与微观探析素养。
2.创设生活情境,促进素养提升
“实践出真知。”只有将学生置身于真实的生活情境中,其才能够通过切身感受、实践模拟等方式对化学知识形成具体认知。在化学教学中,教师通过为学生创设生活化情境,不仅可以活跃课堂氛围,激发学生的求知欲,还能使学生了解化学无处不在的特点,促使学生发现化学的趣味性、实用性,以此让学生认识到从宏观和微观层面学习化学的重要意义。因此,在实际教学中,教师要广泛挖掘生活中的化学知识,为学生有效创设生活化的教学情境。例如,在教学“微粒”的相关知识时,教师可以先围绕化学发展史中微粒结构被发现的过程创设真实的教学情境,再引导学生通过模拟、还原等方式体验科学家研究微粒时的思路、用到的方法、作出的改进等。这样一来既能让学生领会到科学家刻苦钻研的伟大精神,又可以让学生坚信分子、原子、离子、电子等微粒是真实存在的,并且意识到微观与宏观是密切相关的,以此促进学生宏观辨识与微观探析素养的提升。
3.组织学习活动,保障素养落实
学习活动对学生宏观辨识与微观探析素养的发展,有着很好的促进作用。因此,在化学教学中,教师要多设计一些趣味性强、针对性强的验证性实验和探究性实验,让学生有更多观察物质化学性质、化学反应的机会,以此保障学生的宏观辨识与微观探析素养的发展。例如,在教学“酸碱中和反应”相关知识时,教师可以先将两种无色透明的液体HCI溶液与NaOH溶液混合,让学生观察,当学生仔细观察并确认没有任何变化后,教師再带领学生一起验证学生的结论。这时,教师可以让学生先向NaOH溶液中滴入酚酞,并引导学生回忆以前学过的酚酞遇到碱变红色的相关知识,当学生发现NaOH溶液颜色变红以后,教师再让学生向溶液中滴入HCI溶液,直至红色变成无色。学生通过对宏观现象的观察,可以坚信两者之间发生了反应,进而对两种物质发生反应时的微观本质变化产生浓厚兴趣,以此促进宏观辨识与微观探析素养的提升。
4.多视角评价,落实素养目标
教学评价是整个教学活动中非常重要的一环,其既能反映出学生的学习情况,也能推动教师教学活动的顺利开展。因此,在实际教学中,教师要组织学生对教学内容、教学情境、教学活动进行全面细致的评价。首先,教师可以通过引导学生梳理归纳物质的宏观现象与化学性质来评价学生的宏观观察能力、辨识能力,以此了解学生在宏观辨识等方面存在的问题。其次,教师带领学生从微观层面去了解物质的内在结构,引导学生用微观知识来解释宏观现象,以此评价学生的微观探析能力,并设法找出学生在宏观和微观结合运用方面存在的问题。最后,教师引导学生运用知识迁移、类比等方法从局部到整体、从特殊到普遍,归纳出研究物质的一般性规律,以此评价学生运用宏观辨识与微观探析相结合的方法认识物质、归纳化学反应规律的应用能力,从而帮助学生查缺补漏,保障其化学核心素养的发展。
四、结语
综上所述,宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养的重要组成部分,其不仅能够帮助学生高效学习化学知识,也是学生适应现代社会发展必须具备的素养之一。因此,在化学教学中,教师必须进行单元整体设计,规划素养发展;创设生活情境,促进素养提升;组织学习活动,保障素养落实;多视角评价,落实素养目标。教师要探索宏观辨识与微观探析的培育策略,以促进学生化学学科核心素养的有效提升。
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Research on Chemistry Teaching in Junior
Middle School from the Perspective of Macro
Identification and Micro Analysis
Shen Yuxing
(Nanshan Middle School, Changting County, Fujian Province, Changting 366300, China)
Abstract: Macro identification and micro analysis are important components of the core competence of chemistry. The composition and structure of substances studied in chemistry classroom are micro essence, and the properties and transformation laws are macro manifestations. Cultivating students' macro identification and micro analysis competence in chemistry classroom is of far-reaching significance to their future development in the field of chemistry. Starting with the meaning of macro identification and micro analysis competence, this paper analyzes the application status of macro identification and micro analysis perspective in junior middle school chemistry, and explores the junior middle school chemistry teaching strategy based on macro identification and micro analysis perspective, in order to provide reference for the implementation of macro identification and micro analysis competence in junior middle school chemistry classroom.
Key words: junior middle school chemistry; macro identification and micro analysis; core competence; teaching strategy