淺析宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)

田薇

新的化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中提出“宏觀辨識(shí)與微觀探析”是學(xué)生應(yīng)具備的五大核心素養(yǎng)之一.宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)要求學(xué)生“能從不同層次認(rèn)識(shí)物質(zhì)的多樣性，并對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類;能從元素和原子、分子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念;能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問(wèn)題.結(jié)合初中化學(xué)的內(nèi)容特征，筆者將宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)做了進(jìn)一步的解析.

宏觀辨識(shí)是指能辨識(shí)生活或生產(chǎn)中一些物質(zhì)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(jù)構(gòu)成元素的種類不同可將其分為單質(zhì)和化合物），辨識(shí)這些物質(zhì)的顏色狀態(tài)等物理性質(zhì)，辨識(shí)物質(zhì)的一些化學(xué)性質(zhì)以及在發(fā)生變化時(shí)的現(xiàn)象，了解物質(zhì)在生活、生產(chǎn)中的一些應(yīng)用，能利用化學(xué)原理解釋化學(xué)變化和自然界中涉及化學(xué)過(guò)程的一些現(xiàn)象等.宏觀辨識(shí)是認(rèn)知的視角，也是認(rèn)知的過(guò)程，是化學(xué)研究的重要內(nèi)容和成果.

微觀探析是指在知道物質(zhì)元素組成的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究物質(zhì)構(gòu)成微粒的種類、微粒的特點(diǎn)（如微粒本身體積小，微粒間有距離、微粒在不斷運(yùn)動(dòng)等）、微粒間的相互作用的特點(diǎn)（如化學(xué)鍵、氫鍵、分子間作用力等）、構(gòu)成物質(zhì)的微粒在不同環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)（如在水溶液中常見(jiàn)的酸、堿、鹽的電離）、外界因素對(duì)微粒運(yùn)動(dòng)的影響、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間關(guān)系等.

宏觀辨識(shí)與微觀探析不是孤立地從兩個(gè)角度來(lái)認(rèn)識(shí)、分析和解決化學(xué)問(wèn)題，而是結(jié)合在一起要求學(xué)生在認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化時(shí)，不僅能通過(guò)觀察辨識(shí)一定條件下物質(zhì)及其變化，還能運(yùn)用化學(xué)符號(hào)表征物質(zhì)及其變化;不僅形成“物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)”觀念，還能從物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相聯(lián)系、宏觀與微觀相結(jié)合的視角解決相關(guān)化學(xué)問(wèn)題.

一、宏觀辨識(shí)與微觀探析是一種化學(xué)學(xué)科認(rèn)知過(guò)程

學(xué)生在接觸一種新物質(zhì)時(shí)，通常首先會(huì)從宏觀上掌握物質(zhì)的性質(zhì)（如鹽酸、硫酸、硝酸均能使石蕊試液變紅，顯示其具有酸性），然后深入學(xué)習(xí)該類物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)（如鹽酸、硫酸、硝酸的元素組成中均有氫元素，在水溶液中均能夠電離出氫離子，因而具有酸的通性）;或者首先觀察物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)（如氫氧化鈣含有氫氧根），然后推測(cè)出物質(zhì)具有的宏觀性質(zhì)（如氫氧化鈣能夠使酚酞變紅）.在此過(guò)程中，化學(xué)符號(hào)起著重要的承接作用.

二、宏觀辨識(shí)與微觀探析是一種化學(xué)學(xué)科觀念

物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)組成決定著物質(zhì)所能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和其具有的宏觀的物理與化學(xué)性質(zhì);反之通過(guò)對(duì)某些典型宏觀的化學(xué)反應(yīng)的研究，能夠勾畫(huà)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的輪廓，甚至能描繪到某些細(xì)節(jié).例如酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是酸溶液中的氫離子與堿溶液中的氫氧根結(jié)合生成水，并且伴隨著熱量的放出，并且強(qiáng)酸強(qiáng)堿完全反應(yīng)那一刻溶液在室溫下的pH為7，且放出的熱量最多.反之在反應(yīng)的過(guò)程中通過(guò)pH隨時(shí)間變化的曲線圖就能分析描繪出在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)反應(yīng)進(jìn)行的情況.

三、宏觀辨識(shí)與微觀探析是化學(xué)學(xué)科的思維方式

宏觀辨識(shí)與微觀探析的思維方式為化學(xué)學(xué)習(xí)提供了全新的視角，能夠增進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解，提高學(xué)生分析和解決化學(xué)問(wèn)題的能力.在科學(xué)探究的過(guò)程中，學(xué)生可能通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到物質(zhì)宏觀的現(xiàn)象，再?gòu)奈⒂^的角度去進(jìn)行分析，比如探究某物質(zhì)的組成時(shí)，將該物質(zhì)與硝酸酸化的硝酸銀反應(yīng)得到白色沉淀、再與硫酸溶液反應(yīng)得出生成白色沉淀，通過(guò)對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行分析，可以推理得到該物質(zhì)為氯化鋇，同時(shí)也可歸納總結(jié)出含有氯離子的物質(zhì)具有相似的化學(xué)性質(zhì)即能與銀離子反應(yīng)生成白色沉淀，含有鋇離子的物質(zhì)與硫酸根反應(yīng)也能生成白色沉淀.這是一個(gè)歸納總結(jié)的過(guò)程.

四、宏觀辨識(shí)與微觀探析的思維路徑

根據(jù)前文的分析可知，宏觀辨識(shí)與微觀探析是一種思維方式，因而具有一定的思維路徑.對(duì)其思維路徑的分析也便于了解該素養(yǎng)的要素和結(jié)構(gòu)，經(jīng)分析研究宏觀辨識(shí)與微觀探析包含兩種思維路徑，如圖1和圖2所示.