农村初中学生化学核心素养培养策略探究之宏微结合理论教学探究

赵仁勇

摘 要：化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化及其应用的一门基础学科，宏观与微观的联系是化学不同于其他科学最特征的思维方式。“如果同学们没有将微观与宏观紧密联系起来，就难以完成从宏观到微观、从微观到符号的抽象思维过程，这样就容易导致化学学习困难和死记硬背。在化学教学中培养学生“见宏思微，以微窥宏”的的宏微结合思维方式，能很好的促使学生具有综合分析和应用科学知识，解决自然、社会、生活中的各种问题的能力，能帮助学生梳理知识之间的逻辑关系，理清宏观、微观化学概念间的必然联系，便可将化学知识内化为学科素养。本文根据自己的教学经验和教学探索，谈谈宏微结合理论在教学中的应用。

一、宏微结合理论

“宏微结合”是指将微观和宏观联系起来的一种思维方式，是化学学科核心素养之一，是用化学解决问题的一个独特的视角。化学学习要让学生既能够“见微知著”，也能够“见著知微”。“宏微结合”中既有宏观辨识又有微观探析。宏观辨识是观察、认知物质的形态及变化等宏观现象来区分和辨识不同的物质，需掌握相应的化学符号表征这些物质的组成及变化;微观探析是从微观层面了解物质的结构、组成，从而判断其性质。即“结构决定性质，性质决定应用”。其中，物质的性质体现在宏观变化上，物质的组成结构等微观理论则是理解性质、把握变化本质的依据。教学中应该尽可能地将宏观与微观二者有机结合起来，通过形象化的微粒模型等方式，建立起微观粒子行为的表象，从微观本质上认识和思考宏观的现象和变化。这样能促进同学们对知识的理解，帮助同学们迈入化学的大门。

二、宏微结合理论的应用

1、应用宏微理论探究物质

化学的研究对象是物质。首先从宏观上去区分物质和物体、物品。学生在初学化学时，最大的难度就是把生活中的物体、物品与化学中的物质混淆起来。例如：镰刀、斧头、铁锤、铁锅等是形状和用途各不相同的物品，但是制作构成它们的材料都是铁这种物质;冰、雪、露、水蒸气是不同的物体，但是它们都是水这种物质的不同形态。构成物体的铁、水等即为物质。同一种物质可以构成不同的物体，一个物体也可以由几种物质构成，可见“物质”与“物体”不是同一概念。物质是宏观概念，而物体是一个具体的事物。世界上所有的物体，包括生物和非生物以及人体都是由物质构成的，所以说世界是物质的，没有物质，没有世界。其次从宏观和微观上探究物质的组成和构成。宏观上物质都是由元素组成，可以由一种元素组成，也可以由两种或两种以上的元素组成，可以用化学式来表征。例如：氧气 O2  氢气H2  碳C 铁 Fe 由一种元素组成，水H2O 高锰酸钾 KMnO4  氧化铁Fe2O3由两种或多种元素组成。微观上物质由分子、原子、离子构成。不同的物质构成的粒子不同。例如：金属、大多固态非金属、稀有气体由原子构成;金属氧化物、碱、盐大多由离子构成;酸、非金属氧化物、有机物、多原子单质大多由分子构成。像铁、铜、金刚石、氖气由原子构成，像水、硫酸、甲烷、氧气由分子构成，像食盐、氢氧化钠、氧化镁由离子构成。

2、应用宏微理论探究物质的变化

世界是物质的，物质是不断变化的。物质的变化分两种物理变化和化学变化。应用宏微理论可以探究物质变化的种类和变化的实质。宏观上物理变化是没有生成新物质的变化，实质是物质的种类不变，是物质的形状和状态发生变化，而化学变化是生成了新物质的变化，实质就是物质的种类改变。例如：水结成冰，水、冰是同一物质，状态不同，是物理变化;而水通电生成氧气、氢气，水、氧气、氢气是三种物质，是化学变化。微观上物理变化，对于由分子构成的物质实质是分子种类不变，而是分子的间隔、排列方式、运动速度发生变化;而化学变化的实质：分子种类改变，分子分成了原子，原子结成新的分子，而原子的种类、数目、质量没有变化。例如：水变成水蒸气，分子的大小、数目不变，是物理变化;而水通电产生氧气和氢气。通电时水分子分成氢原子和氧原子，氢原子结合成氢分子，氧原子结合成氧分子，是化学变化。

