三重表征在化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)的應(yīng)用

魏小勤

【摘要】 “化學(xué)反應(yīng)原理”是高中化學(xué)學(xué)科的必選模塊，研究中學(xué)化學(xué)基本理論，內(nèi)容抽象，邏輯性強(qiáng)，是最能體現(xiàn)學(xué)科本質(zhì)的模塊。且在高考中所占的分值較高，直接影響學(xué)生高考成績(jī)，與學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力掛鉤。隨著新課改教學(xué)思想的提出，化學(xué)三重表征走進(jìn)了教育工作者的視野?；瘜W(xué)三重表征包括三重外部表征和三重內(nèi)部表征，其是指宏觀知識(shí)、微觀知識(shí)及符號(hào)知識(shí)外在的呈現(xiàn)形式和在頭腦中的加工與呈現(xiàn)形式。研究表明，化學(xué)三重表征能夠解決很多教學(xué)上的問題，讓學(xué)生對(duì)化學(xué)核心概念能夠理解和吸收，化為己用，提高高考成績(jī)。因此，研究三重表征在化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)中的作用和意義，分析三重表征在化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)中的應(yīng)用策略，有助于加強(qiáng)學(xué)生在表征之間的轉(zhuǎn)換意識(shí)和能力，構(gòu)建學(xué)生化學(xué)學(xué)科系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】 三重表征 化學(xué)反應(yīng)原理 實(shí)踐教學(xué)

【中圖分類號(hào)】 G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 1992-7711（2017）08-079-01

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1.化學(xué)三重表征的內(nèi)涵與意義

化學(xué)學(xué)科作為高中重點(diǎn)考查科目之意，意在通過研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)踐能力?；瘜W(xué)研究物質(zhì)宏觀和微觀上的各種變化，并據(jù)此細(xì)分為三個(gè)領(lǐng)域：可觀察現(xiàn)象的宏觀世界；分子、原子和亞原子微粒構(gòu)成的微觀世界；化學(xué)式、方程式和符號(hào)等構(gòu)成的符號(hào)與數(shù)學(xué)世界。化學(xué)學(xué)科的特性意味著學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)需要通過這三個(gè)方面來進(jìn)行思考和感知，由此形成了對(duì)“宏觀表征、微觀表征和符號(hào)表征”的認(rèn)識(shí)。三重表征在化學(xué)學(xué)科中指的是三重外部表征和三重內(nèi)部表征。通過物理現(xiàn)象外部表征的合理呈現(xiàn)，來分析內(nèi)部表證的建構(gòu)過程。常見的外部表征包含文本、圖標(biāo)等靜態(tài)內(nèi)容，而內(nèi)部表證指的是宏觀知識(shí)與微觀知識(shí)、符號(hào)知識(shí)等在學(xué)習(xí)者頭腦中的建構(gòu)內(nèi)容。宏觀表征主要指的是物質(zhì)的形態(tài)特征，能夠直觀體現(xiàn)出來。而微觀表征指的是組成物質(zhì)的微觀粒子及粒子性質(zhì)。符號(hào)表征是指化學(xué)學(xué)科中的方程式、分子式等表示物質(zhì)組成和性質(zhì)的符號(hào)。

2.三重表征在化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)中的應(yīng)用策略

2.1運(yùn)用三重表征思想，建立學(xué)生微觀世界的觀念

受社交網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等影響，當(dāng)代高中生日常生活中習(xí)慣了了娛樂性、碎片化的閱讀方式，而化學(xué)學(xué)科是系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，學(xué)生需要具有較高的想象能力和思維能力、辨別能力，才能完成對(duì)自身化學(xué)知識(shí)系統(tǒng)的建構(gòu)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生能夠通過實(shí)驗(yàn)接觸到各種可見的宏觀現(xiàn)象，學(xué)生需要據(jù)此培養(yǎng)自己的微觀構(gòu)想能力，才能完成從實(shí)際到理論的轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)。微觀世界是不可見的，但卻是化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)。教師需要在教學(xué)中運(yùn)用三重表征思想，讓學(xué)生建立對(duì)微觀世界的概念。例如，在化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)中，教師可以通過視覺所見，引導(dǎo)學(xué)生接受更深層次的信息。化學(xué)的視覺語言是通過化學(xué)符號(hào)和圖標(biāo)來表示化學(xué)物質(zhì)和過程的性質(zhì)和行為，例如物質(zhì)的成分（如H，O，H2O），或其屬性和行為（如+，g，→），并開發(fā)新模板以促進(jìn)概念理解與程序推理（如描述化學(xué)反應(yīng)）。教師可以據(jù)此模擬化學(xué)現(xiàn)象，或讓學(xué)生動(dòng)手制作模型、繪制圖像，讓學(xué)生將自己理解的微觀世界表達(dá)、展示出來。

