基于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的宏觀辨識(shí)與微觀探析核心素養(yǎng)的培養(yǎng)策略

盧英姬

（福建省建寧縣第一中學(xué) 福建 建寧 354500）

新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于高中化學(xué)提出了新的教學(xué)要求，在強(qiáng)化核心素養(yǎng)的教學(xué)過(guò)程中，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)品格和學(xué)習(xí)能力也提出了要求，明確指出高中化學(xué)教學(xué)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維能力。在高中化學(xué)核心素養(yǎng)教學(xué)體系當(dāng)中，教師應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到宏觀辨識(shí)和微觀探析素養(yǎng)的重要性，從中找尋到高中化學(xué)學(xué)科知識(shí)所具有獨(dú)特性，從學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和思維能力出發(fā)，有組織有計(jì)劃地通過(guò)教學(xué)創(chuàng)新形式，提高學(xué)生在宏觀辨識(shí)和微觀探析方面的核心素養(yǎng)。

1.高中化學(xué)核心素養(yǎng)教學(xué)導(dǎo)向下的宏觀辨識(shí)和微觀探析思維素養(yǎng)

1.1 宏觀辨識(shí)和微觀探析思維素養(yǎng)的內(nèi)涵

宏觀辨識(shí)和微觀探析思維素養(yǎng)是高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)當(dāng)中的重要組成部分。在《關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見(jiàn)》中提出，高中教學(xué)工作的開(kāi)展需要結(jié)合學(xué)科特征，來(lái)強(qiáng)化核心素養(yǎng)培養(yǎng)能力。新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高中化學(xué)提出了核心素養(yǎng)的五個(gè)層面的方向要求，其中包含化學(xué)學(xué)科的思維思想和應(yīng)用方法，也包括社會(huì)實(shí)踐層面的真實(shí)應(yīng)用，從理念到實(shí)際完成對(duì)于學(xué)生思維能力的全面覆蓋。宏觀辨識(shí)和微觀探析素養(yǎng)是思維思想層面的核心素養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)能夠從不同層次進(jìn)行物質(zhì)認(rèn)識(shí)，了解物質(zhì)的多樣性，認(rèn)識(shí)到不同物質(zhì)之間存在的共性和差別。與此同時(shí)，學(xué)生還需要能夠深入微觀層面，對(duì)物質(zhì)的組成元素、物質(zhì)的構(gòu)成水平進(jìn)行進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，了解不同物質(zhì)之間存在的不同性質(zhì)以及他們所形成的相互轉(zhuǎn)化。宏觀辨識(shí)和微觀探析相結(jié)合，強(qiáng)化了學(xué)生的轉(zhuǎn)化思維能力培養(yǎng)，宏觀與微觀的彼此結(jié)合也是化學(xué)學(xué)科獨(dú)有的思維方式之一。

1.2 應(yīng)用宏觀辨識(shí)和微觀探析思維的教學(xué)意義

高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)當(dāng)中的實(shí)驗(yàn)探索，雖然是對(duì)已經(jīng)形成的化學(xué)理論的驗(yàn)證，但是對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，同樣能夠獲得思維的提升。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行引導(dǎo)，幫助學(xué)生形成從不同視角下理解物質(zhì)的性質(zhì)和意識(shí)的能力。例如教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，需要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)多種感受來(lái)判斷物質(zhì)所擁有的性質(zhì)，幫助學(xué)生理解宏觀層面的物質(zhì)認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生再次進(jìn)入到微觀層面的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，通過(guò)微觀觀察或者模型分析，對(duì)宏觀層面的認(rèn)知進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，學(xué)生能夠逐漸建立起宏觀和微觀相統(tǒng)一的化學(xué)觀念，并認(rèn)識(shí)到通過(guò)實(shí)驗(yàn)辨識(shí)去偽存真進(jìn)行真理探究的重要性，奠定科學(xué)思想的基礎(chǔ)。目前高中化學(xué)教材當(dāng)中，同時(shí)涉及到宏觀和微觀實(shí)驗(yàn)觀察分析的化學(xué)元素一共有八種，分別為鈉、鋁、鐵、銅、氯、氮、硫、硅。教學(xué)層面涉及到的知識(shí)量較為龐大，同時(shí)不同知識(shí)之間具有滲透性。一方面物質(zhì)之間彼此存在化學(xué)作用，另一方面各種化學(xué)元素物質(zhì)與學(xué)生的日常生活也有著緊密的關(guān)聯(lián)。通過(guò)宏觀辨識(shí)和微觀探析的思維教學(xué)，能夠幫助學(xué)生避免片面認(rèn)知，采用全面認(rèn)知的方式來(lái)理解化學(xué)動(dòng)態(tài)變化與化學(xué)生活之間的關(guān)聯(lián)，形成科學(xué)態(tài)度。

