陈翠云 洪兹田

摘 要：本文分析“宏观辨识与微观探析”素养的内涵要求及其水平划分，从制定教学目标、创设问题情境、开展实验探究、拓展教学方式、核心概念统领等五个维度提出培育学生“宏观辨识与微观探析”素养的教学策略.

关键词：宏观辨识与微观探析;核心素养;教学策略;高中化学

基金项目：全国教育科学“十三五”规划2017年度教育部规划课题“学科核心素养视角下活动教学设计的行动研究”（项目编号：FHB170580）;福建省“十三五”中小学名师名校长工作室专项课题“基于核心素养的高中化学教与学方式变革的实践研究”（项目编号：GZS180114）;福建省中学化学严业安名师工作室阶段性研修成果.

作者简介：陈翠云（1990- ），女，福建厦门人，本科，中学二级教师，研究方向：高中化学教育教学研究;

洪兹田（1981- ），男，福建厦门人，本科，中学一级教师，研究方向：中学化学教育教学研究.

普通高中化学课程标准（2017年版）对“宏观辨识与微观探析”（以下简称“宏微结合”）素养的具体内涵要求如下：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“结构决定性质”的观念;能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题[1].分析“宏微结合”素养内涵要求和高中化学教材体系特点，以微粒观建构策略为指导，对“宏微结合”素养培育教学策略进行梳理.

1 深刻理解“宏微结合”内涵，精准制订教学目标

化学学科核心素养将知识与技能学习、学科思想方法形成与观念建构、科学探究与问题解决能力发展、创新意识和社会责任感形成等多维融合.其中“宏微结合”强调从“宏观-微观-符号”这一独特的思维方式视角对化学学科思维和学科观念进行描述，是化学学科核心素养中最为基础的素养.它贯穿于整个高中阶段化学知识的学习，是学生学习、理解、应用化学的必经之路，更是核心素养培育的关键.“宏微结合”素养在高中化学课程目标中要求如下：通过观察能辨识一定条件下物质的形态及变化的宏观现象，初步掌握物质及其变化的分类方法，能运用符号表征物质及其变化;能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系，形成“结构决定性质，性质决定应用”的观念;能根据物质的微观结构预测物质在特定条件下可能具有的性质变化和发生的变化，并能解释其原因[2].

“宏微結合”素养的培育要遵循循序渐进、逐渐深入、持续进步的进阶性原则.普通高中化学课程标准（2017年版）中将其水平要求划分为四个水平.从水平1到水平4代表不同的能力要求进阶.教师在规划和设计“宏微结合”教学目标时，应准确定位学生所处的水平层次和可能进一步达到的水平层次，促进学生能力水平进阶.

例如，“物质的分类”这一核心观念，是“宏微结合”思维方式的具体表现形式.可设计四个学习进阶落实该核心观念的学习.阶段1：必修阶段要求基于物质组成和性质对物质进行分类.比如，依据组成物质种类不同，可将物质分为混合物和纯净物;依据组成元素种类是否相同，可将纯净物分为单质和化合物;依据分散系微粒直径大小，可将分散系分为溶液、胶体、浊液等.阶段2：必修阶段要求能够从不同视角对典型物质及其主要变化进行分类.比如，依据物质在化学反应中得失电子情况，可将物质分为氧化剂、还原剂;依据化合物在水溶液中或者熔融状态下的导电情况，可将化合物分为电解质、非电解质等.阶段3：选择性必修课程“有机化学基础”模块和“物质结构与性质”模块中，要求能从组成、性质、官能团、构成微粒和微粒间作用力等多维视角对物质进行分类.比如，依据所含官能团种类不同，可将有机物分为醇类、醛类、羧酸类、酯类等;依据构成微粒和微粒间作用力不同，可将晶体分为原子晶体、离子晶体、分子晶体、金属晶体.阶段4：在选择性必修课程“有机化学基础”和“物质结构与性质”模块的学习中，要求能依据物质的类别、组成等说明或预测物质的性质，评估所做说明或预测的合理性.总之，以“宏微结合”素养的不同水平要求为指导，结合教学内容和学情实际，精准制订教学目标，循序渐进推动学生能力进阶，有利于“宏微结合”素养的高效达成.

