農(nóng)村初中學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)策略探究之宏微結(jié)合理論教學(xué)探究

趙仁勇

摘 要：化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化及其應(yīng)用的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，宏觀與微觀的聯(lián)系是化學(xué)不同于其他科學(xué)最特征的思維方式?！叭绻瑢W(xué)們沒(méi)有將微觀與宏觀緊密聯(lián)系起來(lái)，就難以完成從宏觀到微觀、從微觀到符號(hào)的抽象思維過(guò)程，這樣就容易導(dǎo)致化學(xué)學(xué)習(xí)困難和死記硬背。在化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生“見(jiàn)宏思微，以微窺宏”的的宏微結(jié)合思維方式，能很好的促使學(xué)生具有綜合分析和應(yīng)用科學(xué)知識(shí)，解決自然、社會(huì)、生活中的各種問(wèn)題的能力，能幫助學(xué)生梳理知識(shí)之間的邏輯關(guān)系，理清宏觀、微觀化學(xué)概念間的必然聯(lián)系，便可將化學(xué)知識(shí)內(nèi)化為學(xué)科素養(yǎng)。本文根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)探索，談?wù)労晡⒔Y(jié)合理論在教學(xué)中的應(yīng)用。

一、宏微結(jié)合理論

“宏微結(jié)合”是指將微觀和宏觀聯(lián)系起來(lái)的一種思維方式，是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，是用化學(xué)解決問(wèn)題的一個(gè)獨(dú)特的視角?；瘜W(xué)學(xué)習(xí)要讓學(xué)生既能夠“見(jiàn)微知著”，也能夠“見(jiàn)著知微”?！昂晡⒔Y(jié)合”中既有宏觀辨識(shí)又有微觀探析。宏觀辨識(shí)是觀察、認(rèn)知物質(zhì)的形態(tài)及變化等宏觀現(xiàn)象來(lái)區(qū)分和辨識(shí)不同的物質(zhì)，需掌握相應(yīng)的化學(xué)符號(hào)表征這些物質(zhì)的組成及變化;微觀探析是從微觀層面了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成，從而判斷其性質(zhì)。即“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用”。其中，物質(zhì)的性質(zhì)體現(xiàn)在宏觀變化上，物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)等微觀理論則是理解性質(zhì)、把握變化本質(zhì)的依據(jù)。教學(xué)中應(yīng)該盡可能地將宏觀與微觀二者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)形象化的微粒模型等方式，建立起微觀粒子行為的表象，從微觀本質(zhì)上認(rèn)識(shí)和思考宏觀的現(xiàn)象和變化。這樣能促進(jìn)同學(xué)們對(duì)知識(shí)的理解，幫助同學(xué)們邁入化學(xué)的大門(mén)。

二、宏微結(jié)合理論的應(yīng)用

1、應(yīng)用宏微理論探究物質(zhì)

化學(xué)的研究對(duì)象是物質(zhì)。首先從宏觀上去區(qū)分物質(zhì)和物體、物品。學(xué)生在初學(xué)化學(xué)時(shí)，最大的難度就是把生活中的物體、物品與化學(xué)中的物質(zhì)混淆起來(lái)。例如：鐮刀、斧頭、鐵錘、鐵鍋等是形狀和用途各不相同的物品，但是制作構(gòu)成它們的材料都是鐵這種物質(zhì);冰、雪、露、水蒸氣是不同的物體，但是它們都是水這種物質(zhì)的不同形態(tài)。構(gòu)成物體的鐵、水等即為物質(zhì)。同一種物質(zhì)可以構(gòu)成不同的物體，一個(gè)物體也可以由幾種物質(zhì)構(gòu)成，可見(jiàn)“物質(zhì)”與“物體”不是同一概念。物質(zhì)是宏觀概念，而物體是一個(gè)具體的事物。世界上所有的物體，包括生物和非生物以及人體都是由物質(zhì)構(gòu)成的，所以說(shuō)世界是物質(zhì)的，沒(méi)有物質(zhì)，沒(méi)有世界。其次從宏觀和微觀上探究物質(zhì)的組成和構(gòu)成。宏觀上物質(zhì)都是由元素組成，可以由一種元素組成，也可以由兩種或兩種以上的元素組成，可以用化學(xué)式來(lái)表征。例如：氧氣 O2? 氫氣H2? 碳C 鐵 Fe 由一種元素組成，水H2O 高錳酸鉀 KMnO4? 氧化鐵Fe2O3由兩種或多種元素組成。微觀上物質(zhì)由分子、原子、離子構(gòu)成。不同的物質(zhì)構(gòu)成的粒子不同。例如：金屬、大多固態(tài)非金屬、稀有氣體由原子構(gòu)成;金屬氧化物、堿、鹽大多由離子構(gòu)成;酸、非金屬氧化物、有機(jī)物、多原子單質(zhì)大多由分子構(gòu)成。像鐵、銅、金剛石、氖氣由原子構(gòu)成，像水、硫酸、甲烷、氧氣由分子構(gòu)成，像食鹽、氫氧化鈉、氧化鎂由離子構(gòu)成。

