基于“宏微符”三重表征對(duì)學(xué)生掌握化學(xué)方程式的思考

范慧婷

摘 要：化學(xué)方程式是中學(xué)化學(xué)課程中最核心的化學(xué)用語(yǔ)，是最典型的一種化學(xué)符號(hào)，是聯(lián)結(jié)宏觀現(xiàn)象和微觀粒子的中介，本身承載了多種意義。調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)高中學(xué)生對(duì)化學(xué)方程式的掌握情況不甚理想?；凇昂晡⒎比乇碚魉枷?，提出了針對(duì)性的建議。

關(guān)鍵詞：宏微符；三重表征；化學(xué)方程式

依據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求，化學(xué)教育要達(dá)到的一個(gè)重要目標(biāo)就是使學(xué)生進(jìn)一步了解化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)、理解基本的化學(xué)原理、形成有關(guān)化學(xué)科學(xué)的基本觀念。大量的教學(xué)實(shí)踐也證明，學(xué)生能否理解“可觀察現(xiàn)象的宏觀世界，分子、原子和離子構(gòu)成的微觀世界，化學(xué)式、化學(xué)方程式和元素符號(hào)構(gòu)成的符號(hào)世界”這三者之間的內(nèi)在聯(lián)系，是影響學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的重要因素。

一、學(xué)生學(xué)習(xí)的困境

學(xué)生最初學(xué)習(xí)化學(xué)方程式時(shí)，一般是通過(guò)感知宏觀現(xiàn)象從而建立起與符號(hào)間的聯(lián)系，隨著學(xué)習(xí)的不斷深入，出現(xiàn)的化學(xué)方程式越來(lái)越多，部分學(xué)生較難做到把宏觀現(xiàn)象和微觀世界聯(lián)系起來(lái)，他們就會(huì)采用記憶的方式去掌握化學(xué)方程式，這樣就出現(xiàn)了一個(gè)突出的問(wèn)題——學(xué)生在符號(hào)表征層面上陷入了困境，對(duì)化學(xué)方程式的掌握困難重重。所以，了解學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)方程式的困難原因，從而有針對(duì)性地引導(dǎo)他們走出學(xué)習(xí)的困境就是教學(xué)中的重要任務(wù)。

二、學(xué)生掌握化學(xué)方程式困境原因的調(diào)研

1.相關(guān)研究現(xiàn)狀

查閱資料過(guò)程中發(fā)現(xiàn)相關(guān)的文章不少，大多出自中學(xué)教師，但是其中絕大多數(shù)為初中教師，目的是為了讓學(xué)生能正確書寫化學(xué)方程式，順利掌握化學(xué)方程式。部分學(xué)生采用記憶的方式學(xué)習(xí)化學(xué)，但是美國(guó)南達(dá)科他州的大學(xué)化學(xué)系的Grigoriy Sereda認(rèn)為隨著高中生認(rèn)識(shí)有機(jī)物的數(shù)目的增多，他們會(huì)被要求寫出物質(zhì)的結(jié)構(gòu)并預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)，而單憑記憶是無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的，學(xué)生需要記憶的東西越多，他們就越討厭化學(xué)?？梢?jiàn)把記憶與化學(xué)、記憶與化學(xué)方程式連在一起未必是件好事。所以，在教學(xué)中不能特別強(qiáng)調(diào)化學(xué)與記憶的關(guān)系。

2.學(xué)生問(wèn)題匯總

（1）基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢固，不清楚常見(jiàn)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系；

（2）不理解原理，死記硬背，弄混化學(xué)方程式；

（3）看不懂或者是忽略題目中的信息，提取不到有用的信息，找不到主要的反應(yīng)物和產(chǎn)物，或是漏寫反應(yīng)物和生成物；

（4）不能正確分析與量有關(guān)和試劑添加順序不同時(shí)反應(yīng)的產(chǎn)物；

（5）遇到陌生的化學(xué)反應(yīng)，不能利用反應(yīng)原理分析，做不到舉一反三；

（6）配平有困難，不清楚物質(zhì)中元素的化合價(jià)等等。

3.困境的根源——在“宏微符”層面上對(duì)化學(xué)的認(rèn)識(shí)不夠

從20世紀(jì)80年代“宏微符”三重表征思想提出至今，對(duì)于化學(xué)“宏微符”三重表征之間的關(guān)系，國(guó)內(nèi)外學(xué)者有了更為豐富的認(rèn)識(shí)。領(lǐng)會(huì)“宏微符”三重表征思想，能幫助學(xué)生從化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的角度重新認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到宏觀、微觀、符號(hào)間交錯(cuò)相融的關(guān)系，能養(yǎng)成一種學(xué)習(xí)化學(xué)的思維方式。

