三重表征在化學反應原理教學的應用

魏小勤

【摘要】 “化學反應原理”是高中化學學科的必選模塊，研究中學化學基本理論，內容抽象，邏輯性強，是最能體現學科本質的模塊。且在高考中所占的分值較高，直接影響學生高考成績，與學生的學習能力和實踐能力掛鉤。隨著新課改教學思想的提出，化學三重表征走進了教育工作者的視野。化學三重表征包括三重外部表征和三重內部表征，其是指宏觀知識、微觀知識及符號知識外在的呈現形式和在頭腦中的加工與呈現形式。研究表明，化學三重表征能夠解決很多教學上的問題，讓學生對化學核心概念能夠理解和吸收，化為己用，提高高考成績。因此，研究三重表征在化學反應原理教學中的作用和意義，分析三重表征在化學反應原理教學中的應用策略，有助于加強學生在表征之間的轉換意識和能力，構建學生化學學科系統。

【關鍵詞】 三重表征 化學反應原理 實踐教學

【中圖分類號】 G633.8 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2017）08-079-01

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1.化學三重表征的內涵與意義

化學學科作為高中重點考查科目之意，意在通過研究物質的組成、結構、性質以及變化規律，培養學生的化學實踐能力。化學研究物質宏觀和微觀上的各種變化，并據此細分為三個領域：可觀察現象的宏觀世界；分子、原子和亞原子微粒構成的微觀世界；化學式、方程式和符號等構成的符號與數學世界。化學學科的特性意味著學生在學習時需要通過這三個方面來進行思考和感知，由此形成了對“宏觀表征、微觀表征和符號表征”的認識。三重表征在化學學科中指的是三重外部表征和三重內部表征。通過物理現象外部表征的合理呈現，來分析內部表證的建構過程。常見的外部表征包含文本、圖標等靜態內容，而內部表證指的是宏觀知識與微觀知識、符號知識等在學習者頭腦中的建構內容。宏觀表征主要指的是物質的形態特征，能夠直觀體現出來。而微觀表征指的是組成物質的微觀粒子及粒子性質。符號表征是指化學學科中的方程式、分子式等表示物質組成和性質的符號。

2.三重表征在化學反應原理教學中的應用策略

2.1運用三重表征思想，建立學生微觀世界的觀念

受社交網絡、網絡平臺等影響，當代高中生日常生活中習慣了了娛樂性、碎片化的閱讀方式，而化學學科是系統的知識結構，學生需要具有較高的想象能力和思維能力、辨別能力，才能完成對自身化學知識系統的建構。在化學實驗教學中，學生能夠通過實驗接觸到各種可見的宏觀現象，學生需要據此培養自己的微觀構想能力，才能完成從實際到理論的轉化，培養學科素養。微觀世界是不可見的，但卻是化學實驗現象產生的本質。教師需要在教學中運用三重表征思想，讓學生建立對微觀世界的概念。例如，在化學反應原理教學中，教師可以通過視覺所見，引導學生接受更深層次的信息。化學的視覺語言是通過化學符號和圖標來表示化學物質和過程的性質和行為，例如物質的成分（如H，O，H2O），或其屬性和行為（如+，g，→），并開發新模板以促進概念理解與程序推理（如描述化學反應）。教師可以據此模擬化學現象，或讓學生動手制作模型、繪制圖像，讓學生將自己理解的微觀世界表達、展示出來。

2.2構建概念框架，幫助學生理解化學現象的聯系

多媒體技術在化學課堂教學中的應用，有助于學生培養三重表征思維能力，理解化學現象的內在和外在聯系。在多媒體內容為輔，利用三重表征思維開展化學反應原理教學時，教師可以先讓學生對教材上的理論知識有一定的概念框架，鼓勵學生整合頭腦中的概念框架形成視覺表征，然后通過一定的方式方法，驗證和總結理論知識。在學習過程中，由于學生的知識儲備量有限，教師需要及時跟進學生的學習過程，幫助學生快速理解和解決問題，從“求知”和“可行”兩處入手激發學生學習動機。例如，在學習“氯水性質”這一知識點時，教師可以運用三重表征理論指導元素化合物性質教學。在學生明確了“氯氣可溶于水”這一理論后，教師可以為學生展示“氯氣倒扣于水中，后溶于水，溶液顏色呈黃綠色，伴有刺激性氣味，產生氯水”這一實驗現象。然后引導學生思考，氯水溶于水，是物理溶解反應，還是化學反應？刺激性氣味是怎么產生的？讓學生帶著問題去探究。從水變色可知，溶液中含有氯分子（Cl2），再進一步研究溶液中是否存在微觀反應。教師可引導學生結合過往的知識經驗來設計實驗。如“取10毫升氯水于試管并滴加紫色石蕊試液1至2滴，觀察紫色石試液是否褪色”來驗證溶液的酸堿性。實驗結果為“紫色石試液先變紅后褪色”，則證明氯水中含有氫離子（H+），產生了次氯酸（HClO），顯酸性。

2.3合理運用綜合知識，促進三重表征交互聯動

處理化學知識時，如果我們認為它們是純粹的現象，那么我們可能會傾向于將它們歸為宏觀水平；如果我們認為它們是描述、解釋和預測的模型，就易認為它們在微觀或符號水平，如何連接它們成了化學教育的難點。教師需要讓學生多觀察、多總結，運用綜合知識，來完成三重表征之間的相互轉化。只有學生完成這一學習任務，才能將化學知識內化為自己的實踐技能。體現方式為學生面對物質的宏觀反應，能推導出化學變化的微觀本質，再運用符號語言轉化為文本內容。在教學中，教師要先培養自己的三重表征教學意識，對自己的教學結構和化學知識結構完成升級，再將之運用到課堂教學中，配合正確的教學語言和轉換范例，提高學生對不同表征進行轉化的意識和能力。為此，教師需要深入研究挖掘各知識點的三重表征聯系，將之由淺入深地傳授給學生。

[ 參 考 文 獻 ]

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