安徽省銅陵市第一中學(244000) 鄭 偉

安徽省六安市第二中學河西校區(qū)(237000) 孫 瑞

1 三重表征的涵義

化學核心素養(yǎng)包括宏觀辨識和微觀探析、變化觀念和平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創(chuàng)新意識、科學精神與社會責任5個維度。

化學三重表征教學模式包括3種表征形式：宏觀表征、微觀表征、符號表征。宏觀表征是指通過物質的物理性質、物質發(fā)生變化的現象、物質的客觀等存在宏觀層面呈現出來的信息對物質進行表征，是物質的外在屬性在學習者頭腦中的反映。微觀表征是指不能通過直接觀察得到的，必須通過物質的微粒組成與結構、微粒的結構、微粒的運動及相互作用、反應機理等微觀層面呈現出來的信息對物質進行表征，是物質的結構、組成、反應機理等微觀領域的屬性在學習者頭腦中的反映。符號表征是指通過表示物質或微粒組成與結構的符號和圖形等符號層面的信息對物質或原理進行表征，是化學用語和化學專有符號在學習者頭腦中的反映。

筆者在對本校學生的調查中發(fā)現,不少學生學習化學的困難就在于無法將三重表征相互聯(lián)系起來，很難完成從宏觀到微觀、從微觀到符號的跳躍和銜接。如何在核心素養(yǎng)引領下運用“三重表征”教學模式實施高中化學教學,這是一個值得深入思考的問題。以下是筆者在平時的教學活動中所進行的探索和嘗試，現收集整理，以饗讀者。

2 三重表征模式的應用

2.1 案例1：“離子反應”教學片斷

“離子反應”這節(jié)課中，課程內容較為抽象，所涉及的是微觀層面的離子和離子之間的反應。而高考對這部分內容的要求是學習者能夠用離子方程式等化學符號來表征離子反應。筆者為了讓學生真正理解離子反應的實質，按照書本的內容，演示了Na2SO4溶液中滴入BaCl2溶液的實驗，演示實驗過程如圖1所示。

滴入BaCl2溶液后立即生成白色沉淀，學生對實驗現象呈現出極高的興趣，筆者順勢提出了問題。

師：試管中立即生成白色沉淀，是什么物質呢？

生：BaSO4。

生：反應了；沒有反應。(學生很激動，回答有兩種結果。)

師：你們說的不算，我說的也不算，怎么辦？

生：實驗是最高法庭。

師：那么如何檢驗溶液中是否還有Cl-呢？

學生在下面嘀咕討論，有的學生在回憶和討論，然后學生中響起一陣聲音。

生：用AgNO3溶液。

師：很好，下面我們就來檢驗反應后的溶液中是否還存在Cl-。

教師取出剛才已經靜置的試管，將上層清液倒入另一只試管中，向其中加入幾滴稀硝酸，然后滴入1 mol/L AgNO3溶液。試管中立即生成白色沉淀，看到此現象，學生們發(fā)出“哇”的一聲，有的學生還發(fā)出感慨“好神奇”。

師：試管中生成了大量白色的沉淀，說明溶液中的Cl-沒有參與反應，考慮到溶液中的離子要遵循電荷守恒原理，Na+也沒有參與反應。這樣我們就可以對Na2SO4溶液和BaCl2溶液的反應情況進行總結概括。

宏觀表征：立即生成白色沉淀。

教師再讓學生體會并總結什么是離子反應，什么是離子方程式，以及如何正確書寫離子方程式。三重表征的應用完美地滲透了宏觀辨識和微觀探析的核心素養(yǎng)元素。

2.2 案例2：“Fe3+和Fe2+的相互轉化”教學片斷

在“Fe3+和Fe2+的相互轉化”這節(jié)課中，筆者有意將兩種離子的檢驗方法滲透在轉化關系中。先向三支干凈的試管中各加入2 mL FeCl3溶液，依次編號為A、B、C。具體試劑的添加順序和用量見表1，實驗現象見表2。

