严晨璐，董华泽，陈露闵，姚娟娟，王方阔，凌波

（合肥师范学院化学与化学工程学院，安徽合肥230601）

以原子、分子为核心的微粒观是化学基本观念的主要部分，用微观视角认识物质世界是学习化学应掌握的重要思维方式[1]。在以往的化学学习过程中，学生更注重宏观或微观单一层面的知识学习，欠缺将宏观与微观结合处理化学问题的能力。

在核心素养为本的背景下，将“宏观辨识与微观探析”分为四个水平，将知识点归纳于不同水平。为了促进化学学科“宏观辨识与微观探析”核心素养的发展，以“物质的量的单位——摩尔”具体教学为例进行探讨。这一部分内容是联系宏观和微观的纽带，是学生从宏观质量的计算过渡到微观微粒数计算的关键过程。通过初中化学知识的学习，学生已经可以熟练地利用质量或体积表征宏观物质的多少，也有了宏观物质是由微观粒子构成的意识。但是对于多少数目微观粒子构成多少宏观物质之类的问题存在疑问。物质的量这部分内容概念性较强并极具抽象性，将一定数目的微观粒子与物质的宏观物理量联系起来，对于测评学生“宏观辨识与微观探析”这一核心素养有着十分重要的作用[2]。课题的研究可以推进新时代教师的教学思维转变。

1 高中化学“宏观辨识与微观探析”培养情况调查

本调查通过问卷法线上调查了安徽省芜湖市北师大附中高一的学生。通过客观题检验学生的核心素养，判断是否需要加强对高中生“宏观辨识与微观探析”核心素养以及从哪些方面加强比较恰当。问卷共发放128份，有效问卷128份。为了使结果更加直观，笔者通过表格进行了统计。

表1 部分宏观辨识与微观探析核心素养在高中教学中体现情况调查问卷

表1 选取了几个有代表性的问题，数据表明，大多数学生对自己是否具有宏观与微观思维不甚清晰，在学习中也不清楚自己是否具有将宏观与微观结合思考解决问题的能力。学生在学习过程中已经接触过这方面的知识，但是没有明确培养宏观与微观的思维。对于“宏观辨识与微观探析”核心素养的培养有待加强。

2 “宏观辨识与微观探析”水平级划分

2017 普通高中化学课程标准将“宏观辨识与微观探析”的培养目标分成四个水平。如表2，从水平1至水平4难度递增，每个水平对应着不同培养方向应达到的标准，对学生应掌握的知识点、具备的素养提出了具体要求[3-4]。

表2 “宏观辨识与微观探析”水平级划分

3 以“物质的量的单位——摩尔”为例的教学案例

结合调查结果，基于情景教学法设计以“物质的量——摩尔”为例的教学案例，提升学生“宏观辨识与微观探析”核心素养。

环节一：创设情境，引入摩尔概念

【游戏】老师拿什么东西，同学们也要拿同样多的此物。

①3只粉笔②一盒粉笔③一杯水

【学生活动】从分发物品中取出相应的物品，但是发现“②一盒粉笔”“③一杯水”在数量上表述不清晰。追问老师“一盒粉笔中有几只粉笔？”“杯中水的质量或体积是多少？”

【教师引导】“一盒粉笔”是由24 支粉笔包装而成的，同学们知道可以用质量或体积等宏观物理量来表述“一杯水”；在微观上，水是由什么组成的呢？

【学生】杯中的水是很多水分子组成的。取同样多的水我们需要知道老师杯中有多少水分子。

【资料卡片】一滴水中大约有1.67×1 021个水分子。

【学生】感叹数字之庞大。

【教师引导】如果我们将这个庞大的数字简化呢？今天就一起学习一下新物理量——物质的量。

设计意图：通过做游戏创设情境提高学生积极性，例举生活中的宏观事例，有利于学生的知识迁移，同时培养学生从宏观物质角度类比微观粒子的能力，逐渐将宏观具体思维转变为微观抽象思维。

