沈鈺興
摘 要:宏觀辨識與微觀探析是化學學科核心素養的重要組成部分?;瘜W課堂中所研究的物質的組成和結構是微觀本質,性質和轉化規律是宏觀表現。在化學課堂中培養學生的宏觀辨識與微觀探析素養,對其未來在化學領域的發展具有深遠的意義。文章從宏觀辨識與微觀探析素養的含義入手,分析宏觀辨識與微觀探析視角在初中化學中的應用現狀,探索基于宏觀辨識與微觀探析視角的初中化學教學策略,以期為宏觀辨識與微觀探析素養在初中化學課堂中落地提供參考。
關鍵詞:初中化學;宏觀辨識與微觀探析;核心素養;教學策略
中圖分類號:G633.98 文獻標志碼:A 文章編號:1008-3561(2022)04-0092-03
化學是一門從分子、原子或離子等層次上來研究物質的組成、結構、性質、相互變化以及變化過程中能量關系的自然學科,其研究內容既涉及宏觀層面的用途、性質等,也包括微觀層面的微粒結構、元素組成等,并且宏觀層面和微觀層面的內容是緊密聯系、不可分割的。要想讓學生能夠充分認識、理解、內化和應用化學知識,具備“見著知微、見微知著”的能力,化學教師在課堂教學中必須及時更新教學理念,不斷創新教學模式,注重對學生宏觀辨識與微觀探析素養的培養,有效提升學生的化學核心素養。
一、宏觀辨識與微觀探析素養的含義
宏觀辨識與微觀探析是化學學科特有的,認識化學知識本質、串聯化學知識體系的思維方式,將其貫穿于初中化學教學的全過程,有助于學生構建科學的化學學科知識體系,提高化學知識的應用能力,提升化學核心素養。
1.宏觀辨識
宏觀辨識是指能辨識生活或生產中一些物質的元素組成,以及所屬類別(如氧氣、二氧化碳、水的組成中均含有氫元素,根據構成元素的種類不同可將其分為單質和化合物),辨識這些物質的顏色、狀態等物理性質,辨識物質的一些化學性質,以及在發生變化時的現象,了解物質在生活、生產中的一些應用,能利用化學原理解釋化學變化和自然界中涉及化學過程的一些現象等。宏觀辨識是認知的視角,也是認知的過程,是化學研究的重要內容和成果。
2.微觀探析
微觀探析是指在知道物質元素組成的基礎上,進一步研究物質構成微粒的種類、微粒的特點(如微粒本身體積小、微粒間有距離、微粒在不斷運動等)、微粒間的相互作用的特點(如化學鍵、氫鍵、分子間作用力等)、構成物質的微粒在不同環境下的運動特點(如在水溶液中常見的酸、堿、鹽的電離)、外界因素對微粒運動的影響、物質結構與性質之間的關系等。
3.宏觀辨識與微觀探析
宏觀辨識與微觀探析并不是將兩者簡單地相加,也不是孤立地從兩個角度來認識、分析和解決化學問題,而是將兩者的內涵延伸,互相交融之后才能真正形成宏觀辨識與微觀探析的內涵。宏觀辨識與微觀探析要求學生做到用客觀理性的微觀探析來解釋宏觀現象,用宏觀辨識得出的現象來推斷物質的微觀結構,且得到驗證。具體來說,主要包括以下三方面。(1)從宏觀層面能夠認識物質的宏觀現象,且了解物質的微觀構造,并能使用化學符號將物質的現象、構造、特征表達出來。(2)通過分析物質微觀的空間構造來推斷物質可能具有的宏觀性質。(3)從元素、分子、離子、電子等角度切入,了解物質的結構、性質、變化及應用,簡單掌握物質歸類的依據,且可以使用宏觀與微觀結合的思維方法來探析、解決某些問題。
二、宏觀辨識與微觀探析視角在初中化學中的應用現狀
現階段,在初中化學教學中,大多數教師都認識到將宏觀辨識與微觀探析思維應用于化學學科教學的必要性,但在實際教學中還存在一些不足,有待改進。
1.部分教師對宏觀辨識與微觀探析的認識不全面
在實際教學中,部分教師片面地認為了解水、溶液、酸堿液、金屬等物質的宏觀現象就是宏觀辨識,根據原子、分子、離子等微粒的構造差異來對物質進行分類就是微觀探析,兩者結合就是宏觀辨識與微觀探析。教師對宏觀辨識與微觀探析的這種片面認識會直接影響學生對相關知識和概念的理解與吸收,不利于學生化學核心素養的培養。
2.學生缺少深入學習和理解相關知識的機會
一方面,初中化學知識體系龐大、內容繁雜,教學課時卻相對較少,導致教師沒有足夠的時間采用多樣化的方式進行教學,學生對很多微觀概念難以做到真正理解。另一方面,受“應試教育”的影響,部分教師為了讓學生考出理想成績,常常以縮減實驗課時的方式來換取更多的理論課教學時間,導致學生無法從實驗中了解各種宏觀現象、理解微觀概念,學生難以將物質的宏觀現象與微觀構造有效聯系起來。
