基于數(shù)據(jù)分析的“宏觀辨識與微觀探析”核心素養(yǎng)的教學建議

楊愛萍

摘要：教學中如何培養(yǎng)學生“宏觀辨識與微觀探析”核心素養(yǎng)，幫助學生用微粒的觀念去學習物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律，使學生初步理解化學現(xiàn)象的本質(zhì);從宏觀世界的現(xiàn)象中找到微觀世界的本質(zhì)，從微觀的角度去認識物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，是擺在老師們面前的一個重要課題，也是具有挑戰(zhàn)性的問題。

關(guān)鍵詞：微觀探析;宏觀辨識;教學建議

人教社九年級化學教材從第三單元《物質(zhì)構(gòu)成的奧秘》內(nèi)容，開始用微粒的觀念去認識、學習化學，通過觀察、想象、類比、模型化等方式使學生初步理解化學現(xiàn)象的本質(zhì);將學生從五彩繽紛的宏觀世界帶入充滿神奇色彩的微觀世界。如何將化學反應的宏觀現(xiàn)象、符合表征和微觀解釋有機融合在一起，通過建立模型，更直觀地幫助學生理解化學反應的實質(zhì)以及符號表征的意義，是眾多老師們在教學中遇到的一個難題。通過開展了紙筆測試和數(shù)據(jù)分析方法，對所教學生在平時作業(yè)和測試情況進行分析和研究，找到學生在學習和理解過程的障礙點，以改進教學方法。

一、紙筆測試內(nèi)容：

1、我們常從微觀認識宏觀的化學反應，下圖是乙烯（CH）燃燒的微觀示意圖（2分）。

⑴該反應中單質(zhì)的化學式為;⑵該反應的化學方程式為，兩種反應物的質(zhì)量比為。

2、氫氣是理想的清潔高能燃料，以水為原料生產(chǎn)氫氣的方法有多種。（2分）

方法Ⅰ：電解水法。寫出電解水的化學方程式。

方法Ⅱ：光解水法。我國科學家已研制出在新型高效光催化劑作用下，利用太陽能分解水制氫氣。水在催化劑表面時，分解的微觀過程用示意圖表示如下：（“○”表示氫原子，“●”表示氧原子，“ ”表示催化劑）。

則水分解微觀過程的正確順序是（填數(shù)字序號）。上述過程中，不能再分的粒子是。

二、紙筆測試結(jié)果

共計二個小題，每個小題滿分均為2分，學生的得分情況為：

針對第2小題，對學生進行100份抽樣統(tǒng)計，得分情況結(jié)果如下：

三、學生的答題情況：

對學生具體的答題情況及失分點進行分析，反映出來的主要問題有：

第1題：一是書寫不規(guī)范錯誤。如O寫成O2，CH寫成H4C2 HO寫成OH ?CO寫成CO;二是方程式?jīng)]有配平，亂寫箭頭。在O ?CO后標“↑”;三是質(zhì)量比沒有乘以化學計量數(shù)，“7︰8”錯誤率高;四是計算錯誤。

第2題：答題具體情況如下。

四、教學建議：

一是要培養(yǎng)學生微粒模型認識能力。

其一是結(jié)合水分子的模型和化學式，讓學生學會將模型變成化學式，根據(jù)化學式學會建立模型。學生在畫和拆分水分子的過程中，知道水分子是由兩個氫原子和一個氧原子構(gòu)成的，然后分析、比較學生已知的水的化學式，從而建立起模型與化學式、化學符號間的聯(lián)系。

其二是讓學生學會從模型化的角度去認識化學反應的實質(zhì)，原來的分子是怎樣變成新的分子。老師在教學中，可以借助模型去理解化學化學反應中分子的變化情況。建議以水為例（書本中主要是以文字性的描述和氧化汞分解的圖例為例），通過具體的實物（模型）去體會化學反應中，分子先分成原子，然后原子重新組合成新的分子，進一步去體會化學反應中分子是可分的，原子是不可分的，從而得出原子其實就是化學變化中的最小微粒。

二是可以增設化學實驗，培養(yǎng)學生建立微觀與宏觀間相互聯(lián)系的能力。

書本中有關(guān)于證明分子在不斷動的實驗，對于分子之間有間隔的實驗，教材中只是簡單的文字描述，不能有效的幫助學生去認識。建議可以增設以下實驗，幫助學生去認識。

實驗一：用注射器實驗。取一支注射器，將活塞往外拉到一定的刻度，然后用手堵住另一端，然后推動活塞，觀察活塞能動并前進到一定位置后，就不能繼續(xù)前進，證明分子間的間隔是可以通過外力改變的。同時用另一支注射器將同樣刻度的水，用同樣的方法比較活塞的變化情況，得出不同狀態(tài)的物質(zhì)分子間的間隔是不一樣的;

實驗二：用打火機實驗。取一支試管用排水法收集一試管打火機里的氣體，比較收集氣體前后打火機里液體體積的變化情況，然后分別打打火機和點燃試管里的氣體，觀察現(xiàn)象，試管里的氣體和打火機里的物質(zhì)一樣具有可燃性，說明是相同的物質(zhì)，但是體積的差異且很大，說明物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，分子是沒有變的，只是分子間的間隔發(fā)生了變化，從而去認識物理變化過程中，分子本身不變，而是分子之間的間隔發(fā)生了變化而已。而打火機里的物質(zhì)燃燒后就變成別的物質(zhì)了，不再具有打火機里燃料一樣的化學性質(zhì)，進而進一步認識由分子構(gòu)成的物質(zhì)，分子是保持物質(zhì)化學性質(zhì)的最小粒子。通過以上一系列的實驗，讓學生學會用微粒的觀念去解釋宏觀看到的現(xiàn)象，進一步建立宏觀現(xiàn)象用微觀去探析的觀念，培養(yǎng)學生探微能力。

三是注重前后知識的聯(lián)系性，培養(yǎng)學生對知識統(tǒng)一性認識的能力。

比如在第六單元《碳和碳的氧化物》章節(jié)中，讓學生學會從原子結(jié)構(gòu)的角度去認識金剛石和石墨化學性質(zhì)相同的原因，一氧化碳和二氧化碳物質(zhì)性質(zhì)差異的原因等，都可以幫助學生進一步從微粒的角度去認識物質(zhì)。在學習《質(zhì)量守恒定律》后，學生對參加反應的物質(zhì)的認識，往往停留在量的角度去理解。老師在教學中應該從微粒的角度，去體會反應中如果有沒有參加反應的物質(zhì)，則是因為構(gòu)成這種物質(zhì)的分子或原子沒有參加反應，并從模型的角度去觀察是不是每一種物質(zhì)的分子是否都參與了反應，從而反應物是否都參加了反應等。

微觀的世界讓化學變得豐富多彩，也讓學生的學習遇到了障礙，只有老師采用多種有效的方法，幫助他們真正走進到微觀的世界里，化學的學習興趣就會越來越高，化學學科教學的宗旨才能得以實現(xiàn)。

參考文獻：

[1]義務教育教科書教師教學用書.九年級化學上冊-2版，-北京：人民教育出版社，2016.6

[2]義務教育化學學課程標準：2011年版.北京：北京師范大學出版社，2012.1

[3]2014-2016年宜昌市初中畢業(yè)生學業(yè)考試化學學科試題