“宏觀辨識(shí)與微觀探析”核心素養(yǎng)培養(yǎng)途徑
——以“元素化合物知識(shí)”為例

◇ 江蘇 沈文晶

宏觀辨識(shí)與微觀探析是高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成內(nèi)容之一.高中化學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)做好宏觀辨識(shí)與微觀探析內(nèi)容的學(xué)習(xí)與解讀,尋找其與元素化合物知識(shí)之間的契合點(diǎn),積極尋找相關(guān)的教學(xué)策略,使學(xué)生扎實(shí)掌握該部分內(nèi)容,提高核心素養(yǎng).

1 宏觀辨識(shí)與微觀探析解讀

高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)從三個(gè)方面對(duì)宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)進(jìn)行了說明：從不同層次認(rèn)識(shí)物質(zhì)多樣性,并對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類；能從元素、原子、分子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與變化,形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念；能從宏觀與微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問題.其中第一個(gè)層面是指對(duì)物質(zhì)有宏觀的認(rèn)識(shí),能夠按照一定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行合理分類.第二個(gè)層面是從微觀層面對(duì)物質(zhì)進(jìn)行本質(zhì)的理解,掌握物質(zhì)的內(nèi)部構(gòu)成,認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的宏觀性質(zhì)與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切相關(guān),由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定.第三個(gè)層面則強(qiáng)調(diào)應(yīng)用,即,能夠根據(jù)所學(xué),立足宏觀、微觀兩個(gè)視角,對(duì)相關(guān)化學(xué)問題進(jìn)行合理的分析,并加以解決.在進(jìn)行元素化合物知識(shí)講解中應(yīng)注重從以上三個(gè)層面入手,結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容,尋找可行的教學(xué)策略,順利完成宏觀辨識(shí)與微觀探析培養(yǎng)目標(biāo).

2 宏觀辨識(shí)與微觀探析培養(yǎng)的具體實(shí)踐

2.1 做好物質(zhì)宏觀分類教學(xué)

高中化學(xué)元素化合物涉及的知識(shí)點(diǎn)較多,按照一定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行合理的分類,有助于學(xué)生從宏觀上把握相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),更好地加深學(xué)生印象,構(gòu)建系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò).在教學(xué)過程中,要為學(xué)生深入講解不同物質(zhì)所屬的類別,并鼓勵(lì)學(xué)生做好總結(jié).如根據(jù)物質(zhì)所含的陽離子可將Na2CO3、K2SO4分為鈉鹽和鉀鹽,而根據(jù)所含的陰離子可將Na2CO3、K2SO4分為碳酸鹽和硫酸鹽,使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到分類標(biāo)準(zhǔn)不同,物質(zhì)所屬的種類可能相同,也可能不同.圍繞所學(xué)的元素化合物知識(shí)設(shè)計(jì)有趣的問題,使他們掌握物質(zhì)分類的方法與技巧,加深對(duì)化學(xué)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)與理解.

圖1

A.NaCl、K2SO4、KCl、(NH4)2SO4

B.NaCl、K2SO4、KCl、NH4Cl

C.Na2SO4、K2SO4、KCl、NH4Cl

D.Na2SO4、K2SO4、KCl、(NH4)2SO4

分析該題考查學(xué)生對(duì)交叉分類知識(shí)的掌握情況.觀察可知陰影部分表示兩種分類中的共同部分,可對(duì)給出的四個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行分析.選項(xiàng)A、B 中NaCl屬于鈉鹽或鹽酸鹽,選項(xiàng)A、D 兩項(xiàng)中(NH4)2SO4屬于銨鹽或硫酸鹽,均不符合題意.對(duì)于選項(xiàng)C 中Na2SO4、K2SO4分別為鈉鹽、鉀鹽,而根據(jù)陰離子分類其均屬于硫酸鹽；KCl、NH4Cl分別屬于鉀鹽和銨鹽,根據(jù)陰離子分類其均屬于鹽酸鹽,符合題意.