2.2構(gòu)建概念框架，幫助學(xué)生理解化學(xué)現(xiàn)象的聯(lián)系

多媒體技術(shù)在化學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用，有助于學(xué)生培養(yǎng)三重表征思維能力，理解化學(xué)現(xiàn)象的內(nèi)在和外在聯(lián)系。在多媒體內(nèi)容為輔，利用三重表征思維開展化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)時(shí)，教師可以先讓學(xué)生對(duì)教材上的理論知識(shí)有一定的概念框架，鼓勵(lì)學(xué)生整合頭腦中的概念框架形成視覺表征，然后通過一定的方式方法，驗(yàn)證和總結(jié)理論知識(shí)。在學(xué)習(xí)過程中，由于學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備量有限，教師需要及時(shí)跟進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，幫助學(xué)生快速理解和解決問題，從“求知”和“可行”兩處入手激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。例如，在學(xué)習(xí)“氯水性質(zhì)”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師可以運(yùn)用三重表征理論指導(dǎo)元素化合物性質(zhì)教學(xué)。在學(xué)生明確了“氯氣可溶于水”這一理論后，教師可以為學(xué)生展示“氯氣倒扣于水中，后溶于水，溶液顏色呈黃綠色，伴有刺激性氣味，產(chǎn)生氯水”這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。然后引導(dǎo)學(xué)生思考，氯水溶于水，是物理溶解反應(yīng)，還是化學(xué)反應(yīng)？刺激性氣味是怎么產(chǎn)生的？讓學(xué)生帶著問題去探究。從水變色可知，溶液中含有氯分子（Cl2），再進(jìn)一步研究溶液中是否存在微觀反應(yīng)。教師可引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合過往的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。如“取10毫升氯水于試管并滴加紫色石蕊試液1至2滴，觀察紫色石試液是否褪色”來驗(yàn)證溶液的酸堿性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為“紫色石試液先變紅后褪色”，則證明氯水中含有氫離子（H+），產(chǎn)生了次氯酸（HClO），顯酸性。

2.3合理運(yùn)用綜合知識(shí)，促進(jìn)三重表征交互聯(lián)動(dòng)

處理化學(xué)知識(shí)時(shí)，如果我們認(rèn)為它們是純粹的現(xiàn)象，那么我們可能會(huì)傾向于將它們歸為宏觀水平；如果我們認(rèn)為它們是描述、解釋和預(yù)測(cè)的模型，就易認(rèn)為它們?cè)谖⒂^或符號(hào)水平，如何連接它們成了化學(xué)教育的難點(diǎn)。教師需要讓學(xué)生多觀察、多總結(jié)，運(yùn)用綜合知識(shí)，來完成三重表征之間的相互轉(zhuǎn)化。只有學(xué)生完成這一學(xué)習(xí)任務(wù)，才能將化學(xué)知識(shí)內(nèi)化為自己的實(shí)踐技能。體現(xiàn)方式為學(xué)生面對(duì)物質(zhì)的宏觀反應(yīng)，能推導(dǎo)出化學(xué)變化的微觀本質(zhì)，再運(yùn)用符號(hào)語言轉(zhuǎn)化為文本內(nèi)容。在教學(xué)中，教師要先培養(yǎng)自己的三重表征教學(xué)意識(shí)，對(duì)自己的教學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)完成升級(jí)，再將之運(yùn)用到課堂教學(xué)中，配合正確的教學(xué)語言和轉(zhuǎn)換范例，提高學(xué)生對(duì)不同表征進(jìn)行轉(zhuǎn)化的意識(shí)和能力。為此，教師需要深入研究挖掘各知識(shí)點(diǎn)的三重表征聯(lián)系，將之由淺入深地傳授給學(xué)生。

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