3.教學內容和學科體系存在割裂現象
一方面,大多數化學教師都是以教材上的章節為基礎進行教學內容設計,往往先講解物質的宏觀現象,當所有物質的宏觀現象都學完,才從微觀層面分析各物質的微觀結構,這就導致學生所學知識內容和學科體系存在割裂現象。另一方面,部分教師在實際教學中采用的教學方法多為例子講解、概念辨析、講練結合等,較少以物質的宏觀現象和微觀結構為基礎進行教學內容設計,較少將物質的宏觀現象與微觀結構進行同步教學,致使學生的學科知識體系前后銜接不上,既做不到從微觀角度來解釋物質的宏觀現象,也不會從宏觀角度來推斷物質的微觀結構,無法靈活地運用已學化學知識解決生活中的相關問題。
4.對宏觀辨識與微觀探析素養的評價標準不完善
在初中化學教學中,部分教師對學生宏觀辨識與微觀探析素養的評價缺乏科學的、合理的評價標準,對學生宏觀辨識與微觀探析能力的成長情況沒有形成有效的反饋,導致教學內容缺乏針對性和實效性,教學效果不理想。
三、基于宏觀辨識與微觀探析視角的初中化學教學策略
學生只有以宏觀和微觀相結合的視角來分析物質,才能準確地把握物質的性質、元素組成、結構變化、化學反應等學科核心內容,形成多角度認識事物的理性思維方式,為日后深入學習化學打下良好的基礎。下面,筆者從四方面探討基于宏觀辨識與微觀探析視角的初中化學教學策略。
1.單元整體設計,規劃素養培養
學生宏觀辨識與微觀探析素養并非一朝一夕就能培養出來的,化學教師不能急于一時,要制訂出合理的培養計劃,將其貫穿于化學教學的全過程,落實到每一節課中,以此保障學生的宏觀辨識與微觀探析素養有序地、連續地發展。在實際教學中,教師一方面要對化學教材內容進行整合,以整體單元為基礎來制訂教學計劃,另一方面還要根據單元內化學知識的相關性、邏輯順序和學生的認知特點有效整合、重配教學內容,并確保各教學階段能夠有效銜接,重組成健全完整的教學體系。例如,在教學“化學變化特征”一單元時,首先,教師可以引導學生從宏觀層面上來判斷在化學反應中生成哪些新物質,并引出新物質的生成是由于物質內部的分子結構、數量發生變化這一知識點。其次,教師帶領學生學習微觀知識,讓學生從微觀層面來理解化學變化的實質。最后,教師通過宏觀辨識與微觀探析交替教學的方式來培養學生的宏觀辨識與微觀探析素養。
2.創設生活情境,促進素養提升
“實踐出真知?!敝挥袑W生置身于真實的生活情境中,其才能夠通過切身感受、實踐模擬等方式對化學知識形成具體認知。在化學教學中,教師通過為學生創設生活化情境,不僅可以活躍課堂氛圍,激發學生的求知欲,還能使學生了解化學無處不在的特點,促使學生發現化學的趣味性、實用性,以此讓學生認識到從宏觀和微觀層面學習化學的重要意義。因此,在實際教學中,教師要廣泛挖掘生活中的化學知識,為學生有效創設生活化的教學情境。例如,在教學“微粒”的相關知識時,教師可以先圍繞化學發展史中微粒結構被發現的過程創設真實的教學情境,再引導學生通過模擬、還原等方式體驗科學家研究微粒時的思路、用到的方法、作出的改進等。這樣一來既能讓學生領會到科學家刻苦鉆研的偉大精神,又可以讓學生堅信分子、原子、離子、電子等微粒是真實存在的,并且意識到微觀與宏觀是密切相關的,以此促進學生宏觀辨識與微觀探析素養的提升。
3.組織學習活動,保障素養落實
學習活動對學生宏觀辨識與微觀探析素養的發展,有著很好的促進作用。因此,在化學教學中,教師要多設計一些趣味性強、針對性強的驗證性實驗和探究性實驗,讓學生有更多觀察物質化學性質、化學反應的機會,以此保障學生的宏觀辨識與微觀探析素養的發展。例如,在教學“酸堿中和反應”相關知識時,教師可以先將兩種無色透明的液體HCI溶液與NaOH溶液混合,讓學生觀察,當學生仔細觀察并確認沒有任何變化后,教師再帶領學生一起驗證學生的結論。這時,教師可以讓學生先向NaOH溶液中滴入酚酞,并引導學生回憶以前學過的酚酞遇到堿變紅色的相關知識,當學生發現NaOH溶液顏色變紅以后,教師再讓學生向溶液中滴入HCI溶液,直至紅色變成無色。學生通過對宏觀現象的觀察,可以堅信兩者之間發生了反應,進而對兩種物質發生反應時的微觀本質變化產生濃厚興趣,以此促進宏觀辨識與微觀探析素養的提升。
4.多視角評價,落實素養目標
