基于數(shù)據(jù)分析的“宏觀辨識(shí)與微觀探析”核心素養(yǎng)的教學(xué)建議

楊?lèi)?ài)萍

摘要：教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”核心素養(yǎng)，幫助學(xué)生用微粒的觀念去學(xué)習(xí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律，使學(xué)生初步理解化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì);從宏觀世界的現(xiàn)象中找到微觀世界的本質(zhì)，從微觀的角度去認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，是擺在老師們面前的一個(gè)重要課題，也是具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：微觀探析;宏觀辨識(shí);教學(xué)建議

人教社九年級(jí)化學(xué)教材從第三單元《物質(zhì)構(gòu)成的奧秘》內(nèi)容，開(kāi)始用微粒的觀念去認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)化學(xué)，通過(guò)觀察、想象、類(lèi)比、模型化等方式使學(xué)生初步理解化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì);將學(xué)生從五彩繽紛的宏觀世界帶入充滿神奇色彩的微觀世界。如何將化學(xué)反應(yīng)的宏觀現(xiàn)象、符合表征和微觀解釋有機(jī)融合在一起，通過(guò)建立模型，更直觀地幫助學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)以及符號(hào)表征的意義，是眾多老師們?cè)诮虒W(xué)中遇到的一個(gè)難題。通過(guò)開(kāi)展了紙筆測(cè)試和數(shù)據(jù)分析方法，對(duì)所教學(xué)生在平時(shí)作業(yè)和測(cè)試情況進(jìn)行分析和研究，找到學(xué)生在學(xué)習(xí)和理解過(guò)程的障礙點(diǎn)，以改進(jìn)教學(xué)方法。

一、紙筆測(cè)試內(nèi)容：

1、我們常從微觀認(rèn)識(shí)宏觀的化學(xué)反應(yīng)，下圖是乙烯（CH）燃燒的微觀示意圖（2分）。

⑴該反應(yīng)中單質(zhì)的化學(xué)式為;⑵該反應(yīng)的化學(xué)方程式為，兩種反應(yīng)物的質(zhì)量比為。

2、氫氣是理想的清潔高能燃料，以水為原料生產(chǎn)氫氣的方法有多種。（2分）

方法Ⅰ：電解水法。寫(xiě)出電解水的化學(xué)方程式。

方法Ⅱ：光解水法。我國(guó)科學(xué)家已研制出在新型高效光催化劑作用下，利用太陽(yáng)能分解水制氫氣。水在催化劑表面時(shí)，分解的微觀過(guò)程用示意圖表示如下：（“○”表示氫原子，“●”表示氧原子，“ ”表示催化劑）。

則水分解微觀過(guò)程的正確順序是（填數(shù)字序號(hào)）。上述過(guò)程中，不能再分的粒子是。

二、紙筆測(cè)試結(jié)果

共計(jì)二個(gè)小題，每個(gè)小題滿分均為2分，學(xué)生的得分情況為：

針對(duì)第2小題，對(duì)學(xué)生進(jìn)行100份抽樣統(tǒng)計(jì)，得分情況結(jié)果如下：

三、學(xué)生的答題情況：

對(duì)學(xué)生具體的答題情況及失分點(diǎn)進(jìn)行分析，反映出來(lái)的主要問(wèn)題有：

第1題：一是書(shū)寫(xiě)不規(guī)范錯(cuò)誤。如O寫(xiě)成O2，CH寫(xiě)成H4C2 HO寫(xiě)成OH ?CO寫(xiě)成CO;二是方程式?jīng)]有配平，亂寫(xiě)箭頭。在O ?CO后標(biāo)“↑”;三是質(zhì)量比沒(méi)有乘以化學(xué)計(jì)量數(shù)，“7︰8”錯(cuò)誤率高;四是計(jì)算錯(cuò)誤。

第2題：答題具體情況如下。

四、教學(xué)建議：

一是要培養(yǎng)學(xué)生微粒模型認(rèn)識(shí)能力。

其一是結(jié)合水分子的模型和化學(xué)式，讓學(xué)生學(xué)會(huì)將模型變成化學(xué)式，根據(jù)化學(xué)式學(xué)會(huì)建立模型。學(xué)生在畫(huà)和拆分水分子的過(guò)程中，知道水分子是由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成的，然后分析、比較學(xué)生已知的水的化學(xué)式，從而建立起模型與化學(xué)式、化學(xué)符號(hào)間的聯(lián)系。