2、應(yīng)用宏微理論探究物質(zhì)的變化

世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是不斷變化的。物質(zhì)的變化分兩種物理變化和化學(xué)變化。應(yīng)用宏微理論可以探究物質(zhì)變化的種類(lèi)和變化的實(shí)質(zhì)。宏觀上物理變化是沒(méi)有生成新物質(zhì)的變化，實(shí)質(zhì)是物質(zhì)的種類(lèi)不變，是物質(zhì)的形狀和狀態(tài)發(fā)生變化，而化學(xué)變化是生成了新物質(zhì)的變化，實(shí)質(zhì)就是物質(zhì)的種類(lèi)改變。例如：水結(jié)成冰，水、冰是同一物質(zhì)，狀態(tài)不同，是物理變化;而水通電生成氧氣、氫氣，水、氧氣、氫氣是三種物質(zhì)，是化學(xué)變化。微觀上物理變化，對(duì)于由分子構(gòu)成的物質(zhì)實(shí)質(zhì)是分子種類(lèi)不變，而是分子的間隔、排列方式、運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生變化;而化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)：分子種類(lèi)改變，分子分成了原子，原子結(jié)成新的分子，而原子的種類(lèi)、數(shù)目、質(zhì)量沒(méi)有變化。例如：水變成水蒸氣，分子的大小、數(shù)目不變，是物理變化;而水通電產(chǎn)生氧氣和氫氣。通電時(shí)水分子分成氫原子和氧原子，氫原子結(jié)合成氫分子，氧原子結(jié)合成氧分子，是化學(xué)變化。

3、應(yīng)用宏微理論探究復(fù)分解反應(yīng)

初中化學(xué)“復(fù)分解反應(yīng)”教學(xué)中，從物質(zhì)分類(lèi)、宏觀與微觀的認(rèn)識(shí)入手，以酸堿鹽氧化物知識(shí)為載體，讓學(xué)生深刻理解酸堿鹽之間在溶液中反應(yīng)的概念和實(shí)質(zhì)，輕松學(xué)習(xí)酸堿鹽氧化物知識(shí)，形成重要的化學(xué)觀念。宏觀上復(fù)分解反應(yīng)是兩種化合物互相交換成分生成另外兩種化合物，特征上反應(yīng)物、生成物都是化合物，各元素種類(lèi)或原子團(tuán)的化合價(jià)不變;類(lèi)型上，初中階段酸堿鹽之間以及酸與金屬氧化物的反應(yīng)都是復(fù)分解反應(yīng)。微觀上是反應(yīng)物的離子互相交換重新組合有氣體、水、沉淀生成，實(shí)質(zhì)是離子之間結(jié)合成氣體、水、沉淀的反應(yīng)。應(yīng)用復(fù)分解反應(yīng)的宏微理論可以判斷酸堿鹽之間能否反應(yīng)，準(zhǔn)確寫(xiě)出酸、堿、鹽之間反應(yīng)的任何化學(xué)方程式;可以從離子的角度來(lái)分析復(fù)分解反應(yīng)，還能將知識(shí)遷移，來(lái)解決有關(guān)離子共存、物質(zhì)的鑒別、除雜等題型;還能對(duì)酸、堿、鹽有關(guān)化學(xué)性質(zhì)有更深入的理解。讓學(xué)生學(xué)習(xí)真正落到實(shí)處，所形成的認(rèn)知結(jié)構(gòu)更趨于科學(xué)合理，知識(shí)的能力價(jià)值彰顯出來(lái)。

