高中化學(xué)教學(xué)中“宏觀辨識與微觀探析”課堂建構(gòu)

■甘肅省嘉峪關(guān)市酒鋼三中 陳亞文

“宏觀辨識與微觀探析”是化學(xué)核心素養(yǎng)的基本要素，同時也是化學(xué)區(qū)別于其他學(xué)科最為顯著的標(biāo)志與特征，充分反映出了化學(xué)的思維和觀念，是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的根本基礎(chǔ)。那么，新時期下如何建立與“宏觀辨識與微觀探析”相適應(yīng)的高中化學(xué)課堂，來實現(xiàn)對學(xué)生相應(yīng)素養(yǎng)的培養(yǎng)呢？對這一問題，本文將結(jié)合實踐經(jīng)驗，從制定教學(xué)目標(biāo)、充分利用教材、開展學(xué)習(xí)活動、構(gòu)建教學(xué)評價四個層面出發(fā)，具體分析高中化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行“宏觀辨識與微觀探析”課堂建構(gòu)的具體路徑和方式，希望能促進(jìn)核心素養(yǎng)的落實，為一線教師提供參考和借鑒。

一、高中化學(xué)教學(xué)中“宏觀辨識與微觀探析”課堂建構(gòu)的意義

在教育教學(xué)改革、素質(zhì)教育不斷深入的形勢下，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成為高中化學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)。而在高中化學(xué)教學(xué)中建構(gòu)“宏觀辨識與微觀探析”課堂，能推動傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，調(diào)整教學(xué)的側(cè)重點，讓化學(xué)課堂充滿科學(xué)、創(chuàng)新的氣息，更加科學(xué)高效；能讓學(xué)生不再局限于知識接受、死記硬背和成績提升中，可以用宏觀、微觀結(jié)合的角度，來充分認(rèn)識化學(xué)、理解化學(xué)，將知識聯(lián)系起來，最終實現(xiàn)深層次的化學(xué)學(xué)習(xí)，實現(xiàn)化學(xué)核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

二、高中化學(xué)教學(xué)中“宏觀辨識與微觀探析”課堂建構(gòu)策略

（一）制定教學(xué)目標(biāo)，體現(xiàn)圍繞“宏觀辨識與微觀探析”價值

目標(biāo)是具體行為活動的根本導(dǎo)向，在以素養(yǎng)為本的課堂建構(gòu)中要將教學(xué)目標(biāo)的確立和制定作為首要任務(wù)，由此來充分體現(xiàn)“宏觀辨識與微觀探析”的價值和效用。對此，高中化學(xué)教師要先對課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)大綱進(jìn)行全面深入的研讀，剖析教材知識內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上明確界定“宏觀辨識與微觀探析”的內(nèi)容，注重課時整體和具體板塊中宏觀、微觀價值的體現(xiàn)、作用的發(fā)揮，建立宏觀與微觀之間的關(guān)聯(lián)，從而實現(xiàn)對教學(xué)活動、環(huán)節(jié)的科學(xué)安排與設(shè)計，幫助學(xué)生在已有素養(yǎng)的基礎(chǔ)之上得到充分發(fā)展和提升。

（二）充分利用教材，確定“宏觀辨識與微觀探析”教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是課堂教學(xué)開展實施的核心所在，如果教學(xué)內(nèi)容是陳舊、單薄且落后的，即使運用各種創(chuàng)新高效的教學(xué)方法也無法讓學(xué)生實現(xiàn)知識的獲取、積累，難以獲得應(yīng)有的素養(yǎng)和能力提升。因此，高中化學(xué)教師要依據(jù)“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的教學(xué)和發(fā)展目標(biāo)，來對化學(xué)教材課本進(jìn)行深入研讀，厘順知識之間的關(guān)聯(lián)，建立化學(xué)知識結(jié)構(gòu)體系，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的呈現(xiàn)與展示，挖掘并展示化學(xué)知識中所蘊涵的宏觀意識、微觀視角，增進(jìn)學(xué)生對化學(xué)的認(rèn)識理解，不斷促進(jìn)學(xué)生知識到素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化。