3、应用宏微理论探究复分解反应

初中化学“复分解反应”教学中，从物质分类、宏观与微观的认识入手，以酸碱盐氧化物知识为载体，让学生深刻理解酸碱盐之间在溶液中反应的概念和实质，轻松学习酸碱盐氧化物知识，形成重要的化学观念。宏观上复分解反应是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物，特征上反应物、生成物都是化合物，各元素种类或原子团的化合价不变;类型上，初中階段酸碱盐之间以及酸与金属氧化物的反应都是复分解反应。微观上是反应物的离子互相交换重新组合有气体、水、沉淀生成，实质是离子之间结合成气体、水、沉淀的反应。应用复分解反应的宏微理论可以判断酸碱盐之间能否反应，准确写出酸、碱、盐之间反应的任何化学方程式;可以从离子的角度来分析复分解反应，还能将知识迁移，来解决有关离子共存、物质的鉴别、除杂等题型;还能对酸、碱、盐有关化学性质有更深入的理解。让学生学习真正落到实处，所形成的认知结构更趋于科学合理，知识的能力价值彰显出来。

4、应用宏微理论，探究化学与生活问题

让化学知识的学习与社会生活相联系，为学生创造一个原有概念的自我转变和自我表达的空间。通过化学的学习和宏微理论的建立，面对许多的社会问题，善于应用“见宏思微，以微窥宏”的思维方式，用学过的科学知识去解释，用科学方法去推测，用科学精神去证实。例如，中医和西医的药品风格的不同，西药说明书上，通常能看到药品的分子式和结构式等信息，而中药却没有。因此有人就说西药是化学试剂，而中药是天然药材。而探究西药的成分，发现许多西药是从天然植物和动物中提取而成，所以中药和西药成分可能相同，只是成分含量不同，见药效的时间长短不同。又如，我们能判断“本产品是绿色环保的，不含任何化学物质”的类似广告词是错误的。我们能解释很多人说的“现在的食品里都含有化学物质，不是天然食品，所以现在的疾病很多”。

5、应用宏微理论，培养解决问题的能力

每年的化学中考试题把化学学科特点有机融合到各类题型中，渗透宏观辨识与微观探析、变化观念等化学核心素养，突出宏观、微观和符号的特色，突出考查对化学学科本质和特点的认识，考查学生在处理各类问题时从化学角度进行分析的基本能力。例如. 工业上用甲和乙在一定条件下通过化合反应制备丙，下列是三种分子的模型图，根据下列微观示意图得出的结论错误的是（      ）

A.甲中碳和氢元素的质量比为6：1     B.该反应属于化合反应

C.乙和丙都属于氧化物       D.2.8g甲完全反应能生成4.6g丙

该题以微粒示意图来分析乙烯和水反应前后分子种类的变化，建立起微粒与化学反应、物质组成的联系，找出反应物生成物之间的量的关系，并进行简单计算，实现了对“宏观辨识与微观探析”素养的考查。

总之，在化学教学中，教师要注意运用“见宏思微、以微窥宏”的思维对初中化学整体知识进行划分，整理出核心知识。理清教学主次，让学生集中主要的时间和精力理清宏观、微观化学概念，梳理知识之间的逻辑关系，使学生在学习化学知识的过程中内化为“宏观辨识与微观探析”这一化学学科素养。

参考文献

[1]《基于学生核心素养培养的化学学科能力研究》 王磊  等著 北京师范大学出版社出版.

[2]《21世纪学生发展核心素养研究》  林崇德 主编   北京师范大学出版社出版.

[3]《化学教学最优化研究》  曹洪昌  著  人民教育出版社出版.

[4]义务教育教科书 《化学》上下册 山东教育出版社.