三、基于“宏微符”三重表征思想對(duì)學(xué)生掌握化學(xué)方程式的建議

1.重視實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)宏觀過(guò)程的感性認(rèn)識(shí)

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。在教學(xué)中，若學(xué)生能觀察到具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析反應(yīng)歷程，就能深切感受到化學(xué)方程式的書寫是有理有據(jù)的。所以，教學(xué)中要盡可能多為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的機(jī)會(huì)讓學(xué)生能通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析現(xiàn)象、歸納總結(jié)物質(zhì)的性質(zhì)，分析反應(yīng)歷程，并上升至用化學(xué)的語(yǔ)言表示出來(lái)。要讓學(xué)生意識(shí)到實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)習(xí)特別是化學(xué)方程式學(xué)習(xí)中的基礎(chǔ)性和重要性。

2.分析微觀粒子重組過(guò)程，應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)原理，挖掘化學(xué)知識(shí)內(nèi)涵

化學(xué)方程式反映的是物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)變化總的結(jié)果。例如，甲烷的取代反應(yīng)，可以通過(guò)對(duì)甲烷和氯氣球棍模型的拆解和重新組合，形象地展示化學(xué)鍵的斷裂和形成，從而實(shí)現(xiàn)符號(hào)表征和微觀表征的自然轉(zhuǎn)化，有助于學(xué)生理解有機(jī)反應(yīng)的機(jī)理。

3.結(jié)合學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)化學(xué)方程式中各種數(shù)字的意義及其聯(lián)系

個(gè)別學(xué)生對(duì)于化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)、酸根離子的角碼等數(shù)字概念不清。更多的學(xué)生對(duì)化學(xué)方程式隱含的質(zhì)量守恒、電子得失守恒、離子方程式的電荷守恒不夠敏感，不能發(fā)現(xiàn)這些數(shù)字間豐富的聯(lián)系，失去了掌握化學(xué)方程式的數(shù)字支撐。因此，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生注意分析化學(xué)方程式中各種量間的豐富聯(lián)系，找出其中的必然規(guī)律，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)化學(xué)的樂(lè)趣。

4.創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)置問(wèn)題

機(jī)械的化學(xué)方程式重復(fù)記憶訓(xùn)練已經(jīng)被證明效果甚微?；瘜W(xué)作為實(shí)用性的學(xué)科，與我們的生活生產(chǎn)聯(lián)系緊密。在教學(xué)中我們可以創(chuàng)設(shè)一定的問(wèn)題情境，尋找隱藏在社會(huì)和生活中的化學(xué)反應(yīng)，讓學(xué)生不再感到化學(xué)是枯燥無(wú)味的，而是緊密聯(lián)系實(shí)際，要讓學(xué)生做到學(xué)以致用。

5.分類總結(jié)，把握規(guī)律

有些學(xué)生認(rèn)為化學(xué)知識(shí)點(diǎn)瑣碎，毫無(wú)規(guī)律可言。事實(shí)則不然，雖然化學(xué)不存在放之四海皆準(zhǔn)的規(guī)律，但是在一定的范圍內(nèi)，也是有規(guī)律可循的。同時(shí)，更重要的是要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自己總結(jié)規(guī)律，學(xué)生通過(guò)自己探究發(fā)現(xiàn)規(guī)律的體驗(yàn)會(huì)留下更深刻、更持久的印象。

6.大膽假設(shè)，勇于創(chuàng)新

在許多新信息新情境問(wèn)題中，題目蘊(yùn)含的物質(zhì)變化，大多是我們是沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的，有些學(xué)生一碰到這樣的題目就膽怯，不能靜心分析。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)對(duì)宏觀、微觀兩個(gè)世界的認(rèn)知和聯(lián)系，進(jìn)而用化學(xué)語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)，了解其中蘊(yùn)含的化學(xué)原理，就能逐漸提高在“宏、微、符”之間自由轉(zhuǎn)換的能力。

掌握化學(xué)用語(yǔ)核心部分的化學(xué)方程式，是化學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具。唯有這樣，才能使學(xué)生把宏觀的物質(zhì)世界和微觀的粒子世界通過(guò)符號(hào)聯(lián)結(jié)起來(lái)，才能達(dá)到使學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)、理解化學(xué)科學(xué)的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]畢華林.化學(xué)新教材開發(fā)與使用[M].北京：高等教育出版社，2003：59-60.

[2]Grigoriy Sereda.A simple and Easy To-Learn chart of the Main classes of Inorganic compounds and Their Acid-Base Reactions.Journal of Chemical Education，2005（11）：1645-1648.

編輯 董慧紅endprint