2.2 深入剖析物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

在元素化合物教學(xué)中,為使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的性質(zhì)是由內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的,教師應(yīng)制作相關(guān)的多媒體課件,放大化地呈現(xiàn)物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時(shí),使學(xué)生清晰地看到物質(zhì)內(nèi)部原子的構(gòu)成、位置等,在頭腦中形成清晰的印象.同時(shí),展示同素異形體內(nèi)部結(jié)構(gòu),引導(dǎo)學(xué)生分析其化學(xué)性質(zhì)的異同,思考同素異形體化學(xué)性質(zhì)不同的內(nèi)在原因.為引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)有深刻的認(rèn)識(shí),教師可結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,優(yōu)選經(jīng)典習(xí)題,在課堂上展示,要求學(xué)生應(yīng)用所學(xué)進(jìn)行分析解答,鞏固學(xué)生所學(xué)的同時(shí),使其能夠運(yùn)用所學(xué)的微觀知識(shí),分析相關(guān)的化學(xué)問題.

A.N4是由非極性鍵構(gòu)成的分子晶體

B.氮元素非金屬性強(qiáng)于磷,則N4沸點(diǎn)高于P4(白磷)

C.1 molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2氣體吸收熱量888kJ

D.N4與N2互為同分異構(gòu)體

圖2

分析該題目從物質(zhì)的微觀角度入手,能很好地考查學(xué)生對(duì)物質(zhì)的微觀認(rèn)識(shí).N4由4個(gè)N 原子構(gòu)成,分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱,屬于非極性分子,選項(xiàng)A 正確.N4和P4原子內(nèi)部存在共價(jià)鍵,相對(duì)分子質(zhì)量越高,沸點(diǎn)越高,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.根據(jù)分子內(nèi)部存在的共價(jià)鍵個(gè)數(shù)以及吸放熱關(guān)系,不難求出1molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2氣體放出的熱量為945kJ×2－167kJ×6＝1890kJ－1002kJ＝888kJ,選項(xiàng)C 錯(cuò)誤.N4與N2屬于同素異形體,選項(xiàng)D 錯(cuò)誤.

2.3 創(chuàng)設(shè)情境提升應(yīng)用能力

在元素化合物教學(xué)中,為使學(xué)生能從宏觀與微觀兩個(gè)角度分析相關(guān)化學(xué)問題,提升學(xué)生的靈活應(yīng)用能力,教師要為學(xué)生講解宏觀與微觀的化學(xué)知識(shí),使學(xué)生能夠準(zhǔn)確記憶、理解相關(guān)的概念、計(jì)算公式等.另一方面,為使學(xué)生能夠靈活地實(shí)現(xiàn)宏觀與微觀之間的轉(zhuǎn)化,避免走進(jìn)解題的誤區(qū),在課堂教學(xué)中要注重創(chuàng)設(shè)相關(guān)的問題情境.

A.1molOD－和17g—OH 所含的質(zhì)子與中子均為9NA

B.7.8gNa2S與Na2O2的混合物含有離子總數(shù)為0.3NA

C.將11.2LCl2通入足量石灰乳中制備漂白粉,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5NA

D.1mol·L－1的氯化銅溶液中含有0.2NA個(gè)氯離子

分析物質(zhì)的量是聯(lián)系宏觀與微觀知識(shí)的重要橋梁,通常與阿伏加德羅常數(shù)一起考查學(xué)生對(duì)宏觀、微觀的認(rèn)識(shí)程度.1molOD－、—OH 均含有9mol質(zhì)子,但1molOD－含有9NA的中子,1 mol—OH 含有8NA的中子,選項(xiàng)A 錯(cuò)誤.1 molNa2O2和1 mol Na2S均含有3mol離子,選項(xiàng)B 正確.很多學(xué)生誤認(rèn)為選項(xiàng)C是正確的,事實(shí)上,題中只給出了11.2L 的Cl2,并不知道是否在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,因此,不能確定Cl2的物質(zhì)的量,錯(cuò)誤.選項(xiàng)D 未告知氯化銅溶液的體積,因此無法確定含有的氯離子數(shù),錯(cuò)誤.

為在元素化合物教學(xué)中更好地培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),在教學(xué)過程中要對(duì)宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真的學(xué)習(xí)與解讀,深刻了解其內(nèi)涵.同時(shí),對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真分析,有針對(duì)性地講解基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),精講一些典型例題,加深學(xué)生的理解,提升學(xué)生靈活應(yīng)用能力,不僅能順利完成教學(xué)目標(biāo),而且還能有效提升學(xué)生的宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng).