基于三重表征開展初中化學教學的策略研究

靳永卿

摘 要：化學核心素養(yǎng)提出：宏微結合是化學核心素養(yǎng)的學科特征，模型認知是化學核心素養(yǎng)的思維核心。所以在初中化學階段，建立學生對于物質及其變化的認識要求宏觀、微觀、符號三重表征相統一的認識方式和思維習慣非常重要。

關鍵詞：核心素養(yǎng)；三重表征；認識方式；學習情境

化學是認識和研究物質及其變化的一門學科，它既具有自然科學認識客觀世界的普遍性，又具有其特殊的視角、方法、特點和要求，特別是化學學科對于物質及其變化的認識要求宏觀、微觀、符號三重表征相統一，具體的實驗形象思維與本質分析和抽象概括相結合，這對初中生原本的認識方式和思維習慣形成了不小的挑戰(zhàn)。如果學生的學習和教師的教學還只是依賴單純的記憶和灌輸，或是缺少針對性的、促進學生認識方式和思維習慣轉變的教學，那么學生會出現明顯的學習分化和學習問題。為此，本文擬結合案例對初中化學如何基于三重表征開展教學進行理論分析和實踐探討。

一、宏觀—微觀—符號三重表征的含義

宏觀表征即宏觀知識或信息在大腦中記載和呈現的方式，包括：（1）人們的感官能直接接觸到或察覺到的物質；（2）物質表現出的性質以及由性質決定的物質的存在和用途；（3）物質發(fā)生變化所呈現的不同現象。因宏觀表征具有鮮明、直觀、生動、具體的特點，成為學生最易形成和接受的表征形式。

微觀表征即微觀知識或信息在大腦中記載和呈現的方式，指不能直接觀察到的微粒（如原子、分子、離子等）的運動和相互作用、物質的微觀組成和結構、反應機理等微觀領域的屬性在學習者頭腦中的反映。對知識進行微觀表征，可幫助學生把宏觀現象還原為各種微粒的內部作用與運動，從而揭示現象的內在聯系和本質屬性。

符號表征即符號在大腦中記載和呈現的方式，化學中的符號表征主要指由拉丁文或英文字母組成的符號和圖形符號。從表達形式上分為由拉丁文或英文字母組成的符號和圖示兩大類。從功能上分為表示元素的元素符號或圖示（原子結構示意圖、原子結構和離子符號）；表示物質組成的化學式；表示物質變化的化學方程式和圖示。

所謂化學學習中的三重表征，就是從宏觀、微觀和符號三種表征水平上認識和理解化學知識，并建立三者之間的有機聯系。

二、基于三重表征的教學設計策略

（一）重視三重表征認識方式的構建

重視三重表征認識方式的構建，就是重視學生在認識物質和變化的過程中將三重表征相統一。消除傳統教學中用概念解釋概念的低效教學，避免過多地關注具體概念解析和識記，導致學生只記得具體的概念而不會應用概念分析、解釋問題或現象的弊端。這就要求老師在教學過程中，要有三重表征的意識，要創(chuàng)造性地使用教材，善于挖掘知識點三重表征的價值，并通過典型的三重表征實例，不斷突出三重表征的意義，使學生切實體會到三重表征的妙處，增強學生進行三重表征的自覺性。

（二）善于創(chuàng)設利用三重表征的學習情境

若在化學教學中，教師簡單強調符號表征或微觀表征，而在解決實際問題的時候，不強調宏觀現象和微觀和符號表征的聯系，會使學生長時記憶的信息分散凌亂，不能系統全面地對化學知識進行理解。因此，在化學教學中，善于創(chuàng)設能利用三重表征的學習情境，使學生在看到宏觀現象的同時，挖掘其背后微觀的實質，并能用直觀的符號去表征，讓學生認識到：宏觀上表現出的性質原來是看不見的粒子在微觀狀態(tài)下集體行為的表現，從而不再對物質表現出的性質感到神秘和不解，知道這是物質內部特征結構的外部表現，并體會到用符號表示紛繁的化學現象的簡便和妙處。接下來，就如何創(chuàng)設利用三重表征學習情境進行教學設計進行案例展示。

1.分子概念的建立

學習情境：如何區(qū)分無色氣體：氧氣和二氧化碳，設計實驗

方案

老師追問：為什么氧氣和二氧化碳表現出不同的化學性質？導致它們化學性質不同的微觀本質是什么？

學生1：構成兩種物質的微粒不同。

學生2：構成兩種物質（氧氣和二氧化碳）的分子（O2和CO2）種類不同。

老師：所以構成物質的分子決定物質的化學性質。得出：由分子構成的物質，分子是保持物質化學性質的最小微粒。

設計意圖：通過設置情境性的問題，驅動學生思考這兩種已經熟悉的物質的化學性質差異，再通過追問的方式探查學生的認識角度，建立物質與分子的關聯，找到兩種物質化學性質不同的本質，是物質的構成微粒不同導致的，也進一步得出分子的概念。

2.原子概念的建立

原子概念的建立，需要借助化學變化。

學習情境：我們知道實驗室可以用雙氧水制取氧氣。請同學們用模型模擬該化學變化。

（模型中不同的小球代表不同的原子），模擬過程中完成下列表格。

從微觀角度分析：

并試著寫出反應的方程式：2H2O22H2O+O2↑（這里不展開化學方程式的配平）

設計意圖：通過模擬過氧化氫分解制取氧氣的過程，讓學生自主感受到化學變化中“變和不變”的微粒，并得出“原子是化學變化中的最小微粒，理解化學變化的實質是分子分裂、原子重組的過程”。通過模型模擬，讓學生建立宏觀世界和微觀世界之間的聯系，能從微觀角度對其宏觀變化的本質進行解釋。

教學反思：學生對“分子、原子”已不陌生，且學生能從宏觀視角區(qū)分物質和變化，這些都為學生建立物質的微觀認識奠定了知識基礎。課本結合化學變化給出分子和原子的定義，實際上是一個描述性或者表現性定義，學生往往很難接受。而在以上的設計案例中，通過創(chuàng)設學生熟知的學習情境，然后借助化學符號模型對其進行微觀本質的探查，這樣有助于學生對分子、原子概念的理解。尤其是讓學生通過動手模擬化學變化的過程，使其更加深刻理解分子和原子的區(qū)別和化學變化的實質，為后面質量守恒定律的理解奠定了一定的基礎。更為重要的是引導學生建立對于物質及其變化的認識——宏觀、微觀、符號三重表征相統一的認識方式和思維習慣。

參考文獻：

畢華林.化學教學設計：任務、策略與實踐[M].北京師范大學出版社，2013.

編輯 高 瓊endprint