“宏觀辨識(shí)和微觀探析”核心素養(yǎng)在高中化學(xué)教學(xué)中的培養(yǎng)

馬彬皓,馬榮華

(齊齊哈爾大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院,黑龍江 齊齊哈爾 161006)

宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任、變化觀念與平衡思想、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)五大部分構(gòu)成了高中化學(xué)核心素養(yǎng)的全部。其中培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析的核心素養(yǎng)是最重要的一部分，本文就如何在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生這一核心素養(yǎng)做出探討。

1從宏觀上樹立高中生化學(xué)教學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)意識(shí)

教學(xué)是教師指導(dǎo)下師生的一項(xiàng)聯(lián)合活動(dòng)，是教學(xué)領(lǐng)域中的一項(xiàng)活動(dòng)。 在學(xué)習(xí)過程中，每個(gè)師生都有自己的活動(dòng)，老師的主要活動(dòng)是傳授，學(xué)生的主要活動(dòng)是學(xué)習(xí)，兩者不能相互取代。但是教和學(xué)又是和互依存的，只有教或者只有學(xué)的片面活動(dòng)不是 我們所說的嚴(yán)格意義上的教學(xué)活動(dòng)[1]。在高中，化學(xué)知識(shí)的特性有許多，首先具有更深的知識(shí)，其次，該表示更易于應(yīng)用，再次，在其他學(xué)科中，如限制數(shù)學(xué)思維，使用平均值，物理學(xué)，電氣工程， 機(jī)械師甚至有人稱它為“化學(xué)是理科中的文科”。

化學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科，學(xué)好化學(xué)這門課程對(duì)于人的一生發(fā)展都有極大的好處。以高考為目的的學(xué)生認(rèn)為,考大學(xué)才要學(xué)好化學(xué),不打算讀大學(xué)化學(xué)就可學(xué)可不學(xué)；以工作為目的的學(xué)生認(rèn)為，從事化學(xué)相關(guān)工作者需要好好學(xué)化學(xué)，反之只要化學(xué)考試及格就可以了；持完成任務(wù)為目的的學(xué)生認(rèn)為,學(xué)好化學(xué)只為完成老師和家長們的要求,并非出自本心想要掌握這門課程知識(shí)。以上情況促使了他們對(duì)學(xué)習(xí)化學(xué)的目的認(rèn)識(shí)不足，致使化學(xué)學(xué)習(xí)缺乏正確的學(xué)習(xí)觀，難以樹立正確的成就感。

對(duì)于上述現(xiàn)象，教師在教學(xué)過程中可適當(dāng)與學(xué)生們探討該話題,促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)和了解,而不是一味地要求他們?yōu)閷W(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)，為應(yīng)試而學(xué)習(xí)。讓學(xué)生充分領(lǐng)悟?qū)W習(xí)化學(xué)的重要意義。從學(xué)生宏觀的思想上開始轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)化學(xué)的態(tài)度。

2 以學(xué)科大概念為核心，整體把握化學(xué)知識(shí)脈絡(luò)

在以前的課程中，大多數(shù)老師只是專注于知識(shí)的特定內(nèi)容和他們的觀察，而忽略化學(xué)知識(shí)與自身，化學(xué)與生活，甚至化學(xué)和其他學(xué)科之間的聯(lián)系，而強(qiáng)調(diào)學(xué)科的完整性和興趣，從而逐漸剝奪了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及對(duì)化學(xué)研究的興趣。與往年不同，在教育標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)中，提出了一種基于跨學(xué)科概念的教育概念，其中特別強(qiáng)調(diào)了化學(xué)知識(shí)與常識(shí)形成之間的聯(lián)系。換句話說，跨學(xué)科概念反映了主題的性質(zhì)、其特殊性和關(guān)鍵性的知識(shí)。哈蘭(Harlan)在他的著作中提出了這樣一個(gè)觀念：“一個(gè)廣泛的概念可以解釋各種各樣的相關(guān)現(xiàn)象。無論學(xué)生將來是否會(huì)繼續(xù)學(xué)習(xí)科學(xué)并直接從事科學(xué)和技術(shù)工作，這些廣泛的概念對(duì)于理解概念的本質(zhì)以及根據(jù)科學(xué)知識(shí)參與做出影響他們的生活質(zhì)量和他人生活的決策都是必要的”[2]。因此，更廣泛的概念的教學(xué)對(duì)于維護(hù)學(xué)科的完整性，結(jié)構(gòu)化課程內(nèi)容以及更廣泛的概念性教學(xué)做出了重大貢獻(xiàn)。大概念教學(xué)理念與化學(xué)核心素養(yǎng)是相輔相成的，在相互豐富知識(shí)以及化學(xué)與生命的知識(shí)之間是高度重視的。

