“宏微符三結合”視角下的高中化學課堂教學

仲淑嫻

摘要：設計實驗使學生通過宏觀現象，展開微觀分析、再進行符號表征，完成離子反應概念構建和本質研究，培養學生從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決問題的能力，逐步形成化學學科的思想和方法。

關鍵詞：宏觀觀察;微觀分析;符號表征

文章編號：1008-0546（2020）08-0034-03

中圖分類號：C632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.2020.08.010

化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質、轉化及其應用的一門基礎學科，化學學科的學習需要注重宏觀與微觀的聯系，能從宏觀和微觀相結合的視角分析和解決實際問題，并運用恰當的化學符號進行表征。“離子反應”這一內容的教學完美演繹了化學學習中宏觀觀察一微觀分析一符號表征的過程，也充分體現了“宏觀辨識與微觀探析”化學核心素養的要求。

一、設計思路

“離子反應”是高中化學的核心概念之一，旨在培養學生透過水溶液中微粒間的變化及產生的現象認識水溶液中化學反應的本質，并構建分析此類反應的思維方法，進一步強化從宏觀現象到微觀分析的認識過程。教學設計的關鍵就在如何設計實驗，通過具體的反應現象指導學生進行微觀分析，完成知識的自主構建，教學流程如圖1所示[1]。

二、教學過程

環節一：回顧舊知，引導分類

【投影】HCl、CH3COOH、NaOH、NH3-H20、NaCl五種物質，引導學生自覺分類：酸、堿、鹽一強酸、弱酸、強堿、弱堿一電解質。

設計意圖：通過學生已有的物質分類知識，引導學生分類，既為后面的繼續分類作鋪墊，也讓學生養成遇到物質自覺分類的習慣。

環節二：實驗驗證，繼續分類

【觀察與思考1】實驗1（圖2）：在5只相同的小燒杯中分別加入50mL物質的量濃度均為0.1mol.L^-1的鹽酸、醋酸溶液、氫氧化鈉溶液、氨水、氯化鈉溶液，分別插入石墨電極，接通電源，觀察實驗現象并分析原因。

【現象分析】導電能力不同一離子濃度不同一電離程度不同。

【結論】根據電離程度不同將電解質分為強電解質和弱電解質，用不同電離方程式表征強弱電解質不同的電離過程，并獲知強電解質在溶液中以離子形式存在，弱電解質在溶液中以分子和離子形式存在。

設計意圖：通過實驗現象讓學生直觀感受到相同條件下不同電解質導電性的不同，引出電解質的強弱分類。通過觀察到的宏觀現象，引導學生進行微觀分析，再利用電離方程式符號表征，完成一個完整的化學學習思維過程，讓“宏觀觀察與微觀辨析”核心素養在課堂中得到落實。

環節三：觀察思考，認知概念

【觀察與思考2】實驗2（圖3）：在小燒杯中加入75mL蒸餾水，插入石墨電極，接通電源，再滴入少量氫氧化鈉溶液和一滴酚酞溶液，然后逐滴加入稀硫酸，觀察實驗現象并分析原因。

【現象分析】純水導電性很弱，是弱電解質;溶液紅色褪去，說明OH-減少;溶液導電能力基本不變，說明溶液中離子總濃度基本不變。

【結論】OH-被H+中和，生成了弱電解質H2O，Na+、SO2-繼續擔負著導電的重任。

【觀察與思考3】實驗3（圖4）：在小燒杯中加入75mL蒸餾水，插入石墨電極，接通電源，再滴人少量氫氧化鋇溶液和一滴酚酞溶液，然后逐滴加入稀硫酸，觀察實驗現象并分析原因。

【現象分析】溶液紅色逐漸褪去，說明OH-減少;生成白色沉淀，是BaSO4;燈泡一盞盞熄滅，說明溶液中自由移動的離子逐漸減少。

【結論】OH-被H+中和，生成了弱電解質H2O;Ba2+和SO2-結合生成難溶物BaSO4。原溶液中Ba2+、OH-都在減少，而且沒有其他離子補充，溶液導電性減弱。

