吴桂英

【摘 要】普通高中化学课程基本理念是以培养化学学科素养为主旨，重视开展“素养为本”的课堂教学，倡导基于化学学科核心素养的评价。《普通高中化学课程标准（2017年版）》认为：化学学科素养主要有以下五个方面的目标分类：宏观辨识与微观探析，变化观念与平衡思想，证据推理与模型认知，实验探究与创新意识，科学态度与社会责任。本文以氮及其化合物复习课为例，谈谈宏观辨识与微观探析（以下简称宏微辨析）这一核心素养的培养策略。

【关键词】核心素养；宏微辨析；培养策略

一、问题提出

最新普通高中化学课程标准指出：普通高中化学课程是落实“立德树人”根本任务、促进学生化学学科素养形成和发展的重要载体；化学学科素养是现代社会公民必备的科学素养，是学生终身发展的重要基础。宏微辨析實质是指：能通过宏观条件下对物质的形态及变化等宏观现象的观察、辨识，初步掌握物质及其变化的理论分类方法，并运用各种化学符号来表征；能从物质的微观角度理解其组成、结构和性质的联系，从而形成“结构决定性质，性质决定应用”的构性相关的观念。平时的复习课教学，通常被认为只是巩固知识，提高学生的解题能力等，忽视对学科素养的培养作用，比如对宏观辨识与微观探析这一核心素养的培养更使涉及甚少。笔者认为：从物质的分类观建构学习的知识框架，从物质的结构观认识物质的性质，从物质的转化观辨析物质的变化，都是培养学生宏微辨析学科素养的重要策略。

二、宏微辨析核心素养的具体培养策略

（一）从物质的分类观建构知识框架，形成知识系统

物质的分类观是认识物质的前提。物质的分类观是指依据不同的分类标准，从不同的角度满足学习和研究的需要，得到不同体系的分类结果。对物质进行分类是化学学科培养学生宏微辨析核心素养的基础通道和重要途径。比如氮及其化合物种类繁多，化合价复杂，化学反应变化多端，在复习课中可将有关物质进行分类。课前先采用“头脑风暴”的方式，列举含氮物质，然后引导学生从不同的的角度进行分类。例如可以按物质组成是否单一来分类：纯净物有N 、液氨、NO、NO 、HNO 、N H 等；混合物有氨水、NO 与N O4混合体系等。还可以进一步按组成元素和性质来分类，如下图：

另外，由于氮元素的价态比较多，在复习课时可以建立化合价与物质种类的“二维物质分类图”，进行分类总结，如下图。

合理运用物质分类观能使零散的知识系统化，便于学生自主构建知识框架，对物质间的联系及其变化规律也有着启发作用。比如，在上述“二维物质分类图”中，NO和NO 中N元素化合价分别为+2、+4，一定条件下都有可能升高到+5价，因而它们都具有还原性；而HNO 、N元素为+5价，为最高价，可预知判断出硝酸具有很强的氧化性；又如NH 中的N的化合价为-3价，可知NH 应具有很强的还原性，这就不难理解氨的催化氧化反应以及为什么NH 可以还有氧化铜了。

（二）从物质的结构观认识物质的性质，从物质的转化观辨析物质的变化，形成物质反应合理而系统的表征

微观结构决定物质的宏观性质，反之，宏观性质反映微观结构。在复习氮及其化合物时，要有计划、有目的的采取措施，提高宏微辨析的核心素养。可以先让学生思考：氮元素属于比较活泼的非金属元素，为什么N 的性质那么不活泼呢？原来N 的分子中存在N≡N键，其中有两个σ键和一个π键，它们将两个N原子牢牢连在一起，很难再断开，所以N2稳定存在于空气中，很难发生化学反应。如氮气与氢气合成氨气，必须在高温、高压、催化剂的条件下才能实现，且反应有一定的限度；而氮气与氧气化合生成NO，则需要很高的能量，通常在高压放电的条件下才能进行。

