芻議化學科學及化學教學的“宏微結(jié)合”

張慧琴 吳俊明

摘要： “宏微結(jié)合”是普遍適用的世界觀和方法論，不只是化學才具有的化學學科特點。闡述了化學科學中“宏微結(jié)合”的幾個主要方面，以及對“宏微結(jié)合”的深入思考，探討了“宏微結(jié)合”能力的培養(yǎng)。指出化學教學也應(yīng)該“宏微結(jié)合”，為此要做好3方面工作。

關(guān)鍵詞： 宏微結(jié)合; 化學學科特點; 化學科學; 化學教學

文章編號： 10056629（2022）06000803

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

化學是在分子、原子微觀水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律的。由于物質(zhì)性質(zhì)和變化規(guī)律大多在宏觀上表現(xiàn)出來，這就決定了必須把宏觀的現(xiàn)象和微觀的解釋結(jié)合起來[1]。宏觀看現(xiàn)象，微觀作解釋，意即由宏觀現(xiàn)象著手，探求微觀本質(zhì)，才能真正認識化學現(xiàn)象，達到更好地認識和利用宏觀化學現(xiàn)象的目的，這是研究和學習化學的一條必由之路[2]。化學科學的上述特點規(guī)定了化學學科也具有同樣的特點①化學科學和化學學科是兩個不同的概念，要注意區(qū)分： 化學科學是關(guān)于物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化等規(guī)律的知識體系;化學學科是教育內(nèi)容中關(guān)于化學科學的知識體系。化學科學的知識體系需要經(jīng)過教育教學的選擇、加工、改造、組織，才能成為化學學科體系。。現(xiàn)在，化學科學和化學學科的上述特點通常被概括地稱為“宏微結(jié)合”。同時，“宏微結(jié)合”也被作為化學的學科特點。本文擬對化學科學和化學學科中的“宏微結(jié)合”做一些深入的討論。

1 “宏微結(jié)合”是普遍適用的世界觀和方法論

“宏微結(jié)合”只是化學才具有的特點嗎？冷靜地想一想，事實并不是這樣的： 在物理學范疇中是不乏宏觀現(xiàn)象跟微觀現(xiàn)象的關(guān)聯(lián)的，其“宏”可達天體、宇宙，其“微”可入質(zhì)子、中子和夸克等強子以及電子、中微子、μ子、τ粒子等輕子……在生物學研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)生物群體的結(jié)構(gòu)、特性等跟個體習性以及軀體組織和細胞的結(jié)構(gòu)特點等不無關(guān)聯(lián);在經(jīng)濟學領(lǐng)域，有宏觀經(jīng)濟跟微觀經(jīng)濟（例如村級經(jīng)濟、家庭經(jīng)濟）的關(guān)聯(lián);在社會學領(lǐng)域，有社會、民族等宏觀形態(tài)跟其“細胞”——家庭和個體的關(guān)聯(lián)……這樣看來，能說“宏微結(jié)合”只是化學才具有的特點嗎？

從系統(tǒng)論的觀點看，系統(tǒng)可以具有多個層次，可能有不同層級的宏觀系統(tǒng)，也可能有不同層級的微觀系統(tǒng)。同時，宏觀系統(tǒng)跟微觀系統(tǒng)是相互聯(lián)系著的，不能把它們割裂開來。“宏微結(jié)合”是普遍適用的世界觀，也是普遍適用的方法論，不是化學獨有的“學科特點”。

然而，世界是多樣的。盡管“宏微結(jié)合”普遍適用，在不同的領(lǐng)域，“宏微結(jié)合”的具體內(nèi)容和方法過程會有不同的特點。作為化學教育工作者，我們應(yīng)當關(guān)注、研究并了解化學科學和化學教學中的“宏微結(jié)合”。

2 化學科學中的“宏微結(jié)合”

化學科學中的“宏微結(jié)合”主要表現(xiàn)在下列幾方面。

2.1 物質(zhì)組成的“宏微結(jié)合”