2.高中化學(xué)開(kāi)展宏觀辨識(shí)和微觀探析思維實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略

2.1 充分挖掘教材培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識(shí)和微觀探析思維

教材是學(xué)生接觸化學(xué)學(xué)科的重要途徑，也是當(dāng)前高中開(kāi)展學(xué)科教學(xué)的主要資源。教師在組織開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)把教材吃透，深入挖掘教材當(dāng)中的核心資源，為學(xué)生提供思維層面的引導(dǎo)。首先教師要對(duì)高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入理解，教師要在研讀課程標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，從教材和學(xué)生訴求出發(fā)，理解核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行核心素養(yǎng)層面的整理，做到教學(xué)層面的有的放矢；隨后，教師要對(duì)教材進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，針對(duì)教材的安排選擇最有效的宏觀辨識(shí)和微觀探析教學(xué)培養(yǎng)方式，避免在教學(xué)過(guò)程中混入雜亂的內(nèi)容給學(xué)生帶來(lái)困擾。在高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)中，元素化合物部分的教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識(shí)和微觀探析思維的重要資源，教師在挖掘教材中，可以將這部分的實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為重點(diǎn)，用來(lái)培養(yǎng)學(xué)生觀察理解元素化合物，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，探究元素化合物形態(tài)外觀等宏觀屬性變化，在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行微觀分析來(lái)認(rèn)識(shí)元素化合物的性質(zhì)，最終實(shí)現(xiàn)宏觀和微觀之間的轉(zhuǎn)化和結(jié)合統(tǒng)一，形成全面的思維理解。

2.2 創(chuàng)設(shè)生活化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)情景完成教學(xué)引入

學(xué)生的宏觀辨識(shí)和微觀探析思維的形成，其目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)社會(huì)實(shí)踐層面的應(yīng)用，宏觀辨識(shí)和微觀探析思維是一切社會(huì)實(shí)踐和方法論的理論基礎(chǔ)。相應(yīng)的，結(jié)合學(xué)生的思維形成過(guò)程，生活場(chǎng)景中所形成的認(rèn)知，始終是學(xué)生獲取關(guān)鍵信息的途徑。因此教師在組織開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合生活場(chǎng)景來(lái)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的創(chuàng)建，幫助學(xué)生從生活觀察-發(fā)現(xiàn)問(wèn)題-提出問(wèn)題-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-辨識(shí)探究為探索路徑，參與到生活問(wèn)題的探尋和驗(yàn)證當(dāng)中。學(xué)生在具有生活情景的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目當(dāng)中，既能夠認(rèn)識(shí)到各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)所涉及到的宏觀形態(tài)和微觀性質(zhì)特性與真實(shí)生活之間有著怎樣的關(guān)聯(lián)，又能夠奠定利用化學(xué)觀念理解生活現(xiàn)象的思維基礎(chǔ)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)于學(xué)生素質(zhì)品格的培養(yǎng)。例如教師可以在教學(xué)當(dāng)中引入此前出現(xiàn)過(guò)的鈉工廠爆炸事件，教師通過(guò)展現(xiàn)事件發(fā)生的前因后果，組織學(xué)生進(jìn)行討論，引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究鈉有著怎樣的性質(zhì)，鈉在什么條件下會(huì)發(fā)生爆炸以及鈉的什么性質(zhì)導(dǎo)致了其發(fā)生爆炸現(xiàn)象。將生活情景引入到教學(xué)當(dāng)中，增強(qiáng)了學(xué)生的關(guān)聯(lián)性理解，幫助學(xué)生在參與實(shí)驗(yàn)中，有針對(duì)性地進(jìn)行問(wèn)題探究。

2.3 運(yùn)用多樣化教學(xué)資源來(lái)提高實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)質(zhì)量

對(duì)于進(jìn)入高中學(xué)習(xí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，化學(xué)是十分神秘的，很多化學(xué)現(xiàn)象或者化學(xué)變化，發(fā)生在微觀層面，無(wú)法從宏觀視角中通過(guò)肉眼來(lái)進(jìn)行辨識(shí)。這種化學(xué)動(dòng)態(tài)所呈現(xiàn)出的特征十分抽象，對(duì)于學(xué)生的理解來(lái)說(shuō)具有一定的難度。但是對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，微觀層面的變化最終呈現(xiàn)在宏觀層面的樣態(tài)，正是吸引學(xué)生目光和興趣的魅力?，F(xiàn)階段的原子分子等微觀層面的變化，無(wú)法通過(guò)光學(xué)顯微鏡的形式直接進(jìn)行觀察，傳統(tǒng)教學(xué)教師采用的口述描述方式，在學(xué)生認(rèn)知當(dāng)中顯得蒼白無(wú)力。在教學(xué)方面，教師應(yīng)當(dāng)應(yīng)用多樣化的教學(xué)資源，幫助學(xué)生建立起微觀變化影響宏觀狀態(tài)的聯(lián)系性思維，使學(xué)生能夠更加真切直觀地感受到化學(xué)動(dòng)態(tài)變化的特征。例如在開(kāi)展化學(xué)微觀變化教學(xué)中，教師可以配合化學(xué)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，通過(guò)展示模擬動(dòng)畫(huà)的方式，對(duì)化學(xué)元素在微觀層面出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)狀況進(jìn)行展現(xiàn)，借此來(lái)提高學(xué)生的理解能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)不同階段的動(dòng)態(tài)進(jìn)行感性認(rèn)知，再通過(guò)感性判斷的整理實(shí)現(xiàn)理性歸納，強(qiáng)化學(xué)生的宏觀聯(lián)系微觀的思維能力。