（三）開展學(xué)習(xí)活動，構(gòu)建“宏觀辨識與微觀探析”高效課堂

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，所有課堂教學(xué)的建構(gòu)從本質(zhì)上來看，是引領(lǐng)學(xué)生一步步地參與學(xué)習(xí)活動、完成學(xué)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)的過程，這充分表明學(xué)生學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)二者之間的緊密關(guān)系和相互作用。所以，高中化學(xué)教師要組織開展科學(xué)高效的學(xué)習(xí)活動，以此來助力以“宏觀辨識與微觀探析”為主的高效課堂。

1.創(chuàng)設(shè)問題情境，優(yōu)化學(xué)生特有思維方式和觀念

情境是知識的有效載體，情境的創(chuàng)設(shè)能促進(jìn)宏觀與微觀之間的關(guān)聯(lián)和轉(zhuǎn)化，幫助學(xué)生更直接深入地理解知識，進(jìn)而將知識不斷轉(zhuǎn)化為能力和素養(yǎng)。因此，高中化學(xué)教師要注重和現(xiàn)實生活的聯(lián)系，融入各種生活化的素材和資源，與化學(xué)問題進(jìn)行融合，來創(chuàng)設(shè)出真實的問題情境，將零散的化學(xué)知識、概念等宏觀、微觀有序串聯(lián)起來，促使學(xué)生運用所學(xué)知識去分析和探究現(xiàn)實問題，從而優(yōu)化學(xué)生化學(xué)特有的宏觀微觀結(jié)合的思維方式與觀念，并在這種觀念和思維方式指導(dǎo)下逐步形成良好的化學(xué)素養(yǎng)和基本能力。

例如，在教授“氧化還原反應(yīng)”時，本課學(xué)習(xí)目標(biāo)是讓學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)，能運用化合價升降、電子轉(zhuǎn)移的觀念，重新認(rèn)識氧化還原反應(yīng)。筆者在教學(xué)中通過生活中的現(xiàn)象來引起學(xué)生的注意：來到教室后，筆者先在學(xué)生的注視下泡了一杯綠茶，泡好后，筆者讓學(xué)生注意綠茶的顏色，綠茶放置在一旁，筆者再與學(xué)生談?wù)撘恍┭趸€原反應(yīng)的相關(guān)知識，回顧初中階段學(xué)習(xí)的一些化學(xué)反應(yīng)，并提出一些問題讓學(xué)生思考，如，“2Cu+O2========2CuO反應(yīng)屬于什么反應(yīng)類型？”學(xué)生回答：“氧化反應(yīng)?！惫P者繼續(xù)提問：“什么叫氧化反應(yīng)呢？”學(xué)生回答：“物質(zhì)在與氧氣反應(yīng)的反應(yīng)?！蓖ㄟ^簡單的提問，能鞏固學(xué)生對氧化還原反應(yīng)的掌握。這時，筆者拿起之前泡好的綠茶，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)原本淡綠色的綠茶變成了綠黃色，顏色發(fā)生了明顯的變化，對學(xué)生的好奇，筆者做出解釋：“這是因為茶多酚與氧氣發(fā)生反應(yīng)，氧化導(dǎo)致綠茶變色，其實，氧化還原反應(yīng)在我們的生活中很常見，如，漂白劑中含有次氯酸鈉，能讓果汁、紅茶等含有色素的液體變成無色，這是因為次氯酸鈉在反應(yīng)中能釋放氧氣，色素氧化形成無色的化合物?！?/p>