2 紧密联系生产生活实际，创设真实问题情境

化学是在微观层次上研究物质，教学中往往涉及到较多的立足微观视角探析宏观物质的内容.这一部分内容往往既是教学重点，又是学生学习的疑难点.教学中应从生产生活实际创设真实且富有价值的问题情境，引导学生将抽象的、难以感知的微观知识转化为日常生活中看得见、摸得着的实际问题.这样不仅能激发学生的学习兴趣，使学生主动参与学习;还能培养学生问题意识、质疑及科学探究能力，提高运用化学知识解决实际问题的能力，促进学生“宏微结合”素养的形成和发展.

例如，“物质的量”这一核心概念是高中生学习的难点，很多学生对此“望而却步”.通过生活中“一打鸡蛋有12个”、“一盒粉笔有24支”、“一双鞋子有两只”、“一令纸有500张”这些生活中的实际例子，感知“一打、一盒、一双、一令”这些表征宏观物质数量的集合体，再通过“一滴水中有多少个水分子？”引出“6.02×1023个微观粒子集合体为1mol”.帮助学生立足微观视角审视宏观物质，建立物质的宏观量与微观粒子数量二者的联系，进一步提升和发展“宏微结合”素养.又如，在进行“氧化还原反应”的教学的时候，学生很难理解氧化还原反应的微观本质.因此通过列举身边的氧化还原反应，如钢铁生锈、煤和石油的燃烧、次氯酸杀菌消毒、干电池提供电能等这些真实而富有价值的情境，让学生思考这些反应的共同本质.由真实的问题情境，引发学生思考，建立起微观层面对氧化还原反应实质的认识.通过汽车尾气污染处理案例，引发学生思考“如何运用氧化还原反应原理对汽车尾气进行绿色化处理”，发展学生“宏观-微观-符号”三重表征的思维方式与运用该思维方式解决实际问题的能力.

3 开展实验探究，启迪学生科学思维

“科学探究与创新意识”是化学核心素养的核心，实验是科学探究的重要途径.落实学生发展核心素养要求，要重视在实验探究中启迪科学思维和培养创新精神.“宏微结合”是“科学探究与创新意识”的化学视角.通过实验探究，对宏观实验现象进行观察、分析、推理，從微观本质探析现象背后的本质，并用化学用语进行符号表征.通过实验探究，借助“宏观-微观-符号”三重表征，不仅发展“宏微结合”素养，也兼顾“证据推理”“变化守恒”等素养的发展.

例如，在“可逆反应”的教学中，学生对于可逆反应概念的理解往往停留在“似懂非懂”的程度.为了更好地建构“可逆反应”的概念，设计如下教学过程.首先，通过回顾2Fe3++2I-=2Fe2++I2这一氧化还原反应，引发学生思考：用2mol的Fe3+和1mol的I-充分反应，反应完全后溶液中还有Fe3+剩余吗？学生根据反应方程式容易得出过量的Fe3+与少量的I-反应，有Fe3+剩余.而如果是2molFe3+和2molI-充分反应，学生则认为二者恰好完全反应，反应后溶液中没有Fe3+剩余.保持Fe3+的物质的量不变（仍为2mol），继续增加I-的物质的量（如变为3mol、4mol，甚至更多），学生都认为反应之后溶液中没有Fe3+剩余.事实果真如此吗？接下来进行实验探究，取1mL 0.1mol·L-1 FeCl3溶液，加入4mL 0.1mol·L-1 KI溶液，使其充分反应.学生观察到溶液变成棕黄色，说明有I2生成，反应已向正方向进行.为了排除I2对后续实验的干扰，往溶液中加入CCl4，将生成的I2完全萃取到CCl4层.接下来往上清液中滴加KSCN溶液，溶液变红，说明在I-过量的情况下，充分反应后，溶液中仍有Fe3+剩余.通过引导学生辨识反应的宏观现象，结合证据推理，探析出该反应不仅向“正方向”进行，生成I2，而且在相同条件下，“正方向”生成的Fe2+也继续和I-发生反应生成Fe3+，即反应也同时向“反方向”进行.因此，再过量的I-与少量的Fe3+反应，最终溶液体系中都还会有Fe3+的存在.总之，通过实验探究引导学生辨识宏观现象，结合证据推理，探析微观实质，建构“可逆反应”概念，有效地突破该概念理解的瓶颈.