3.基于宏觀辨識(shí)和微觀探析思維的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)——以《鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系》教學(xué)為例

3.1 課堂導(dǎo)入——進(jìn)行現(xiàn)象觀察

課堂導(dǎo)入階段主要通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的場(chǎng)景來(lái)展現(xiàn)鐵的化學(xué)性質(zhì)。教師采用氯化鐵溶液浸泡銅片，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)銅片的變化進(jìn)行觀察，學(xué)生需要著重思考其中氯化鐵溶液的制備、鐵離子的性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)等方面的知識(shí)內(nèi)容。再放入銅片之前，教師還通過(guò)油性筆在銅片表面書(shū)寫(xiě)了一個(gè)文字，在拿出反應(yīng)后的銅片后，引導(dǎo)學(xué)生觀察發(fā)生了什么現(xiàn)象。在課堂導(dǎo)入中，學(xué)生需要結(jié)合現(xiàn)象觀察和小組討論，對(duì)化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行猜想和討論，得出自己的結(jié)論。教師引導(dǎo)學(xué)生從宏觀辨識(shí)觀察反應(yīng)后發(fā)生的現(xiàn)象和微觀探析分析微觀層面發(fā)生了怎樣的變化進(jìn)行思考。

3.2 實(shí)驗(yàn)應(yīng)用檢驗(yàn)

學(xué)生在提出了自己的猜想和看法之后，需要在教師的組織下通過(guò)親身參與實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行猜想驗(yàn)證。教學(xué)方面，教師通過(guò)多媒體對(duì)Fe3+和Fe2+實(shí)驗(yàn)進(jìn)行展示，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)加入KSCN試劑之后，F(xiàn)eCl3溶液和FeCl2溶液的變化情況進(jìn)行觀察和記錄。隨后加入K3[Fe(CN)6]試劑，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)FeCl3溶液和FeCl2溶液的變化情況進(jìn)行觀察，嘗試從宏觀辨識(shí)角度出發(fā)，對(duì)Fe3+和Fe2+在遇到硫氰化鉀和鐵氰化鉀溶液出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在微觀層面，嘗試?yán)没瘜W(xué)符號(hào)和離子方程式，對(duì)物質(zhì)發(fā)生的化學(xué)變化進(jìn)行表示，幫助學(xué)生掌握鐵離子、亞鐵離子的檢驗(yàn)方法。

3.3 引入生活場(chǎng)景

在完成了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之后，教師從宏觀和微觀相結(jié)合的思維出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用進(jìn)行分析。例如教師可以引入工業(yè)腐蝕印刷技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生從生活資料搜集角度出發(fā)，對(duì)其中技術(shù)手段應(yīng)用了哪種化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行思考和分析，理解其中的化學(xué)性質(zhì)特點(diǎn)，明確當(dāng)前鐵離子化學(xué)性質(zhì)在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的應(yīng)用價(jià)值。使學(xué)生能夠?qū)⒆陨硭纬傻幕瘜W(xué)宏觀微觀變化結(jié)合的思維與社會(huì)實(shí)踐應(yīng)用相互結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生的思維應(yīng)用能力。

結(jié)論

綜上所述，高中學(xué)生確實(shí)需要更多地應(yīng)用“宏觀辨識(shí)和微觀探析”之法對(duì)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)，形成化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。“宏觀辨識(shí)”能較好地設(shè)定必要的學(xué)習(xí)問(wèn)題，“微觀探析”又能究其知識(shí)根本或本質(zhì)，并在“微觀探析”中幫助學(xué)生理解與記憶所學(xué)化學(xué)知識(shí)?？梢赃@樣說(shuō)，“宏觀辨識(shí)與微觀探析”既可以稱(chēng)之為是學(xué)習(xí)高中化學(xué)知識(shí)的一種方法，也可以稱(chēng)之為是培養(yǎng)高中學(xué)生良好學(xué)習(xí)品質(zhì)的一種手段。因此，高中學(xué)生想要盡快形成化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，就必須要學(xué)會(huì)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”之法，將“宏觀辨識(shí)”與“微觀探析”進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以加深對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解。