吳桂英

【摘 要】普通高中化學課程基本理念是以培養(yǎng)化學學科素養(yǎng)為主旨，重視開展“素養(yǎng)為本”的課堂教學，倡導基于化學學科核心素養(yǎng)的評價?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準（2017年版）》認為：化學學科素養(yǎng)主要有以下五個方面的目標分類：宏觀辨識與微觀探析，變化觀念與平衡思想，證據(jù)推理與模型認知，實驗探究與創(chuàng)新意識，科學態(tài)度與社會責任。本文以氮及其化合物復習課為例，談談宏觀辨識與微觀探析（以下簡稱宏微辨析）這一核心素養(yǎng)的培養(yǎng)策略。

【關鍵詞】核心素養(yǎng)；宏微辨析；培養(yǎng)策略

一、問題提出

最新普通高中化學課程標準指出：普通高中化學課程是落實“立德樹人”根本任務、促進學生化學學科素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要載體；化學學科素養(yǎng)是現(xiàn)代社會公民必備的科學素養(yǎng)，是學生終身發(fā)展的重要基礎。宏微辨析實質是指：能通過宏觀條件下對物質的形態(tài)及變化等宏觀現(xiàn)象的觀察、辨識，初步掌握物質及其變化的理論分類方法，并運用各種化學符號來表征；能從物質的微觀角度理解其組成、結構和性質的聯(lián)系，從而形成“結構決定性質，性質決定應用”的構性相關的觀念。平時的復習課教學，通常被認為只是鞏固知識，提高學生的解題能力等，忽視對學科素養(yǎng)的培養(yǎng)作用，比如對宏觀辨識與微觀探析這一核心素養(yǎng)的培養(yǎng)更使涉及甚少。筆者認為：從物質的分類觀建構學習的知識框架，從物質的結構觀認識物質的性質，從物質的轉化觀辨析物質的變化，都是培養(yǎng)學生宏微辨析學科素養(yǎng)的重要策略。

二、宏微辨析核心素養(yǎng)的具體培養(yǎng)策略

（一）從物質的分類觀建構知識框架，形成知識系統(tǒng)

物質的分類觀是認識物質的前提。物質的分類觀是指依據(jù)不同的分類標準，從不同的角度滿足學習和研究的需要，得到不同體系的分類結果。對物質進行分類是化學學科培養(yǎng)學生宏微辨析核心素養(yǎng)的基礎通道和重要途徑。比如氮及其化合物種類繁多，化合價復雜，化學反應變化多端，在復習課中可將有關物質進行分類。課前先采用“頭腦風暴”的方式，列舉含氮物質，然后引導學生從不同的的角度進行分類。例如可以按物質組成是否單一來分類：純凈物有N 、液氨、NO、NO 、HNO 、N H 等；混合物有氨水、NO 與N O4混合體系等。還可以進一步按組成元素和性質來分類，如下圖：

另外，由于氮元素的價態(tài)比較多，在復習課時可以建立化合價與物質種類的“二維物質分類圖”，進行分類總結，如下圖。

合理運用物質分類觀能使零散的知識系統(tǒng)化，便于學生自主構建知識框架，對物質間的聯(lián)系及其變化規(guī)律也有著啟發(fā)作用。比如，在上述“二維物質分類圖”中，NO和NO 中N元素化合價分別為+2、+4，一定條件下都有可能升高到+5價，因而它們都具有還原性；而HNO 、N元素為+5價，為最高價，可預知判斷出硝酸具有很強的氧化性；又如NH 中的N的化合價為-3價，可知NH 應具有很強的還原性，這就不難理解氨的催化氧化反應以及為什么NH 可以還有氧化銅了。

（二）從物質的結構觀認識物質的性質，從物質的轉化觀辨析物質的變化，形成物質反應合理而系統(tǒng)的表征

微觀結構決定物質的宏觀性質，反之，宏觀性質反映微觀結構。在復習氮及其化合物時，要有計劃、有目的的采取措施，提高宏微辨析的核心素養(yǎng)?？梢韵茸寣W生思考：氮元素屬于比較活潑的非金屬元素，為什么N 的性質那么不活潑呢？原來N 的分子中存在N≡N鍵，其中有兩個σ鍵和一個π鍵，它們將兩個N原子牢牢連在一起，很難再斷開，所以N2穩(wěn)定存在于空氣中，很難發(fā)生化學反應。如氮氣與氫氣合成氨氣，必須在高溫、高壓、催化劑的條件下才能實現(xiàn)，且反應有一定的限度；而氮氣與氧氣化合生成NO，則需要很高的能量，通常在高壓放電的條件下才能進行。