表1 試劑的添加順序和用量

表2 三支試管中出現的現象

學生對實驗過程中每一次的顏色變化都非常的興奮和好奇，隨后筆者將上述兩個表格通過多媒體課件呈現給學生，和學生一起來分析為什么每一支試管中會有不同的現象。

(1)試管A

宏觀表征：加入1滴KSCN溶液后立即變成血紅色。

微觀表征：Fe3+和SCN-反應生成紅色物質。

(2)試管B

宏觀表征：加入還原鐵粉溶液變成淺綠色，加入KSCN溶液無明顯現象。

微觀表征：加入鐵粉后溶液中已經沒有Fe3+，因此不會生成紅色物質。

(3)試管C

宏觀表征：加入還原鐵粉溶液變成淺綠色，加入KSCN溶液無明顯現象，滴入氯水后溶液變成淺紅色。

微觀表征：加入鐵粉后溶液中已經沒有Fe3+，因此不會生成紅色物質，滴入氯水變成紅色說明溶液中又生成了Fe3+。

最后經過整理分析，得出結論：Fe3+和Fe2+可以相互轉化，轉化關系如圖2所示。

對于C試管中最后出現的淺紅色現象，筆者有意進行回避，沒有作深入探究。該案例在教材原有實驗的基礎上巧妙地融入了科學探究與創(chuàng)新意識。

2.3 案例3:“原電池原理”教學片斷

“原電池原理”這節(jié)課學生普遍感覺高度抽象，生澀難懂。若能將演示實驗和三重表征模式結合在一起，這節(jié)課學生將會很容易理解原電池的工作原理?，F將這節(jié)課的部分片段摘錄如下。

教師先取1個培養(yǎng)皿放在多媒體實物展臺上，再向培養(yǎng)皿中放入1粒鋅粒，然后取1根事先彎成U形的銅條，將銅條一端搭在鋅粒上，另一端用錘子擊打成薄片后搭在培養(yǎng)皿內，銅條的中間部分搭在培養(yǎng)皿外，然后向培養(yǎng)皿中加入蒸餾水以浸沒銅條的兩端為宜。如圖3所示。

生：沒有，因為鋅與銅和水都不會反應。

師：如果老師向水中再加入稀硫酸，會有什么現象呢？同學們可以預測一下。

學生聽到預測后都很興奮，有的回答鋅粒上有氣泡，有的回答銅片上有氣泡(很明顯這部分學生預習過)，有的回答兩端都有氣泡。隨后教師向培養(yǎng)皿中加入大約2 mL稀硫酸，學生都在仔細觀察。鋅粒上很快產生大量氣泡，并且鋅粒在慢慢變小，大多數學生都在盯著鋅粒觀察。過了大約25 s，銅片上開始產生氣泡，隨后氣泡越來越多，越來越明顯，有的學生注意到銅片上的現象后，發(fā)出了大聲的呼喊。其他同學的目光也被他吸引到了銅片上，紛紛發(fā)出了“神奇”的感慨，教師順勢提出了問題。

師：同學們，你們看到了什么？

生：鋅粒和銅片上都產生了氣泡。

師：銅片上為什么會產生氣泡呢？這些氣體又是什么呢？能不能設法驗證??？

生：氫氣；氧氣；二氧化硫(學生首先想到了這些)

師：我們用試管收集銅片上產生的氣泡，可以分別用干燥的燒杯、帶火星的小木條、品紅溶液進行驗證。如果老師告訴你，經過驗證氣體為氫氣。你能不能給出合理的解釋，為什么銅片上會生成氫氣呢？

現如今，計算機、互聯(lián)網和移動通信技術正在快速發(fā)展進步，依托互聯(lián)網和移動通信技術，各行各業(yè)都在與“互聯(lián)網+”發(fā)生著融合與變革，媒體行業(yè)也不例外，新媒體傳播正在蓬勃發(fā)展，在給傳統(tǒng)媒體造成巨大沖擊的同時，也帶來了更廣闊的傳播路徑?？萍计诳鳛閭鹘y(tǒng)媒體中具有較強專業(yè)性的一種媒體，如何借助互聯(lián)網技術在內容創(chuàng)新、信息傳播、廣告營銷及客戶服務等方面與時俱進，利用新媒體融合實現自身的延伸發(fā)展，成為當下傳統(tǒng)科技期刊運營者和編輯積極思考的問題。

