基于三重表征開(kāi)展初中化學(xué)教學(xué)的策略研究

文廣州市番禺區(qū)大石富麗中學(xué) 鄧晴予

一、問(wèn)題的提出

從“宏觀-微觀-符號(hào)”三種表征水平上認(rèn)識(shí)和理解化學(xué)知識(shí)，并建立三者之間的內(nèi)在聯(lián)系，是化學(xué)學(xué)習(xí)特有的思維方式，即稱之為三重表征思維。運(yùn)用三重思維方式學(xué)習(xí)化學(xué)，可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解與掌握，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。初中生都知道“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”，但應(yīng)該很少有三重表征的意識(shí)。學(xué)生的三重表征能力并不是自發(fā)形成的，需要教師聯(lián)系三重表征進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，在教學(xué)中幫助學(xué)生完成三重表征的意義建構(gòu)，逐漸形成規(guī)范有序的思維方式。

二、教學(xué)過(guò)程

以下選取了“酸和堿的中和反應(yīng)”一課的教學(xué)片斷：

教師先提出第一個(gè)問(wèn)題：酸和堿會(huì)發(fā)生反應(yīng)嗎？然后演示氫氧化鈉與稀鹽酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察到?jīng)]有明顯現(xiàn)象，于是產(chǎn)生疑問(wèn)：無(wú)現(xiàn)象說(shuō)明什么問(wèn)題呢？反應(yīng)了還是沒(méi)反應(yīng)？教師讓學(xué)生重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案后，再讓學(xué)生分組進(jìn)行氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生的中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)：往燒杯中加入約5mL稀氫氧化鈉溶液，滴入幾滴酚酞溶液。用滴管慢慢滴入稀鹽酸，并不斷攪拌直至溶液顏色恰好變成無(wú)色為止。

1.宏觀表征

師:實(shí)驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)哪些現(xiàn)象，請(qǐng)盡可能完整的描述。

生:往氫氧化鈉溶液中滴入酚酞時(shí)，溶液變成紅色，滴入稀鹽酸后，溶液又變成無(wú)色。

生：一開(kāi)始往氫氧化鈉溶液中滴加酚酞，溶液變成紅色是因?yàn)闅溲趸c溶液呈堿性，滴加稀鹽酸后溶液變成了無(wú)色，說(shuō)明堿性消失了，也就是氫氧化鈉被稀鹽酸反應(yīng)了。

2.微觀表征

教師接下來(lái)提出第二個(gè)問(wèn)題：酸和堿之間發(fā)生的是什么反應(yīng)呢？

生：從宏觀角度看化學(xué)變化的本質(zhì)是生成新的物質(zhì)，從微觀角度看也就是新的微粒，所以這個(gè)反應(yīng)的本質(zhì)是氫氧化鈉溶液中OH-和稀鹽酸中H+反應(yīng)生成H2O分子,而Na+、Cl-結(jié)合生成NaCl。

生：酚酞遇堿變紅，是因?yàn)橛龅綒溲醺x子才變紅的，紅色變成無(wú)色的原因是使酚酞變紅的OH-被稀鹽酸中H+消耗了，溶液中就沒(méi)有OH-了，所以變成了無(wú)色了。

3.符號(hào)表征

師：結(jié)合教材圖10-14插圖，分組討論氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)除了有H2O生成以外，另外一種生成物是什么？

生：NaOH + HCl=NaCl+H2O

師:如果把上述實(shí)驗(yàn)中氫氧化鈉換成氫氧化鈣；把硫酸換成鹽酸。這兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式又該如何書(shū)寫(xiě)？

生：Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O；2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O。

三、教學(xué)策略

1.重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增加宏觀表征的體驗(yàn)

國(guó)外研究者Gabel曾說(shuō)過(guò)：只有當(dāng)學(xué)生明白了大量的化學(xué)現(xiàn)象“是什么”以后，才有基礎(chǔ)去理解“為什么”會(huì)產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象。在中學(xué)化學(xué)中，宏觀表征不但可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和形象思維能力，而且提供了大量的、學(xué)生所必需的感性認(rèn)識(shí)，為以后進(jìn)入微觀領(lǐng)域和符號(hào)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.合理使用微觀模擬，強(qiáng)化微觀水平

針對(duì)初中生易于形成宏觀表征，微觀表征較弱的特點(diǎn)，提倡教學(xué)過(guò)程利用實(shí)體球棍模型、圖形比例模型以及動(dòng)畫(huà)等多媒體技術(shù)手段等直觀手段進(jìn)行微觀模擬教學(xué)，能為學(xué)生提供可以探察微觀世界的“眼睛”和“翅膀”，使微觀過(guò)程直觀化、抽象過(guò)程形象化，降低微觀認(rèn)知難度，實(shí)現(xiàn)由宏觀現(xiàn)象向微觀本質(zhì)的躍變。

3.理解化學(xué)用語(yǔ)的意義，發(fā)揮符號(hào)表征的橋梁作用

在微觀結(jié)構(gòu)或符號(hào)表征形成的初級(jí)階段，學(xué)生在難以理解的前提下會(huì)使用死記背的方法，從而對(duì)化學(xué)定義為枯燥、難以理解，產(chǎn)生“化學(xué)難”的思想，因此在教學(xué)中，教師要充分突出符號(hào)表征對(duì)于宏觀表征、微觀表征的橋梁作用，將割裂的宏觀知識(shí)、微觀知識(shí)、化學(xué)符號(hào)進(jìn)行融合，以化學(xué)符號(hào)的意義為切入點(diǎn)，使學(xué)生將三者進(jìn)行聯(lián)系學(xué)習(xí)，教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)符號(hào)的意義進(jìn)行思考，自主形成三重表征的化學(xué)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

4.強(qiáng)化在不同表征水平之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化的意識(shí)和能力

這不但要求教師結(jié)合教學(xué)實(shí)際或科學(xué)探究過(guò)程，用心挖掘知識(shí)點(diǎn)的三重表征價(jià)值，同時(shí)還要求教師為學(xué)生提供三重表征思維方式的范例，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)學(xué)習(xí)策略上的指導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生回顧已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，在學(xué)習(xí)新知識(shí)的過(guò)程中，注意從不同的表征角度出發(fā)分析問(wèn)題，并且強(qiáng)調(diào)這三重表征方式的內(nèi)在的有機(jī)的聯(lián)系，這樣學(xué)生久而久之就潛移默化地培養(yǎng)了三重表征思維能力。