不僅化學性質與結構有關，有些物質的物理性質也跟物質結構密切相關。如在復習NH 的性質時，學生會疑惑NH 分子與CH 分子組成相近，可是為什么物理性質卻相差很大呢？氨氣極易溶于水、易液化，而甲烷不溶于水、熔沸點卻很低？這里可以把NH 分子的結構情況先復習一下：氨氣分子中，N與三個H形成三個σ鍵，再加上一對孤電子對形成了四面體結構，如果忽略孤電子對所占有的方向，氨氣分子在空間便形成了三角錐立體結構。另外，由于受到孤電子對斥力較大的影響，使N-H鍵相互靠攏，鍵角減小，使NH 有很強的極性，再加上N原子吸引電子能力很強，使得NH 易形成分子間氫鍵，從而表現(xiàn)出表現(xiàn)出極易溶于水、易液化等物理性質。

全面系統(tǒng)地認識常見物質的結構，看似花費了很多時間，用在與本節(jié)課無關的知識上，實際上通過復習回憶物質的結構，可以將具體的、零散的或孤立的知識點聚集到系統(tǒng)的、相互聯(lián)系的、整合的知識建構中，加深了學生對結構決定性質的再認識，將散亂的物質性質變化上升為合理的反應規(guī)律，形成物質反應的系統(tǒng)表征。從而在發(fā)展學生的知識水平的基礎上，提高學生的宏微辨析等核心素養(yǎng)。

三、培養(yǎng)學生宏微辨析核心素養(yǎng)應注意的問題

首先，要結合學情特點，調動學生的學習積極性。設計具有實際應用的分類和轉化的活動任務，促使學生掌握“單質及其化合物”之間的轉化關系等等，這種活動任務在促進學生自主建構時具有非常重要作用。教師要依據(jù)學科素養(yǎng)的基本內容，恰當運用教學策略，有的放矢地進行系統(tǒng)設計，既要符合本校學生的實際情況，如知識水平、智力水平等，又要盡可能涵蓋該元素的單質及其重要化合物的主要性質，還要考慮活動任務在今后的生產(chǎn)、生活中具有一定的實用價值；教學手段上做到啟發(fā)與引導相結合、思考與交流討論相結合等，幫助學生順利構建物質二維關系圖。

其次，“二維物質關系圖”有一定的適用性。元素化合物之間的轉化從化合價角度通常分為兩類：一類非氧化還原反應，即同一價態(tài)不同物質間的相互轉化，比如酸性氧化物、酸、鹽之間的相互轉化；另一類是氧化還原反應，即同一元素不同價態(tài)之間的相互轉化，如氮元素的-3、0、+1、+2、+3、+5等不同價態(tài)物質之間的轉化。對于這兩種轉化都比較多的元素及其化合物，通?？梢圆捎枚S物質關系圖的方法，如氯、硫、氮、鐵及其化合物。

再次，元素化合物的復習通常不是一步到位的，可通過課堂實踐、實際應用等多方位、多角度提升學生的學科素養(yǎng)。氮及其化合物的復習課，剛開始是讓學生從物質的類別（分類觀）、化合價（結構觀）及相關化合物性質（轉化觀）等三個方面來建構知識系統(tǒng)，形成學習、研究物質性質的思路與方法。在后續(xù)學習中還可以注重兩個方面的鞏固提升，一是結合物質結構、元素周期律的復習，進一步上升到從周期和族（類）的高度認識物質，使學生能學會用微觀結構、元素周期律等理論解釋物質的性質，學會用類推遷移、比較判斷、辨別分析等思維方法，預測陌生元素及其化合物的性質，為后續(xù)學習做好基礎準備；二是結合化學基本理論、基本原理、探究實驗等，促進學生自主構建“二維物質關系圖”，培養(yǎng)宏微辨析這一學科重要核心素養(yǎng)。

綜上所述，宏觀辨識利于得出結論，掌握知識；微觀探析利于究其根本，便于理解記憶。教學中注意引導學生在學習化學基礎知識的進程中注重宏觀辨識和微觀探析的結合，發(fā)展其多視角、多層次分析和解決實際問題的能力，加深對知識的運用和掌握。既要知其然，還要知其所以然；在實驗探究的過程中，能用“宏觀辨識和微觀探析”的觀念認識事物，幫助他們提高獨立解決問題的能力，培養(yǎng)宏微辨析這一學科重要核心素養(yǎng)，構建高效的化學課堂。

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