张少青

厦门市第九中学，福建 厦门 361004

“宏微”素养下核心知识与关键能力的教学策略

张少青

厦门市第九中学，福建 厦门 361004

“宏微”素养下的教学，利用实证素材是基础，形成结构化的核心知识是根本，发展思维能力是关键，培养必备品格是目标。

宏微结合；核心知识；关键能力；教学策略

化学课程标准指出：化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化及其应用的一门基础学科，其特征是从微观层面认识物质，以符号形式描述物质，在不同层面创造物质。“宏微结合”素养目标包含能从不同层次认识物质的多样性，并对物质进行分类；能从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化，形成化学基本观念。能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题，培养学科核心素养。

一、利用实证素材是基础

“宏微结合”的核心知识包括分子、原子、离子、元素等抽象性的基本概念。“如何让学生从宏观进入微观，帮助学生建立微粒观”、“如何引领学生从微观视角认识物质的性质和变化”一直是教学中的难点。利用微观图片、分子模型、数据、实验和化学史资料等证据素材，有效帮助学生形成认识思路。

认识微粒的存在。展示用扫描隧道显微镜拍摄的各种分子、原子图片，帮助学生认识氧气、水、二氧化碳等物质是由分子构成的；常见的金属和稀有气体是由原子构成的；氯化钠等化合物是由离子构成的。把微粒具体化，让学生相信分子、原子、离子的真实存在，这是建立微粒观的前提。

认识微粒的基本性质。1滴水中含有1.67×1021个水分子，通过计算，假设每人每天吃5000粒米，1.67×1021粒米可供全世界人吃多少年？让学生体会到分子的不一般“微小”。通过观察、解释实验现象：品红在热水和冷水中扩散的比较、浓盐酸和浓氨水相互接近时的“管中生烟”现象，让学生认识到物质微粒运动的特点。通过两支注射器中分别装入10mL空气和10mL水，然后用手推压，比较体积变化情况，让学生认识到物质微粒间隔的特点。

为进一步帮助学生形成认识思路，将化学史融入课堂教学。通过讲述道尔顿、汤姆生、卢瑟福等科学家相继探索原子构成的故事，让学生感知电子、质子、中子的存在以及它们的特征，内化原子构成的知识；还能充分领略科学家运用实验、假说、模型等方法认识微观世界，激发学生的情感和思维同步。

二、形成结构化的核心知识是根本

（一）核心知识的功能价值

“宏微结合”主题教学对学生有两大发展点：一是帮助学生建立微粒观；二是从微观角度描述、认识物质的组成和结构，对物质进行分类，解释物质变化和性质。

分子概念的功能价值主要有：对物质以及对物质分类、变化、性质的认识从宏观水平发展到微观水平，使学生不仅认识到分子是构成物质的一种微粒，还能基于微观视角解释一些宏观现象。

原子概念的功能价值主要有：一是丰富了对构成物质微粒的认识，即有些物质是由原子直接构成的，有些物质是由分子构成的，分子则是由原子构成的；二是对物质发生化学变化的认识从宏观发展到微观的原子重新组合，解释不同分子间的转化关系；三是通过原子结构的学习，发展了学生对物质性质的认识，还为元素概念的本质理解创造条件。

元素概念的功能价值主要有：一是发展了对物质的认识，即从元素角度看物质的组成，找到不同物质之间的异同之处，区分单质和化合物；二是发展了对变化的认识，即从元素角度看化学反应，建立物质转化之间的联系，转化过程中元素种类不发生变化，这对于设计物质转化路径有重要意义。

（二）整体设计，形成结构化知识

内容线问题线设计意图

图1 “宏微”素养下的知识结构化

利用核心知识的功能价值，首先，集中处理分子、原子、元素等核心概念，帮助学生从宏观到微观建立对物质的整体性认识；其次，是物质分类教学，帮助学生建立分子与物质的对应关系，即分子不变、物质不变的观点，为学生基于分子认识物质变化与性质奠定基础；最后，原子结构与离子教学，帮助学生基于微观认识物质性质，搭建了对物质的认识从组成、构成、分类、变化与性质的认识发展脉络[1]。

