靳永卿

摘 要：化學(xué)核心素養(yǎng)提出：宏微結(jié)合是化學(xué)核心素養(yǎng)的學(xué)科特征，模型認(rèn)知是化學(xué)核心素養(yǎng)的思維核心。所以在初中化學(xué)階段，建立學(xué)生對(duì)于物質(zhì)及其變化的認(rèn)識(shí)要求宏觀、微觀、符號(hào)三重表征相統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)方式和思維習(xí)慣非常重要。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；三重表征；認(rèn)識(shí)方式；學(xué)習(xí)情境

化學(xué)是認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)及其變化的一門學(xué)科，它既具有自然科學(xué)認(rèn)識(shí)客觀世界的普遍性，又具有其特殊的視角、方法、特點(diǎn)和要求，特別是化學(xué)學(xué)科對(duì)于物質(zhì)及其變化的認(rèn)識(shí)要求宏觀、微觀、符號(hào)三重表征相統(tǒng)一，具體的實(shí)驗(yàn)形象思維與本質(zhì)分析和抽象概括相結(jié)合，這對(duì)初中生原本的認(rèn)識(shí)方式和思維習(xí)慣形成了不小的挑戰(zhàn)。如果學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)還只是依賴單純的記憶和灌輸，或是缺少針對(duì)性的、促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)方式和思維習(xí)慣轉(zhuǎn)變的教學(xué)，那么學(xué)生會(huì)出現(xiàn)明顯的學(xué)習(xí)分化和學(xué)習(xí)問題。為此，本文擬結(jié)合案例對(duì)初中化學(xué)如何基于三重表征開展教學(xué)進(jìn)行理論分析和實(shí)踐探討。

一、宏觀—微觀—符號(hào)三重表征的含義

宏觀表征即宏觀知識(shí)或信息在大腦中記載和呈現(xiàn)的方式，包括：（1）人們的感官能直接接觸到或察覺到的物質(zhì)；（2）物質(zhì)表現(xiàn)出的性質(zhì)以及由性質(zhì)決定的物質(zhì)的存在和用途；（3）物質(zhì)發(fā)生變化所呈現(xiàn)的不同現(xiàn)象。因宏觀表征具有鮮明、直觀、生動(dòng)、具體的特點(diǎn)，成為學(xué)生最易形成和接受的表征形式。

微觀表征即微觀知識(shí)或信息在大腦中記載和呈現(xiàn)的方式，指不能直接觀察到的微粒（如原子、分子、離子等）的運(yùn)動(dòng)和相互作用、物質(zhì)的微觀組成和結(jié)構(gòu)、反應(yīng)機(jī)理等微觀領(lǐng)域的屬性在學(xué)習(xí)者頭腦中的反映。對(duì)知識(shí)進(jìn)行微觀表征，可幫助學(xué)生把宏觀現(xiàn)象還原為各種微粒的內(nèi)部作用與運(yùn)動(dòng)，從而揭示現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系和本質(zhì)屬性。

符號(hào)表征即符號(hào)在大腦中記載和呈現(xiàn)的方式，化學(xué)中的符號(hào)表征主要指由拉丁文或英文字母組成的符號(hào)和圖形符號(hào)。從表達(dá)形式上分為由拉丁文或英文字母組成的符號(hào)和圖示兩大類。從功能上分為表示元素的元素符號(hào)或圖示（原子結(jié)構(gòu)示意圖、原子結(jié)構(gòu)和離子符號(hào)）；表示物質(zhì)組成的化學(xué)式；表示物質(zhì)變化的化學(xué)方程式和圖示。

所謂化學(xué)學(xué)習(xí)中的三重表征，就是從宏觀、微觀和符號(hào)三種表征水平上認(rèn)識(shí)和理解化學(xué)知識(shí)，并建立三者之間的有機(jī)聯(lián)系。

二、基于三重表征的教學(xué)設(shè)計(jì)策略

（一）重視三重表征認(rèn)識(shí)方式的構(gòu)建

重視三重表征認(rèn)識(shí)方式的構(gòu)建，就是重視學(xué)生在認(rèn)識(shí)物質(zhì)和變化的過程中將三重表征相統(tǒng)一。消除傳統(tǒng)教學(xué)中用概念解釋概念的低效教學(xué)，避免過多地關(guān)注具體概念解析和識(shí)記，導(dǎo)致學(xué)生只記得具體的概念而不會(huì)應(yīng)用概念分析、解釋問題或現(xiàn)象的弊端。這就要求老師在教學(xué)過程中，要有三重表征的意識(shí)，要?jiǎng)?chuàng)造性地使用教材，善于挖掘知識(shí)點(diǎn)三重表征的價(jià)值，并通過典型的三重表征實(shí)例，不斷突出三重表征的意義，使學(xué)生切實(shí)體會(huì)到三重表征的妙處，增強(qiáng)學(xué)生進(jìn)行三重表征的自覺性。