從宏觀角度看，物質(zhì)（實物材料）是由若干基本成分（指元素，元素的字面意思就是“基本成分”）組成的，這是化學元素論的基本觀點。從微觀角度看，物質(zhì)（實物材料）是由原子直接或間接構(gòu)成的（原子先構(gòu)成分子，后者再構(gòu)成物質(zhì)），這是化學原子論的基本觀點。化學元素論和化學原子論的結(jié)合即形成了化學中物質(zhì)組成認知的“宏微結(jié)合”。

2.2 物質(zhì)構(gòu)造的“宏微結(jié)合”

物質(zhì)（實物材料）的宏觀狀態(tài)通常主要是固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，這些狀態(tài)都是由微觀的原子、分子等粒子通過特定的相互作用方式結(jié)合而成的。由此形成物質(zhì)構(gòu)造描述的“宏微結(jié)合”形態(tài)。

2.3 物質(zhì)性質(zhì)的“宏微結(jié)合”

物質(zhì)的宏觀集合體的性質(zhì)通常稱為物質(zhì)的宏觀性質(zhì)。物質(zhì)的微觀粒子的性質(zhì)（例如波長、動量、偶極矩、對稱性乃至電離能、鍵能等）則屬于物質(zhì)的微觀性質(zhì)。對物質(zhì)的宏觀性質(zhì)和物質(zhì)的微觀性質(zhì)同時進行考察，揭示它們之間的關(guān)聯(lián)，即形成物質(zhì)性質(zhì)表征的“宏微結(jié)合”。

2.4 物質(zhì)制取的“宏微結(jié)合”

由物質(zhì)的實驗室制取方法“放大”成物質(zhì)的大批量制取方法（工業(yè)制取方法），以及這兩種方法在進行比較的基礎(chǔ)上相互借鑒改進，即形成物質(zhì)制取實施的“宏微結(jié)合”。

3 對“宏微結(jié)合”的深入思考

“宏微結(jié)合”最初只是對“宏觀看現(xiàn)象，微觀作解釋”的簡單概括。時至今日，“宏微結(jié)合”有了“宏觀考察與微觀考察相互結(jié)合”“宏觀認識與微觀認識相互聯(lián)系”“宏觀印象與微觀印象相互補充”“宏觀方法與微觀方法相互配合”等意蘊，內(nèi)涵大為豐富。

現(xiàn)今“宏微結(jié)合”中的“宏”已經(jīng)不僅是宏大、宏觀的意思，還可能有集合、整體的意思。換一個說法： 現(xiàn)今“宏微結(jié)合”中的“宏”不僅有一點類似立體幾何的含義，也有了一點類似高等代數(shù)（集合論）的含義。所謂“宏觀”不僅是具象的自然結(jié)合，也可能是若干抽象的人為集合（例如“氧化劑”“堿金屬”等概念）。

與此相應(yīng)，現(xiàn)今“宏微結(jié)合”中的“微”則兼有微小、微觀或者個別、一小部分、代表等含義，所謂“微觀”可能只是個別的抽象。

“宏”與“微”的關(guān)系可能是整體與部分的關(guān)系、集合與元素的關(guān)系、結(jié)論與證據(jù)的關(guān)系、假設(shè)與證明的關(guān)系、表象與實質(zhì)的關(guān)系，也有著相互印證、配合的關(guān)系。“宏”與“微”是辯證統(tǒng)一的。

4 “宏微結(jié)合”能力的培養(yǎng)

“宏微結(jié)合”能力的基礎(chǔ)在于“宏微結(jié)合”思維活動，“宏微結(jié)合”能力的實質(zhì)是“宏微結(jié)合”思維能力。

就字面而言，“宏”是指“宏觀”，“微”是指“微觀”，“觀”的結(jié)果是對形象的認知。由此看來，“宏微結(jié)合”依賴于形象思維。然而，由上面對“宏”“微”涵義變化、發(fā)展的討論可知，“宏”“微”已經(jīng)有了抽象的涵義。“宏”不一定是具象的“宏”，也可能是抽象的“宏”;“微”也不一定是具象的“微”也可能是抽象的“微”。要實現(xiàn)“宏微結(jié)合”，只進行形象思維是不夠的，“宏微結(jié)合”離不開抽象思維的支撐。“宏微結(jié)合”思維是形象思維跟抽象思維相結(jié)合的綜合思維。F1FE5913-3AD1-4A50-9F86-65BD14EBA964