不仅化学性质与结构有关，有些物质的物理性质也跟物质结构密切相关。如在复习NH 的性质时，学生会疑惑NH 分子与CH 分子组成相近，可是为什么物理性质却相差很大呢？氨气极易溶于水、易液化，而甲烷不溶于水、熔沸点却很低？这里可以把NH 分子的结构情况先复习一下：氨气分子中，N与三个H形成三个σ键，再加上一对孤电子对形成了四面体结构，如果忽略孤电子对所占有的方向，氨气分子在空间便形成了三角锥立体结构。另外，由于受到孤电子对斥力较大的影响，使N-H键相互靠拢，键角减小，使NH 有很强的极性，再加上N原子吸引电子能力很强，使得NH 易形成分子间氢键，从而表现出表现出极易溶于水、易液化等物理性质。

全面系统地认识常见物质的结构，看似花费了很多时间，用在与本节课无关的知识上，实际上通过复习回忆物质的结构，可以将具体的、零散的或孤立的知识点聚集到系统的、相互联系的、整合的知识建构中，加深了学生对结构决定性质的再认识，将散乱的物质性质变化上升为合理的反应规律，形成物质反应的系统表征。从而在发展学生的知识水平的基础上，提高学生的宏微辨析等核心素养。

三、培养学生宏微辨析核心素养应注意的问题

首先，要结合学情特点，调动学生的学习积极性。设计具有实际应用的分类和转化的活动任务，促使学生掌握“单质及其化合物”之间的转化关系等等，这种活动任务在促进学生自主建构时具有非常重要作用。教师要依据学科素养的基本内容，恰当运用教学策略，有的放矢地进行系统设计，既要符合本校学生的实际情况，如知识水平、智力水平等，又要尽可能涵盖该元素的单质及其重要化合物的主要性质，还要考虑活动任务在今后的生产、生活中具有一定的实用价值；教学手段上做到启发与引导相结合、思考与交流讨论相结合等，帮助学生顺利构建物质二维关系图。

其次，“二维物质关系图”有一定的适用性。元素化合物之间的转化从化合价角度通常分为两类：一类非氧化还原反应，即同一价态不同物质间的相互转化，比如酸性氧化物、酸、盐之间的相互转化；另一类是氧化还原反应，即同一元素不同价态之间的相互转化，如氮元素的-3、0、+1、+2、+3、+5等不同价态物质之间的转化。对于这两种转化都比较多的元素及其化合物，通常可以采用二维物质关系图的方法，如氯、硫、氮、铁及其化合物。

再次，元素化合物的复习通常不是一步到位的，可通过课堂实践、实际应用等多方位、多角度提升学生的学科素养。氮及其化合物的复习课，刚开始是让学生从物质的类别（分类观）、化合价（结构观）及相关化合物性质（转化观）等三个方面来建构知识系统，形成学习、研究物质性质的思路与方法。在后续学习中还可以注重两个方面的巩固提升，一是结合物质结构、元素周期律的复习，进一步上升到从周期和族（类）的高度认识物质，使学生能学会用微观结构、元素周期律等理论解释物质的性质，学会用类推迁移、比较判断、辨别分析等思维方法，预测陌生元素及其化合物的性质，为后续学习做好基础准备；二是结合化学基本理论、基本原理、探究实验等，促进学生自主构建“二维物质关系图”，培养宏微辨析这一学科重要核心素养。

综上所述，宏观辨识利于得出结论，掌握知识；微观探析利于究其根本，便于理解记忆。教学中注意引导学生在学习化学基础知识的进程中注重宏观辨识和微观探析的结合，发展其多视角、多层次分析和解决实际问题的能力，加深对知识的运用和掌握。既要知其然，还要知其所以然；在实验探究的过程中，能用“宏观辨识和微观探析”的观念认识事物，帮助他们提高独立解决问题的能力，培养宏微辨析这一学科重要核心素养，构建高效的化学课堂。

【参考文献】

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[2]姜佳荣，蒋小钢.以观念建构为线索培养学生的化学核心素养——以“宏观辨识与微观探析”素养为例[J].当代教育理论与实践，2017（9）

[3]颜艳.浅谈化学核心素养中宏观辨识和微观探析在高效教学中的应用[J].考试周刊，2018（47）