【思考】最終還有一盞沒有完全熄滅，為什么？

【補充實驗】飽和硫酸鋇溶液導電性實驗（圖5）。

【結論】像BaSO4這樣的難溶鹽，雖然只有極少量溶于水，但溶于水的部分也是完全電離的，屬于強電解質。

設計意圖：通過宏觀實驗現象讓學生“看見”溶液中微觀離子發生的變化，得知酸、堿、鹽在水溶液中發生的復分解反應實質上是某些離子結合生成難電離物質、難溶物質，而使這些離子濃度減小的過程。仍然圍繞宏微結合分析問題、解決問題的思路進行教學設計、實驗設計，始終落實“宏觀觀察與微觀辨析”核心素養的化學課堂教學。

【觀察與思考4】在試管中加入1-2mL酸性高錳酸鉀稀溶液，再加入適量碘化鉀溶液，最后滴人幾滴淀粉溶液，觀察實驗現象并分析原因。

【現象分析】溶液紫紅色逐漸褪去，說明Mn04發生了變化;加淀粉后變藍，說明有碘單質生成，I-也發生了變化。

【結論】Mn04和I-之間發生了氧化還原反應。電解質在水溶液中還可以發生氧化還原反應。

設計意圖：進一步用宏微結合的方法拓展離子反應的范圍，延伸學生對離子反應的更深入認知。

環節四：符號表征，強化書寫

設計意圖：“寫、拆、刪、查”是傳統的離子方程式書寫方法。采用“寫、拆、刪、查”四步書寫法的優勢是只需學生簡單記憶，再模仿操作，入門較易，但不能幫助學生在微觀層面認知離子反應的本質，只是將化學知識工具化、模式化，不利于學生形成具備化學核心素養的思維方法。從分析宏觀物質在水溶液中存在的微粒形式出發，根據反應原理確定哪些微粒之間能發生反應，直接關注相互作用的微粒，從而直指離子反應的本質，最后將實際參與反應或反應生成的物質用恰當的微粒符號表達出來，就得到了我們所要的離子方程式。這樣的教學設計基于微粒作用觀，有利于促進學生認知從宏觀向微觀延伸，使學生更容易掌握溶液中物質相互作用的微觀實質。

【遞進訓練】①足量的鹽酸與碳酸鈉溶液反應;②足量的醋酸溶液與碳酸鈉溶液反應;③足量的鹽酸與大理石反應。

【思考】OH-+H+-H20是不是只能表示NaOH與H2SO4的反應呢？

設計意圖：該問題的設置反其道而行之，直接由微觀離子作用倒推宏觀物質反應，更有利于學生理解離子反應的本質[2]。

三、教學反思

1.建立宏觀觀察、微觀分析、符號表征的學科觀念。化學是一門建立在實驗基礎之上，在原子、分子層面上研究物質的學科，其最主要的學科特點就是對宏觀現象進行微觀辨析，并用獨特的化學符號進行表征。因此，在課堂教學中要引導學生從微觀視角辨析一些自然現象和實驗現象，科學認識物質及其變化過程。同時，將化學知識符號化，利用恰當符號表征宏觀與微觀的聯系[3]。

2.巧妙設計實驗幫助學生透過宏觀現象認識微觀本質。化學概念教學一般比較抽象，如何建立實驗事實與概念本質間的聯系，借助實驗事實幫助學生理解抽象概念就是教學設計中的重要環節。在抽象概念教學中，選用的化學實驗需現象明顯，能使學生獲得直觀感性認識，實驗事實與概念間聯系緊密，便于引導學生進行微觀分析，發展學生的微觀認識，更好地理解抽象概念。

3.傳統實驗與數字化實驗各有優勢、合理選擇。一般認為數字化實驗更能體現微觀離子的變化，在涉及溶液中反應變化時，傾向選擇數字化實驗輔助教學。其實傳統實驗在宏觀現象的呈現上更有優勢，溶液顏色變化、沉淀生成等現象能讓學生更加直觀感受，并印象深刻。合理地使用實驗，豐富我們的教學手段，讓抽象概念直觀化，讓微觀行為“可視化”。

參考文獻

[1]王強，陸燕海.宏觀觀察，微觀想象，符號表征[J].化學教與學，2014（6）：55-57

[2]周正祥，楊玉琴.指向“證據推理與模型認知”的教學設計[J]化學教育，2018（23）：25-30

[3]顧建辛，關于化學核心素養培育的微觀思考[J]化學教學，2019（1）：3-7，37