（二）善于創(chuàng)設(shè)利用三重表征的學(xué)習(xí)情境

若在化學(xué)教學(xué)中，教師簡單強(qiáng)調(diào)符號(hào)表征或微觀表征，而在解決實(shí)際問題的時(shí)候，不強(qiáng)調(diào)宏觀現(xiàn)象和微觀和符號(hào)表征的聯(lián)系，會(huì)使學(xué)生長時(shí)記憶的信息分散凌亂，不能系統(tǒng)全面地對(duì)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行理解。因此，在化學(xué)教學(xué)中，善于創(chuàng)設(shè)能利用三重表征的學(xué)習(xí)情境，使學(xué)生在看到宏觀現(xiàn)象的同時(shí)，挖掘其背后微觀的實(shí)質(zhì)，并能用直觀的符號(hào)去表征，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到：宏觀上表現(xiàn)出的性質(zhì)原來是看不見的粒子在微觀狀態(tài)下集體行為的表現(xiàn)，從而不再對(duì)物質(zhì)表現(xiàn)出的性質(zhì)感到神秘和不解，知道這是物質(zhì)內(nèi)部特征結(jié)構(gòu)的外部表現(xiàn)，并體會(huì)到用符號(hào)表示紛繁的化學(xué)現(xiàn)象的簡便和妙處。接下來，就如何創(chuàng)設(shè)利用三重表征學(xué)習(xí)情境進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行案例展示。

1.分子概念的建立

學(xué)習(xí)情境：如何區(qū)分無色氣體：氧氣和二氧化碳，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

方案

老師追問：為什么氧氣和二氧化碳表現(xiàn)出不同的化學(xué)性質(zhì)？導(dǎo)致它們化學(xué)性質(zhì)不同的微觀本質(zhì)是什么？

學(xué)生1：構(gòu)成兩種物質(zhì)的微粒不同。

學(xué)生2：構(gòu)成兩種物質(zhì)（氧氣和二氧化碳）的分子（O2和CO2）種類不同。

老師：所以構(gòu)成物質(zhì)的分子決定物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。得出：由分子構(gòu)成的物質(zhì)，分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒。

設(shè)計(jì)意圖：通過設(shè)置情境性的問題，驅(qū)動(dòng)學(xué)生思考這兩種已經(jīng)熟悉的物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)差異，再通過追問的方式探查學(xué)生的認(rèn)識(shí)角度，建立物質(zhì)與分子的關(guān)聯(lián)，找到兩種物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)不同的本質(zhì)，是物質(zhì)的構(gòu)成微粒不同導(dǎo)致的，也進(jìn)一步得出分子的概念。

2.原子概念的建立

原子概念的建立，需要借助化學(xué)變化。

學(xué)習(xí)情境：我們知道實(shí)驗(yàn)室可以用雙氧水制取氧氣。請(qǐng)同學(xué)們用模型模擬該化學(xué)變化。

（模型中不同的小球代表不同的原子），模擬過程中完成下列表格。

從微觀角度分析：

并試著寫出反應(yīng)的方程式：2H2O22H2O+O2↑（這里不展開化學(xué)方程式的配平）

設(shè)計(jì)意圖：通過模擬過氧化氫分解制取氧氣的過程，讓學(xué)生自主感受到化學(xué)變化中“變和不變”的微粒，并得出“原子是化學(xué)變化中的最小微粒，理解化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)是分子分裂、原子重組的過程”。通過模型模擬，讓學(xué)生建立宏觀世界和微觀世界之間的聯(lián)系，能從微觀角度對(duì)其宏觀變化的本質(zhì)進(jìn)行解釋。

教學(xué)反思：學(xué)生對(duì)“分子、原子”已不陌生，且學(xué)生能從宏觀視角區(qū)分物質(zhì)和變化，這些都為學(xué)生建立物質(zhì)的微觀認(rèn)識(shí)奠定了知識(shí)基礎(chǔ)。課本結(jié)合化學(xué)變化給出分子和原子的定義，實(shí)際上是一個(gè)描述性或者表現(xiàn)性定義，學(xué)生往往很難接受。而在以上的設(shè)計(jì)案例中，通過創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟知的學(xué)習(xí)情境，然后借助化學(xué)符號(hào)模型對(duì)其進(jìn)行微觀本質(zhì)的探查，這樣有助于學(xué)生對(duì)分子、原子概念的理解。尤其是讓學(xué)生通過動(dòng)手模擬化學(xué)變化的過程，使其更加深刻理解分子和原子的區(qū)別和化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)，為后面質(zhì)量守恒定律的理解奠定了一定的基礎(chǔ)。更為重要的是引導(dǎo)學(xué)生建立對(duì)于物質(zhì)及其變化的認(rèn)識(shí)——宏觀、微觀、符號(hào)三重表征相統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)方式和思維習(xí)慣。

參考文獻(xiàn)：

畢華林.化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)：任務(wù)、策略與實(shí)踐[M].北京師范大學(xué)出版社，2013.

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