2.開展化學(xué)實驗，引領(lǐng)學(xué)生建立宏觀與微觀聯(lián)系

實驗是化學(xué)學(xué)科形成和發(fā)展的載體，通過實驗?zāi)芰私夂暧^的化學(xué)現(xiàn)象，并通過宏觀現(xiàn)象來探究微觀的實驗原理和本質(zhì)。所以，化學(xué)實驗教學(xué)能成為培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的有效途徑和方式。這需高中化學(xué)教師轉(zhuǎn)變只重理論、忽視實踐的思想觀念，多組織開展基礎(chǔ)性、探究性的化學(xué)實驗活動，通過實驗來展示直接可見的化學(xué)物質(zhì)與變化現(xiàn)象，讓學(xué)生進(jìn)行宏觀現(xiàn)象的辨識，進(jìn)而基于宏觀認(rèn)識來分析微觀的物質(zhì)變化，體會物質(zhì)性質(zhì)和實質(zhì)，感受化學(xué)學(xué)科、感受化學(xué)的特色與魅力，真正建立起宏觀與微觀的緊密聯(lián)系。

例如，在教授“鈉及其化合物”時，本課學(xué)習(xí)目標(biāo)是讓學(xué)生理解鈉的宏觀表現(xiàn)，幫助學(xué)生形成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念，筆者通過一些實驗促進(jìn)了學(xué)生對鈉的性質(zhì)的研究，教學(xué)過程如下：筆者先為學(xué)生準(zhǔn)備好實驗所需材料，如鈉、小刀、鑷子、濾紙等，在學(xué)生實驗前，筆者先為學(xué)生演示一項實驗，從學(xué)生認(rèn)知外的操作來引起學(xué)生的注意力，如，“同學(xué)們，大家相信老師能用水滴點著酒精燈嗎？”所有學(xué)生都搖頭表示質(zhì)疑，這時，筆者取出一小塊鈉切割至大小適合，然后將這塊鈉放置在干燥燈芯位置，當(dāng)筆者用滴管向燈芯位置滴上幾滴水后，燈芯立即被點燃。這一現(xiàn)象讓學(xué)生感到詫異，紛紛開始猜測是水有問題，筆者做出解釋：“其實這一現(xiàn)象是通過鈉的反應(yīng)形成的。”對金屬鈉，學(xué)生既陌生又熟悉，在初中階段，學(xué)生初識了金屬鈉的性質(zhì)，但認(rèn)知程度較淺，而這節(jié)課，則是從微觀角度分析鈉的原子結(jié)構(gòu)，再到宏觀現(xiàn)象總結(jié)鈉的特點。在課上，筆者借助多媒體演示了鈉的原子結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生了解金屬鈉最外層的電子數(shù)，1個電子數(shù)很難維持穩(wěn)定性，為了讓學(xué)生更加深入了解這一特點，筆者組織學(xué)生實驗，讓學(xué)生從裝有煤油的玻璃瓶中取出一小塊金屬鈉，用小刀將金屬鈉進(jìn)行切割，觀察金屬鈉的表面，切開后的納呈現(xiàn)出銀白色的光澤，但很快，納表面的銀白色開始失去光澤，這一變化的速度能讓學(xué)生聯(lián)想到鈉的原子結(jié)構(gòu)。筆者還讓學(xué)生切割一小塊金屬鈉放置在玻璃管中。切割過程中，筆者嚴(yán)格要求學(xué)生取一點，避免大塊鈉在加熱過程中發(fā)生劇烈反應(yīng)。學(xué)生放好納之后，筆者讓學(xué)生用酒精燈微微加熱，玻璃管中的鈉迅速燃燒，并且生成了淡化色的物質(zhì)。這時，筆者寫出反應(yīng)方程式，讓學(xué)生認(rèn)識到這一淡黃色的物質(zhì)為過氧化鈉。通過本次實驗活動，將微觀角度下的鈉，以宏觀現(xiàn)象完成了總結(jié)，加深了學(xué)生對電子結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)的概念。

3.利用微觀模擬，培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)

微觀相較于宏觀來說，更難以被觀察、感知和體會，無法通過肉眼直接捕捉到，需加以聯(lián)想和想象，這就導(dǎo)致學(xué)生對微觀的探析有一定的困難，可能會陷入誤區(qū)或者是思維定式當(dāng)中，從而對化學(xué)知識的學(xué)習(xí)產(chǎn)生消極影響。針對這種情況，高中化學(xué)教師要充分考慮到微觀的基本特性，從知識的微觀表征出發(fā)，合理利用教具、3D軟件、AR技術(shù)等來進(jìn)行微觀模擬，將抽象的微觀內(nèi)容進(jìn)行直觀形象展示，引領(lǐng)學(xué)生深入其中，展開充分的聯(lián)想與想象，樹立對微觀的深刻感受和理解，從而實現(xiàn)“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的發(fā)展。