“宏觀辨識(shí)與微觀探析”在這一方面，要特別注意化學(xué)知識(shí)中宏觀和微觀角度之間的關(guān)系，微觀結(jié)構(gòu)中物質(zhì)變化的特性，應(yīng)用和模式的研究。例如，燃燒的木炭，動(dòng)植物的呼吸，電池充電和其他化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)宏觀辨識(shí)，這些反應(yīng)伴隨著能量的轉(zhuǎn)換，以檢查由于斷裂和“化學(xué)鍵”的形成而產(chǎn)生的微觀本質(zhì)，在這種化學(xué)鍵中并未分離出化學(xué)鍵的概念，并在系統(tǒng)中添加了幾個(gè)子位置概念，可以將化學(xué)鍵作為頂層概念劃分為離子鍵和共價(jià)鍵，以及極性和非極性共價(jià)鍵。同時(shí)，在研究概念的這一部分時(shí)，我們還處理了分子間力，氫鍵，范德華力等概念，而分子間力在這三個(gè)概念中分別作為上，下使用。教科書中的化學(xué)鍵在第一章的第3節(jié)中。從概念的觀點(diǎn)來看，化學(xué)鍵成分的含量不僅限于分子內(nèi)力的上下位置的概念，還包括分子間力的上下位置的概念。

3 以單元主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化

化學(xué)教育的目的是使生活變得更好，生活不能與化學(xué)分離，化學(xué)也離不開生活，但有些考試通常不在生活條件范圍內(nèi)，一種對(duì)知識(shí)點(diǎn)的測(cè)驗(yàn)，而且在學(xué)習(xí)過程中，一些老師他們只專注于知識(shí)的轉(zhuǎn)移，而忽略了環(huán)境的內(nèi)容，因此學(xué)生認(rèn)為生活遠(yuǎn)離化學(xué)，難以引起興趣，失去了學(xué)習(xí)化學(xué)的意圖。因此，化學(xué)與生活之間的聯(lián)系，不僅是知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用之間的聯(lián)系，而且還消除了化學(xué)從某種角度帶給學(xué)生的距離感，從某種角度出發(fā)，發(fā)展了學(xué)生的興趣和尋找宏觀現(xiàn)象的能力，以尋求化學(xué)實(shí)體。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)，主要關(guān)注的不僅是學(xué)科的情境內(nèi)容，還在于知識(shí)在培訓(xùn)的各個(gè)階段的作用，促進(jìn)知識(shí)的連接和整合以及基于宏觀現(xiàn)象的有效的微觀探析和化學(xué)知識(shí)的符號(hào)研究，有效發(fā)展“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的基本技能。