能力是在活動中形成和發(fā)展的。要培養(yǎng)學生的“宏微結(jié)合”思維能力，除了需要向他們提出通過“宏微結(jié)合”才能解決的問題或者活動任務(wù)，以此激發(fā)他們的“宏微結(jié)合”思維活動之外，平時教學還應(yīng)該注意培養(yǎng)他們的化學邏輯思維能力、化學形象思維能力和化學創(chuàng)新能力，注意培養(yǎng)他們應(yīng)用“宏微結(jié)合”思維解決問題的能力[3～6]。

5 化學教學也應(yīng)該“宏微結(jié)合”

讓學生逐步了解和掌握物質(zhì)（實物材料）組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制取等方面的“宏微結(jié)合”，屬于認知內(nèi)容的“宏微結(jié)合”，這是化學教學理應(yīng)承擔的重要任務(wù)。除此之外，化學教學本身也應(yīng)該實行“宏微結(jié)合”，才能搞好化學教學、把化學教學提升到更高、更好的水平。為此，化學教學應(yīng)該努力做到下列幾點：

5.1 重視“宏微結(jié)合”對學生化學認知活動的指導(dǎo)作用

在化學教學中實行“宏微結(jié)合”，有利于學生全面、完整地認識物質(zhì)（實物材料），有利于學生體驗和掌握學好化學的規(guī)律，增強他們學習化學的自覺性、主動性和積極性，有利于他們形成和鞏固辯證唯物主義世界觀，有利于發(fā)揮辯證唯物主義世界觀對他們的化學認知活動的指導(dǎo)作用，也有利于學生學會和掌握合理、有效的認知方法。

5.2 注意抓好化學課的“宏”“微”環(huán)節(jié)

這里所說的“化學課的宏環(huán)節(jié)”主要是指課的序言、導(dǎo)言以及概括、總結(jié)等教學環(huán)節(jié)，其主要任務(wù)是概述學習的意義、內(nèi)容、任務(wù)、要求、學習路徑、學習方法、發(fā)展

與提高的方向、需要特別注意之處，以及背景知識介紹等等;“化學課的微環(huán)節(jié)”主要是指教學內(nèi)容和教學活動的各個具體展開過程。抓好化學教學的“宏”“微”環(huán)節(jié)能夠使化學教學做到大處著眼，布局合理;小處到位，落實要求。

5.3 “宏微結(jié)合”引導(dǎo)和推動學生更好地成長

把視野擴大一點，唯物辯證的世界觀、積極的人生觀、價值觀與人生態(tài)度、情操、行為等等的關(guān)系，也可以視為“宏”與“微”的關(guān)系。化學教學中，在這些方面也實行“宏微結(jié)合”，滲透正確的世界觀、人生觀、價值觀和理想教育，引導(dǎo)、推動學生順應(yīng)國家和社會發(fā)展需要，做好未來職業(yè)定向和人生設(shè)計，引導(dǎo)學生踏踏實實地做出努力，在前進的道路上走穩(wěn)走好每一步，推動學生更好、更順利地成長[7]。

參考文獻：

[1]賀湘善， 吳俊明等著. 化學學科教育學[M]. 北京： 首都師范大學出版社， 2001： 103.

[2]吳俊明， 陳舉等編著. 中學化學、生物學習法[M]. 南京： 南京出版社， 1991： 7.

[3]陳屹， 吳俊明. 化學的形象思維： 概念、過程和結(jié)構(gòu)[J]. 化學教學， 2021， （1）： 10.

[4]陳屹， 吳俊明. 化學的形象思維： 訓練及能力培養(yǎng)[J]. 化學教學， 2021， （3）： 8.

[5]趙宗芳， 吳俊明. 化學的邏輯思維： 基本邏輯、基本形式與基本操作[J]. 化學教學， 2021， （4）： 8.

[6]趙宗芳， 吳俊明. 化學的邏輯思維： 過程機制、外部聯(lián)系與教學訓練[J]. 化學教學， 2021， （5）： 13.

[7]吳俊明. 背景知識與學科教學立德樹人[J]. 化學教學. 2019， （2）： 8.F1FE5913-3AD1-4A50-9F86-65BD14EBA964