三、发展思维能力是关键

基于化学学科本质及“宏微”素养培养要求，将发展思维能力要素确定为模型思维能力、符号表征能力、迁移应用能力、定量化能力。

（一）模型思维能力

模型思维能力是指学生运用模型描述分子、原子等研究对象，解释和预测物质变化与规律，并能建构模型解释自己理解的能力。

模型思维有助于学生搭建宏观到微观的桥梁。比如，在《分子和原子》的学习中提供了一些分子（N2、H2、NH3）模型图，引导学生解读模型中显性和隐性信息：①物质与分子的对应关系？②分子与原子的关联？③如果一个容器中装有这3种分子，那么容器内的物质是纯净物还是混合物？什么情况下容器内的物质是纯净物、单质、化合物？④如果把氢分子变成氨分子，需要增加什么微粒？反应前后变和不变的各是什么？通过模型思维，使学生在宏观、微观、模型三者之间构建联系，增进对物质类别及其变化的理解力,促进微粒观的形成。

（二）符号表征能力

符号表征能力是指学生在理解化学符号涵义（宏观、微观、量的关系等）的基础上，能够利用化学符号表达物质的组成、结构、性质和变化规律，进行思考和推理以及解决实际问题的能力。

符号表征有助于学生实现思维在宏观和微观之间转换。比如分子、原子的教学，当学生观察电解水实验后，设计如下学习活动：①用文字表达式表示这个化学反应；②分别画出构成水、氢气、氧气的分子示意图；③利用示意图表达水分子变成氢分子和氧分子的过程（或用磁扣在黑板上模拟）；④用化学式表示变化过程：2H2O=2H2+O2（提示增加条件等）；⑤讨论：该表达式可以表达哪些涵义。这样的活动有利于学生对化学知识的宏观、符号、微观三重表征整合在一起，建立联系，使学生切实体验到符号表征的“妙处”，内化为自己的思维方式，对化学学科本质的理解以及关键能力的形成具有实践意义。

（三）迁移应用能力

在概念形成过程中，生活经验常提供支持，再把概念应用到学生相对熟悉的活动情景中，容易引起学生更多关注和主动迁移，使所学概念进一步巩固、理解，促使概念不断丰富和发展。比如，当学完物质组成和构成的核心概念后，设计如下活动：如何从对分子、原子、元素概念的理解来实现氧气的制备，实现氧气制备的变化途径是什么？要解决这个问题，学生不仅要进行分子、原子、元素概念基本理解的迁移，还要把对它们的认识与物质种类和变化作系统关联。如只有含氧元素的物质才能用于制备氧气。如果其中含有氧分子，只需采用物理变化的途径得到氧气（工业制取氧气）；如果是含有氧原子的化合物，就必须使用化学变化的途径得到氧气。围绕“元素观”设计引导性问题及多样化的学习活动，通过问题驱动学生思维，在活动中提升学生核心知识的迁移应用能力。

（四）定量化能力

定量化能力是指学生依据化学知识，运用数学手段解决物质组成、结构、变化中“量”的问题的能力。“相对原子质量”、“相对分子质量”、计算“化合物中各元素的质量比”、分析“某元素在物质总质量中所占的质量分数”等内容，都是定量研究物质组成的知识。在教学过程中，应注意引导学生从量的方面来认识物质及其变化的规律，感悟化学计算是化学研究的重要基础。但是，解决计算问题并非是单纯的数学运算，而是在综合理解化学知识基础上恰当地运用计量手段解决问题。因此，在进行活动设计时，应该考虑如何引导学生从已有的化学知识出发，通过解题思路分析和解题策略训练，使学生在解决实际问题的过程中增进对化学知识的理解。

四、培养必备品格是目标

“若失品格，一切皆失”。教育要让教育者养成“健全的人格”，使人得到全面发展。在主动参与学习的过程中，体验、感悟，形成化学的基本观念，理解科学的本质，认识化学科学价值，培养社会责任和科学精神。例如，通过分子和原子的学习，增强对“世界是物质的”、“物质是变化的”等辩证唯物主义观点的认识，初步建立科学的物质观；通过原子结构的研究历史，感悟科学探究的过程与方法，体验科学发展的曲折过程，体会科学家求真务实、勤于思考、勇于创新的科学精神。通过阅读张青莲教授为相对原子质量的测定做出的突出贡献，激发爱国主义情感，体会化学定量研究的重要性。通过了解中科院移走硅原子形成“中国”两个字，感受中国的科技水平，培养民族自豪感与自信心。

[1]罗滨.初中化学教学关键问题指导[M].北京：高等教育出版社，2015.

张少青（1971-），女，福建漳浦人，中学一级教师，厦门市市级骨干教师。研究方向：中学化学教育教学研究。

张华伟）