4 巧用多样化教学方式，拓展学生学习途径

随着互联网和计算机技术的不断发展以及移动终端设备的日益普及，人与人的交流方式和知识传播方式发生了巨大的变化，教师的教学方式也越来越多样化.教师除了可以通过在线学习平台，向学生推送围绕“宏微结合”这一核心素养的学习资源、发布学习任务、提供作业展示和交流的空间，还可以在课后制作答疑型微课视频，帮助学生解决疑难问题.微课视频作为一种新型的课程形式和教育资源，可以突破时间和空间的限制，随时随地对学生进行“答疑解惑”.特别能将微观世界的窗户纸捅破，从而使微观世界可视化，抽象知识形象化、具体化[4].

例如，在进行“化学键”这一核心概念教学时，可设计如下微视频（见表1），帮助学生从宏观视角认识构成物质的微粒和微观角度认识构成物质的微粒之间存在相互作用，从而建构化学键的概念.

5 基于核心概念统领，促进“宏微结合”素养落地生根

在日常的教学过程中，很多老师都有这样的体会：对于讲授过的问题，学生并没有真正理解所学的知识，所以只能进行比较简单的模仿，稍微改变一下问题情境，学生就无从下手，更不用说提升学生关键能力，落实学科核心素养.特别是对于繁杂的宏观表征和抽象的微观知识，学生在学习过程中往往感到困难，甚至因此对化学失去兴趣.有学者提出基于核心概念统领设计教学的理念，将居于学科中心、具有迁移价值的核心概念作为学生需要持久理解的教学目标.利用核心概念统领有关事实和概念，使学生站在更高认知层面理解某些概念，为学生终身发展提供支持[5].文献《我国中学化学教科书中核心概念的百年变化特点》中研究总结出了中学化学5方面的24个核心概念.其中关于“宏微结合”素养维度的核心概念有：单质、化合物、溶液、电解质、酸碱盐、胶体、元素、分子原子、原子结构、元素周期、化学键、官能团、质量守恒、氧化还原反应、离子反应、物质的量.

例如，“原子结构”这一核心概念是“宏微结合”思维方式的具体表现形式.在化学2（鲁科版）有关“原子结构”涉及如下内容：原子核的构成、同位素概念和核外电子排布规律，两个等量关系（质量数=质子数+中子数，核电荷数=质子数=核外电子数）.在选修3“物质结构与性质”（鲁科版）第一章有关原子结构涉及如下内容：从原子轨道、电子云角度了解原子核外电子的运动状态;了解原子结构的构造原理;知道原子核外电子的能级分布，并能用电子排布式表示常见元素原子核外电子的排布.通过分析必修和选修教材内容体系，梳理出“原子结构”核心概念关系图（见图1）.电子云、核外电子排布规律等是事实性知识，其上位概念是原子核和核外电子.通过统整有关事实和概念，得出“原子结构”这一核心概念.原子结构这一核心概念是对物质微观结构本质和其认识过程的进一步抽象，使学生能够在更高的认知层面上理解相关概念，为提升学生的“宏微结合”素养提供强有力支持.

总之，发展学生“宏微结合”核心素养，需要在深刻理解“宏微结合”内涵的基础上，精准制订教学目标.在教学内容上，要凸显出化学学科核心观念，聚焦学科大概念.在教学过程中要紧密联系生产生活实际，创设出真实且富有价值的问题情境，并通过实验探究活动，启迪学生科学思维，培养学生“宏微结合”的化学思维方式.在课后可以使用微课等多样化的教学方式，拓展学生学习途径，让学生更加充分领悟“宏微结合”的思想观念，形成关键能力和必备品格，促进“宏微结合”素养落地生根、开花结果.

参考文献：

[1]-[3]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[4] 钱华.微课在高中化学教学中的实践应用和思考[J].化学教与学，2014（11）：52-53+96.

[5] 周玉芝.以核心概念为统领设计化学教学[J].化学教育，2012，33（06）：27-29+32.

（收稿日期：2019-06-10）