根據(jù)單元的主題，開發(fā)了培訓(xùn)課程的內(nèi)容模型。俞劍鋒老師在他的“離子反應(yīng)”模塊的一般學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)上的有效結(jié)合，使筆者獲得了巨大的收益，在教學(xué)思想設(shè)計(jì)中，俞劍鋒以“探索水的自然電導(dǎo)率，廢水處理，水質(zhì)控制”為線索。研究特定知識(shí)學(xué)科中與電分離，電解質(zhì)，離子反應(yīng)和離子測(cè)試有關(guān)的概念，不僅將化學(xué)知識(shí)整合到一個(gè)模塊中，而且會(huì)根據(jù)需要由許多元素進(jìn)行處理，這增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且通過電導(dǎo)率宏觀數(shù)值的研究[3]，可以很好地理解整體內(nèi)容的培訓(xùn)和應(yīng)用，對(duì)于基礎(chǔ)培訓(xùn)和深化的“宏觀對(duì)話與微觀分析”非常重要。(1)設(shè)置課程，梳理知識(shí)脈絡(luò)。 在制定課程表時(shí)，不應(yīng)該只專注于學(xué)習(xí)期間的學(xué)習(xí)，通常應(yīng)該計(jì)劃培訓(xùn)課程以掌握模塊的版本，并注意知識(shí)之間的聯(lián)系，例如宏觀化學(xué)反應(yīng)能，速度，平衡和分子的微觀活化之間的聯(lián)系。(2)選擇一個(gè)結(jié)合特定情況的入口點(diǎn)。高質(zhì)量的課程應(yīng)該具有貼近生活和清晰邏輯線索的情況。 從能源利用的角度出發(fā)，可以將化學(xué)反應(yīng)，能量和化學(xué)反應(yīng)的速率和極限作為出發(fā)點(diǎn)，并找到清晰的邏輯線索。 因此，可以結(jié)合“設(shè)計(jì)使能量利用最大化的計(jì)劃”的情況進(jìn)行課堂教學(xué)。(3)做好單元總結(jié)。 在該模塊的框架內(nèi)學(xué)習(xí)后，有效的內(nèi)容使學(xué)生能夠理解和審查宏觀和微觀交流。

4 注重化學(xué)實(shí)驗(yàn)，啟迪科學(xué)思維

化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)化學(xué)教學(xué)非常重要，一方面，學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一定程度的參與，消除了陌生的感覺，以及距離，有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。著名的奧蘇貝爾老師將學(xué)習(xí)分為有意義的學(xué)習(xí)和無意義的學(xué)習(xí)，他認(rèn)為有意義的學(xué)習(xí)是必要的準(zhǔn)備，化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生對(duì)有意義的學(xué)習(xí)的渴望，從而有助于技能的有效發(fā)展。另一方面，物質(zhì)的性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象等宏觀癥狀可以在某種程度上反映該物質(zhì)的微結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)，這是將宏觀和微觀結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)的重要手段，而且學(xué)生培訓(xùn)中的“宏觀辨識(shí)與微觀探析”無法替代。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)包括定性實(shí)驗(yàn)和定量實(shí)驗(yàn)，是一門非常嚴(yán)格的科學(xué)，規(guī)范了所有操作和工具的使用，因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，教師通常會(huì)明確定義實(shí)驗(yàn)的要求和步驟，以幫助學(xué)生成功地開展工作，此外，實(shí)驗(yàn)還需要一個(gè)過程撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，一些老師專注于解決問題。 “循序漸進(jìn)”時(shí)，常常以“實(shí)驗(yàn)測(cè)試”為主，忽略了編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的實(shí)驗(yàn)過程，而為學(xué)生編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告總結(jié)了宏觀現(xiàn)象[4]。

總的來說，宏觀對(duì)話和微觀對(duì)話強(qiáng)調(diào)借助宏觀指標(biāo)研究微觀癥狀的過程以及象征性癥狀的過程，強(qiáng)調(diào)化學(xué)思維宏觀-微觀整合的發(fā)展，即現(xiàn)象本質(zhì)的研究，從談?wù)摤F(xiàn)象的本質(zhì)出發(fā)。 從以上四個(gè)方面來看，動(dòng)脈化學(xué)知識(shí)的普遍發(fā)展，宏觀和微觀合成的發(fā)展將發(fā)揮兩倍的作用。