环节二：宏微结合，科学定义

【教师】物质的量的科学定义是一定数目微观粒子的集合。

24支粉笔→一盒粉笔

一定量数目的粒子→一摩尔粒子

【学生疑问】摩尔是什么？

【教师引导】物质的量是常用的物理量，而摩尔则是它的单位。用n 表示，而它的单位摩尔则用mol 表示。回忆一下之前学过哪些物理量？并填写表格。

【学生】

【教师总结】我们还需要注意物质的量只能表示微观粒子的集合，宏观物质不能用物质的量表示。

设计意图：用宏观物质类比，有利于学生的思考理解和知识迁移。用宏观单位进行对比，可以加深学生对物质的量的理解，加深学生用宏观和微观的角度对知识的理解。

环节三：计算应用，升华理解

【教师】我们知道物质的量是一定数目微粒的集合体，那么1 mol又有多少个粒子呢？

【资料卡片】国际上规定0.012 kg 12C所含的碳原子数目为1 mol。已知一个碳原子质量为1.993×10-26kg。

【任务】现在请大家计算一下1 mol的粒子数量。

【学生】6.02×1 023个粒子

【教师总结】每次写6.02×1 023 很麻烦，为纪念阿伏伽德罗，就把这个数称为阿伏伽德罗常数，用NA 表示，它的单位是mol-1。1 mol 任何粒子数称为阿伏伽德罗常数。

【游戏】现在知道杯中水的物质的量为20 mol，杯中水的水分子数是多少？

【学生】一盒粉笔→10盒粉笔

24支 → 10×24=240支

1 mol水分子 →20 mol水分子

6.02×1 023个水分子 → 20×6.02×1 023个水分子

【教师】用公式表示：N=NA×n（其中N 代表总粒子数目）

【思考】能不能说1 mol 水分子，1 mol 苹果，1 mol氧？为什么？

【学生】能说1 mol 水分子；苹果不是微观粒子，不能说1 mol苹果；对于1 mol氧，向老师提出疑问，不知道表示的是O还是O2。

【教师总结】大家发现了问题的关键，使用物质的量的时候一定要明确微粒的名称，是分子、原子还是粒子一定要说清楚。通过物质的量，我们可以将看不见的微观粒子与宏观事物相连接。微观粒子不断聚集由少成多，由看不见到看得见靠的是不断积累，最后由量变成质变。其实我们的生活和学习也是这样的，有时候你付出了努力但是看不到成果，不要轻言放弃，要学会坚持。

设计意图：通过回答问题加深学生对知识的理解，锻炼学生计算能力和动手操作能力。让同学在课堂上解开疑惑，升华课堂内容，对学生日后的成长或遇到挫折时具有深远影响。

4 设计反思

关于物质的量的知识比较抽象，不容易理解，采用喻导式教学可以降低教学难度[4]。在老师实验引导下，学生们能深刻体会物质的量提出的意义。同时，本教案主要采取宏观微观的联系对比进行教学，用学生熟知的事物拓展延伸到将要学习的新知识点，使抽象的微观层次具体化。同时在学生已有的知识点上进行拓展，根据构建主义理论，有利于学生对于知识的理解记忆。在知识讲授中多对学生进行启发教学，加深学生对宏观与微观的理解。用提问的方式检测接受知识的程度。讲解的知识较浅显，还可以进一步拓展。

5 结论

将宏观与微观结合起来思考问题是化学学科特有的思考模式，但是传统的教学模式更加关注于单一层面的教学，在学习元素知识时侧重现象与方程式，学习粒子相关知识时偏向粒子结构和电子转移。部分教师将宏观与微观结合教学还略显欠缺。通过教材梳理，大部分知识都可以进行宏观与微观结合，在日后的教学中可以尝试宏观微观联系讲解的方式。同时部分微观知识较为抽象，采取情景结合的教学方法可以便于学生的理解。