部分學生低下了頭，有一部分學生在翻書，還有一部分學生在嘀咕：“氫離子。”教師及時對嘀咕的學生給予了肯定。

師：有的同學說到了氫離子，很好，我們一起來分析。在銅片周圍存在大量的“游手好閑”的氫離子，現在卻變成了氫氣，如果從化合價的角度分析，氫離子要想成為氫氣必須要獲得電子，而銅很穩(wěn)定，不會失去電子，那么電子從哪里來的呢？很明顯在另一端，鋅很活潑，并且隨著鋅的溶解，鋅失去了電子，電子順著這條“蜿蜒的小道”到達了另一端，在這里，“游手好閑”的氫離子得到了電子變成了氫原子，隨后結合成為氫氣分子，氫氣分子聚集在一起就變成了大家看到的氣泡。這樣一個過程我們可以對鋅粒和銅片從3個方面進行概括。

(1)鋅粒

宏觀表征：鋅粒逐漸變小，慢慢溶解。

微觀表征：鋅很活潑，鋅原子失去電子成為鋅離子進入到溶液中。

(2)銅片

宏觀表征：銅片上有氣泡生成。

微觀表征：銅片附近的氫離子得到電子變成氫原子，氫原子結合成為氫氣分子。

對于鋅粒上的現象，筆者會在后續(xù)的內容中進行解釋。該實驗中的改進做法不僅將宏觀辨識和微觀探析有機結合在一起，原電池模型更是體現了證據推理與模型認知的結合。

2.4 案例4：“鹽的水解原理”教學片斷

在“鹽的水解”這節(jié)課中，筆者以NH4Cl的水解為例重點分析鹽的水解規(guī)律。筆者首先向學生展示0.5 mol/L的NH4Cl溶液，然后向學生提出問題。

師：同學們，你們認為NH4Cl溶液是中性的呢，還是堿性，或者是酸性的呢？

生1：因為NH4Cl是鹽，所以它的水溶液是中性的。

生2：因為NH3H2O是堿性的，所以推測其水溶液為堿性。

生3：我感覺NH4Cl溶液是酸性的，但我不知道原因。

師：好，為了確認NH4Cl溶液的性質，我們可以用最簡單的pH試紙進行驗證。我們取一片pH試紙放在表面皿上，用干凈的玻璃棒蘸取NH4Cl溶液滴在試紙上，然后和標準比色卡進行比較。

現象：試紙立即變成紅色，和標準比色卡對比得知溶液呈現酸性。(因為產生了對原有知識的認知沖突，學生對此現象很好奇，不理解為什么會出現紅色。)

師：下面，我們就結合NH4Cl的電離情況從微觀層面對出現紅色的原因進行分析，如圖4所示。

宏觀表征：NH4Cl溶液呈現酸性。

教師再結合CH3COONa溶液分析強堿弱酸鹽為什么呈現堿性，最后和學生一起對鹽的水解規(guī)律進行初步概括。理解水解平衡的存在及鹽類水解的規(guī)律更是直接體現了變化觀念與平衡思想，比空洞的講解更加有說服力。

3 使用三重表征模式的體會和總結

核心素養(yǎng)是漫天星空中的啟明星，更是茫茫大海上的燈塔。如何在核心素養(yǎng)的引領下將三重表征教學模式融會貫通于高中化學日常教學中，不僅是一個挑戰(zhàn)，更是一種教學方式的轉變。它的成功運用，使得枯燥、乏味的化學課堂變得有趣；使得生澀難懂的知識變得通俗易懂；使得學生由原來害怕上化學課變得逐漸喜歡上化學課；它是高中化學教師的“法寶”。廣州仲元中學的曾國瓊老師提出了“四重表征”教學模式，即宏觀的、微觀的、符號的、曲線的。當然隨著時代發(fā)展，可能以后還會有“五重表征”，甚至“六重表征”等教學模式。但是萬變不離其宗，三重表征教學模式將會在以后的教育實踐中不斷被發(fā)揚光大。