4、應(yīng)用宏微理論，探究化學(xué)與生活問(wèn)題

讓化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)與社會(huì)生活相聯(lián)系，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)原有概念的自我轉(zhuǎn)變和自我表達(dá)的空間。通過(guò)化學(xué)的學(xué)習(xí)和宏微理論的建立，面對(duì)許多的社會(huì)問(wèn)題，善于應(yīng)用“見(jiàn)宏思微，以微窺宏”的思維方式，用學(xué)過(guò)的科學(xué)知識(shí)去解釋?zhuān)每茖W(xué)方法去推測(cè)，用科學(xué)精神去證實(shí)。例如，中醫(yī)和西醫(yī)的藥品風(fēng)格的不同，西藥說(shuō)明書(shū)上，通常能看到藥品的分子式和結(jié)構(gòu)式等信息，而中藥卻沒(méi)有。因此有人就說(shuō)西藥是化學(xué)試劑，而中藥是天然藥材。而探究西藥的成分，發(fā)現(xiàn)許多西藥是從天然植物和動(dòng)物中提取而成，所以中藥和西藥成分可能相同，只是成分含量不同，見(jiàn)藥效的時(shí)間長(zhǎng)短不同。又如，我們能判斷“本產(chǎn)品是綠色環(huán)保的，不含任何化學(xué)物質(zhì)”的類(lèi)似廣告詞是錯(cuò)誤的。我們能解釋很多人說(shuō)的“現(xiàn)在的食品里都含有化學(xué)物質(zhì)，不是天然食品，所以現(xiàn)在的疾病很多”。

5、應(yīng)用宏微理論，培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力

每年的化學(xué)中考試題把化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)有機(jī)融合到各類(lèi)題型中，滲透宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念等化學(xué)核心素養(yǎng)，突出宏觀、微觀和符號(hào)的特色，突出考查對(duì)化學(xué)學(xué)科本質(zhì)和特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，考查學(xué)生在處理各類(lèi)問(wèn)題時(shí)從化學(xué)角度進(jìn)行分析的基本能力。例如. 工業(yè)上用甲和乙在一定條件下通過(guò)化合反應(yīng)制備丙，下列是三種分子的模型圖，根據(jù)下列微觀示意圖得出的結(jié)論錯(cuò)誤的是（? ? ? ）

A.甲中碳和氫元素的質(zhì)量比為6：1? ? ?B.該反應(yīng)屬于化合反應(yīng)

C.乙和丙都屬于氧化物? ? ? ?D.2.8g甲完全反應(yīng)能生成4.6g丙

該題以微粒示意圖來(lái)分析乙烯和水反應(yīng)前后分子種類(lèi)的變化，建立起微粒與化學(xué)反應(yīng)、物質(zhì)組成的聯(lián)系，找出反應(yīng)物生成物之間的量的關(guān)系，并進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了對(duì)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”素養(yǎng)的考查。

總之，在化學(xué)教學(xué)中，教師要注意運(yùn)用“見(jiàn)宏思微、以微窺宏”的思維對(duì)初中化學(xué)整體知識(shí)進(jìn)行劃分，整理出核心知識(shí)。理清教學(xué)主次，讓學(xué)生集中主要的時(shí)間和精力理清宏觀、微觀化學(xué)概念，梳理知識(shí)之間的邏輯關(guān)系，使學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的過(guò)程中內(nèi)化為“宏觀辨識(shí)與微觀探析”這一化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]《基于學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的化學(xué)學(xué)科能力研究》 王磊? 等著 北京師范大學(xué)出版社出版.

[2]《21世紀(jì)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究》? 林崇德 主編? ?北京師范大學(xué)出版社出版.

[3]《化學(xué)教學(xué)最優(yōu)化研究》? 曹洪昌? 著? 人民教育出版社出版.

[4]義務(wù)教育教科書(shū) 《化學(xué)》上下冊(cè) 山東教育出版社.