例如，在教授“乙烯”時，本課目標(biāo)是讓學(xué)生了解乙烯的分子結(jié)構(gòu)和工業(yè)制法，對乙烯的用途學(xué)生并不陌生，大部分學(xué)生都能從宏觀辨識的角度描述乙烯在實驗中的現(xiàn)象，但對乙烯的分子結(jié)構(gòu)學(xué)生并不了解，因此，本課著重從微觀探析的角度來開展教學(xué)。上課后，筆者先借助AR技術(shù)展示乙烯和乙烷的球棍模型，360°介紹兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生對乙烯進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)分析，對比兩種物質(zhì)結(jié)構(gòu)上的不同，從微觀角度分析，學(xué)生能加深對結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的思想，而這一思想在有機化學(xué)中尤為重要，貫徹整個有機化學(xué)的學(xué)習(xí)過程。之后，筆者又通過3D技術(shù)來讓學(xué)生對比碳碳雙鍵和碳碳單鍵的區(qū)別，讓學(xué)生認(rèn)識到碳碳雙鍵的鍵能并不是碳碳單鍵的兩倍，這個過程可以培養(yǎng)學(xué)生注重微觀結(jié)構(gòu)的觀念。同時，筆者借助信息技術(shù)播放了乙烯與高錳酸鉀反應(yīng)的視頻，乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，筆者會讓學(xué)生結(jié)合這一現(xiàn)象來思考乙烯具有什么性質(zhì)。這個過程能讓學(xué)生從乙烯的微觀結(jié)構(gòu)聯(lián)系宏觀現(xiàn)象，以此培養(yǎng)學(xué)生的“宏觀辨識與微觀探析”的素養(yǎng)。

4.結(jié)合預(yù)測分析，幫助學(xué)生形成宏微視角結(jié)合

宏觀與微觀之間是相互轉(zhuǎn)化和密切相連的，要讓學(xué)生基于對宏觀的辨別、認(rèn)識，來實現(xiàn)對物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的有效預(yù)測和推測，形成宏觀、微觀視角結(jié)合的獨特思維方式。因此，高中化學(xué)教師需將學(xué)生的已有知識經(jīng)驗、生活經(jīng)歷、實際問題作為教學(xué)的基礎(chǔ)和出發(fā)點，充分考慮學(xué)生的思考、解決問題的基本方式，來引領(lǐng)學(xué)生站在宏觀角度展開聯(lián)想與想象，來對微觀本質(zhì)進(jìn)行預(yù)測，實現(xiàn)宏觀與微觀視角的互動、交替與結(jié)合，在分析判斷中形成宏微結(jié)合的思維方式與習(xí)慣，獲得化學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。