教學評價是整個教學活動中非常重要的一環,其既能反映出學生的學習情況,也能推動教師教學活動的順利開展。因此,在實際教學中,教師要組織學生對教學內容、教學情境、教學活動進行全面細致的評價。首先,教師可以通過引導學生梳理歸納物質的宏觀現象與化學性質來評價學生的宏觀觀察能力、辨識能力,以此了解學生在宏觀辨識等方面存在的問題。其次,教師帶領學生從微觀層面去了解物質的內在結構,引導學生用微觀知識來解釋宏觀現象,以此評價學生的微觀探析能力,并設法找出學生在宏觀和微觀結合運用方面存在的問題。最后,教師引導學生運用知識遷移、類比等方法從局部到整體、從特殊到普遍,歸納出研究物質的一般性規律,以此評價學生運用宏觀辨識與微觀探析相結合的方法認識物質、歸納化學反應規律的應用能力,從而幫助學生查缺補漏,保障其化學核心素養的發展。
四、結語
綜上所述,宏觀辨識與微觀探析是化學學科核心素養的重要組成部分,其不僅能夠幫助學生高效學習化學知識,也是學生適應現代社會發展必須具備的素養之一。因此,在化學教學中,教師必須進行單元整體設計,規劃素養發展;創設生活情境,促進素養提升;組織學習活動,保障素養落實;多視角評價,落實素養目標。教師要探索宏觀辨識與微觀探析的培育策略,以促進學生化學學科核心素養的有效提升。
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Research on Chemistry Teaching in Junior
Middle School from the Perspective of Macro
Identification and Micro Analysis
Shen Yuxing
(Nanshan Middle School, Changting County, Fujian Province, Changting 366300, China)
Abstract: Macro identification and micro analysis are important components of the core competence of chemistry. The composition and structure of substances studied in chemistry classroom are micro essence, and the properties and transformation laws are macro manifestations. Cultivating students' macro identification and micro analysis competence in chemistry classroom is of far-reaching significance to their future development in the field of chemistry. Starting with the meaning of macro identification and micro analysis competence, this paper analyzes the application status of macro identification and micro analysis perspective in junior middle school chemistry, and explores the junior middle school chemistry teaching strategy based on macro identification and micro analysis perspective, in order to provide reference for the implementation of macro identification and micro analysis competence in junior middle school chemistry classroom.
Key words: junior middle school chemistry; macro identification and micro analysis; core competence; teaching strategy