其二是讓學(xué)生學(xué)會(huì)從模型化的角度去認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，原來(lái)的分子是怎樣變成新的分子。老師在教學(xué)中，可以借助模型去理解化學(xué)化學(xué)反應(yīng)中分子的變化情況。建議以水為例（書(shū)本中主要是以文字性的描述和氧化汞分解的圖例為例），通過(guò)具體的實(shí)物（模型）去體會(huì)化學(xué)反應(yīng)中，分子先分成原子，然后原子重新組合成新的分子，進(jìn)一步去體會(huì)化學(xué)反應(yīng)中分子是可分的，原子是不可分的，從而得出原子其實(shí)就是化學(xué)變化中的最小微粒。

二是可以增設(shè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生建立微觀與宏觀間相互聯(lián)系的能力。

書(shū)本中有關(guān)于證明分子在不斷動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于分子之間有間隔的實(shí)驗(yàn)，教材中只是簡(jiǎn)單的文字描述，不能有效的幫助學(xué)生去認(rèn)識(shí)。建議可以增設(shè)以下實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生去認(rèn)識(shí)。

實(shí)驗(yàn)一：用注射器實(shí)驗(yàn)。取一支注射器，將活塞往外拉到一定的刻度，然后用手堵住另一端，然后推動(dòng)活塞，觀察活塞能動(dòng)并前進(jìn)到一定位置后，就不能繼續(xù)前進(jìn)，證明分子間的間隔是可以通過(guò)外力改變的。同時(shí)用另一支注射器將同樣刻度的水，用同樣的方法比較活塞的變化情況，得出不同狀態(tài)的物質(zhì)分子間的間隔是不一樣的;

實(shí)驗(yàn)二：用打火機(jī)實(shí)驗(yàn)。取一支試管用排水法收集一試管打火機(jī)里的氣體，比較收集氣體前后打火機(jī)里液體體積的變化情況，然后分別打打火機(jī)和點(diǎn)燃試管里的氣體，觀察現(xiàn)象，試管里的氣體和打火機(jī)里的物質(zhì)一樣具有可燃性，說(shuō)明是相同的物質(zhì)，但是體積的差異且很大，說(shuō)明物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，分子是沒(méi)有變的，只是分子間的間隔發(fā)生了變化，從而去認(rèn)識(shí)物理變化過(guò)程中，分子本身不變，而是分子之間的間隔發(fā)生了變化而已。而打火機(jī)里的物質(zhì)燃燒后就變成別的物質(zhì)了，不再具有打火機(jī)里燃料一樣的化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而進(jìn)一步認(rèn)識(shí)由分子構(gòu)成的物質(zhì)，分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子。通過(guò)以上一系列的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用微粒的觀念去解釋宏觀看到的現(xiàn)象，進(jìn)一步建立宏觀現(xiàn)象用微觀去探析的觀念，培養(yǎng)學(xué)生探微能力。

三是注重前后知識(shí)的聯(lián)系性，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)統(tǒng)一性認(rèn)識(shí)的能力。

比如在第六單元《碳和碳的氧化物》章節(jié)中，讓學(xué)生學(xué)會(huì)從原子結(jié)構(gòu)的角度去認(rèn)識(shí)金剛石和石墨化學(xué)性質(zhì)相同的原因，一氧化碳和二氧化碳物質(zhì)性質(zhì)差異的原因等，都可以幫助學(xué)生進(jìn)一步從微粒的角度去認(rèn)識(shí)物質(zhì)。在學(xué)習(xí)《質(zhì)量守恒定律》后，學(xué)生對(duì)參加反應(yīng)的物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，往往停留在量的角度去理解。老師在教學(xué)中應(yīng)該從微粒的角度，去體會(huì)反應(yīng)中如果有沒(méi)有參加反應(yīng)的物質(zhì)，則是因?yàn)闃?gòu)成這種物質(zhì)的分子或原子沒(méi)有參加反應(yīng)，并從模型的角度去觀察是不是每一種物質(zhì)的分子是否都參與了反應(yīng)，從而反應(yīng)物是否都參加了反應(yīng)等。

微觀的世界讓化學(xué)變得豐富多彩，也讓學(xué)生的學(xué)習(xí)遇到了障礙，只有老師采用多種有效的方法，幫助他們真正走進(jìn)到微觀的世界里，化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣就會(huì)越來(lái)越高，化學(xué)學(xué)科教學(xué)的宗旨才能得以實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]義務(wù)教育化學(xué)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)：2011年版.北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.1

[3]2014-2016年宜昌市初中畢業(yè)生學(xué)業(yè)考試化學(xué)學(xué)科試題