例如，在教授“氯及其化合物”時，學(xué)生對氯氣了解比較少，只知道氯氣是一種有毒氣體，但是對氯氣微觀視野下的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)并不理解，而本節(jié)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)，筆者設(shè)置為讓學(xué)生運用“氧化還原反應(yīng)”的原理，來預(yù)測氯氣的性質(zhì)。由于氯氣的危險性特點，筆者將借助圖文形式來呈現(xiàn)氯氣及化合物，讓學(xué)生預(yù)測氯氣及化合物的性質(zhì)，如，筆者投影展示一些鹽類物質(zhì)，讓學(xué)生認(rèn)識到鹽是由氯元素組成，介紹潔廁靈、消毒劑的成分，讓學(xué)生感受氯在人們生活中的應(yīng)用。隨后，筆者再呈現(xiàn)氯的原子結(jié)構(gòu)圖，學(xué)生結(jié)合前面學(xué)習(xí)的鈉的原子結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行預(yù)測：氯的最外層電子數(shù)為7，應(yīng)該會很容易得到一個電子，使最外層電子數(shù)達(dá)到最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的數(shù)量。在學(xué)生預(yù)測完，筆者再對學(xué)生的預(yù)測進(jìn)行總結(jié)，讓學(xué)生認(rèn)識到氯氣是一種活潑的非金屬單質(zhì)，在得知氯氣的性質(zhì)后，筆者又提出問題來讓學(xué)生預(yù)測，如，“如果用氯氣與不活潑的金屬反應(yīng)，能順利進(jìn)行嗎？”筆者會先給予學(xué)生預(yù)測的空間，并讓學(xué)生發(fā)表想法，在學(xué)生預(yù)測結(jié)束后，對學(xué)生預(yù)測的結(jié)果進(jìn)行演示，在演示過程中，學(xué)生會非常期待自己預(yù)測的結(jié)果是否正確。筆者以不活潑的金屬鐵和銅為例，演示了氯氣與金屬鐵和銅的反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氯氣能與金屬鐵和銅發(fā)生反應(yīng)。筆者繼續(xù)設(shè)置問題讓學(xué)生預(yù)測：“氯氣能與不活潑的金屬反應(yīng)，那么能與非金屬反應(yīng)嗎？”這次預(yù)測學(xué)生能總結(jié)前一個問題的經(jīng)驗，很快做出正確預(yù)測，隨后，筆者演示氫氣、氯氣的反應(yīng)現(xiàn)象，氯氣、氫氣之間能夠被點燃，且出發(fā)奇特的白色火焰，在瓶口中還會生成白霧，筆者讓學(xué)生結(jié)合氯氣的性質(zhì)來思考生成的白霧成分是什么，這個過程筆者會讓學(xué)生以小組的形式討論。通過讓學(xué)生在實驗中預(yù)測，能推進(jìn)學(xué)生從微觀到宏觀的認(rèn)知。

（四）構(gòu)建教學(xué)評價，促進(jìn)“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)形成

評價是教學(xué)的重要內(nèi)容，評價體系的構(gòu)建和優(yōu)化，能幫助學(xué)生充分認(rèn)識自身學(xué)習(xí)和發(fā)展中的優(yōu)勢與不足，從而有助于學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的形成。鑒于此，高中化學(xué)教師要重點推進(jìn)教學(xué)評價的改革和優(yōu)化，利用表現(xiàn)性、多元化評價，來直接反映學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展和達(dá)成情況。具體來說，教師要時刻關(guān)注學(xué)生的宏觀與微觀表現(xiàn)、思維方式以及素養(yǎng)發(fā)展等，綜合運用口頭評價、紙筆測驗、成長記錄檔案袋等多元方法來開展評價，幫助學(xué)生樹立強大的學(xué)習(xí)自信，體會宏觀與微觀之間的聯(lián)系，最終促進(jìn)學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的形成。

總而言之，基于“宏觀辨識與微觀探析”構(gòu)建高中化學(xué)課堂，是落實核心素養(yǎng)的過程中所提出的任務(wù)和要求，能直接拓展學(xué)生學(xué)習(xí)的深度，同時也將切實推進(jìn)立德樹人工程的不斷深入和實施。身為高中化學(xué)教師，必須真正具備科學(xué)的觀念和正確的思想，把握教育發(fā)展的趨勢與實質(zhì)，明確全新的教學(xué)要求，剖析宏觀與微觀之間的關(guān)系，從而推進(jìn)教學(xué)方法和策略的創(chuàng)新，建構(gòu)以宏觀辨識、微觀探析為支撐的化學(xué)課堂，提升化學(xué)教學(xué)的實效性，引導(dǎo)學(xué)生能更好地實現(xiàn)宏觀與微觀視角的互動、交替與結(jié)合，在分析判斷中形成宏觀與微觀結(jié)合的思維方式與習(xí)慣，最終獲得宏觀辨識與微觀素養(yǎng)的發(fā)展。