基于问题情境 培养化学宏观辨识与微观探析能力

摘 要：宏观辨识与微观探究的能力作为化学核心素养的重要组成部分，受到了越来越多的教师的关注。在高中化学教学时，通过设置具有启发性、适度性的问题情境，关注实验的趣味性、新旧知识的衔接性、与实际生活的联系性，可以达到有效培养化学宏观辨识与微观探析能力的目的。

关键词：宏观辨识与微观探析;问题情境;高中化学

化学学科的特殊性在于其不仅研究物质的宏观表现，还描述了原子、分子、离子等粒子的微观世界。如何有效提升化学的宏观辨识与微观能力，一直是化学教师需要付诸心力思考的问题。经过大量研究发現，引入问题情境教学策略，注重情景设置时的启发性与适度性，结合适当的策略，可以很好培养学生的宏观辨识与微观探析能力。

一、 遍稽群籍，探析若干基本概念

实际课堂教学的有效性是以前期做出的充分准备为前提的，前期准备中大量的书籍调研就必不可少，想要使得问题情境教学策略更好的应用于化学宏观辨识与微观探析的培养上，就需要对这两个重要概念进行充分的理解。

（一）问题情境

问题情境顾名思义由两个名词组成，分别是问题及情境，问题在现代汉语中主要包含以下几种含义：一是要求回答或解答的题目;二是需要解决的矛盾、疑难;三是事故、麻烦;四为关键、要点。情境主要包含两种含义：一是在一定时间内各种情况的相对的或结合的境况;二是情景、境地。问题情境教学则是将问题与情景进行了整合，它的意义在于通过创设一定的情景，在情景中提出问题，达到促进思考的目的。

问题情境教学方式的由来可以追溯到古希腊时代著名思想家苏格拉底所创建的苏格拉底问题教学法，相传苏格拉底在对待人们的错误观点时，擅长提出一系列问题协助人们思考问题的症结所在，判断自己的思想是否正确。而首先关注到情境对于教学的重要作用的是美国教育学家杜威，他认为一个人所处的情景对于其控制行为具有决定性作用，强调了情景与人之间的相互作用关系，他还将问题教学与情景结合到一起，提出了“五步教学法”，该方法可以简要概括为：1. 创设疑难情境;2. 确定疑难所在;3. 提出解决问题的种种假设;4. 推断哪个假设能解决这个困难;5. 验证这个假设。之后，问题情境教学不断被教育学者发展与完善，应用于实际教学中，取得了很大的成效。

（二）宏观辨识与微观探析

宏观辨识与微观探析能力要求学生认识世界要从两个层面出发，从宏观层面要能通过观察、辨识一定条件下物质的形态及变化的宏观现象，初步掌握物质及其变化的分类方法，并能运用符号表征物质及其变化;微观层面要理解物质的组成、结构和性质之间的联系，形成“结构决定性质，性质决定应用”的观念。

例如对于镁条的燃烧这一实验，在进行实验时，肉眼所观察到的镁条燃烧产生亮光、有白烟产生，感受到的有热量被释放出都属于从宏观层面辨识镁条燃烧后的形态与发生的变化;而透过镁条燃烧发现的Mg与O2发生的微观氧化反应与该反应是放热的就属于从微观角度去探析镁条燃烧的过程，而宏观与微观角度对此反应的探析使得人们对该反应的理解更加全面。

因此，可以看出化学的宏观辨识与微观探析对研究化学反应、化学过程的重要性。

二、 行之有道，探析创设问题情境的基本原则

要想使得问题情境更加有效的应用于化学宏观辨识与微观探析能力的培养上，就需要探究、把握其基本原则，启发性原则，强调问题情境的设置需要对学生的思维产生一定的激发;适度性原则则是关注问题情境的适当性，掌握这两大原则，有利于创设有效的问题情境。

（一）启发性，引起心理冲突

思考是建立在有疑问的基础上的，因此在教学时假如学生没有疑问，教师就应该充当提问者的角色，以启迪学生根据问题进行思考。长期的调研表明一些与学生认知存在矛盾性的问题，可最大程度上引起他们的心理冲突，从而达到启发他们思考的目的。

例如在教学“强电解质与弱电解质”的相关内容时，可首先向学生询问这样一道问题：“SO2，CO2，NH3属于强电解质还是弱电解质？”问题提出后学生开始思考，有一名同学给出了自己的答案，他认为SO2溶于水形成的H2SO4为强酸，因此属于强电解质;CO2溶于水形成碳酸属于弱酸，NH3溶于水形成的氨水属于弱碱，因此CO2，NH3属于弱电解质。之后教师可向其提问：“你是从课本中的哪个具体知识判断此问题中电解质的强弱的呢？”，学生回答：“课本知识中写道强酸强碱属于强电解质，弱酸弱碱属于弱电解质，因此依据此判断SO2，CO2，NH3对应的酸碱的强弱性即可”。之后教师再次提问：“根据你的观点，判断的到底是SO2，CO2，NH3电解质强弱，还是判断的他们所对应的水溶液呢？”教师一番问题后，学生产生了强烈的心理冲突，再次陷入思考之中，经过思考得出“SO2，CO2，NH3属于非电解的观点”。

像上面那样，针对学生容易产生错误的知识点，设置相关问题情境，可以引导其不断思考，检验自己提出观点的正确性，当产生一定错误时，教师也不应立即纠正，而是再次提出问题让学生根据心理冲突深入思考，探究出其中的奥秘。

（二）适度性，诱导主动探究

适度性原则简单来说是在进行相关问题设置时，需要以学生的知识水平为依据，问题的设置既不能太容易又不能太难，把握好难度适度的原则，引导学生根据已有的知识进行主动探究。

例如在学习“钠与水的反应”这一知识，首先向其介绍：“同学们，你们知道吗？在实验室中储存金属钠时需要放置在石蜡油或者煤油中，而不能放置在水中，你们知道这是为什么吗？”，经过问题的导入，学生们都非常想知道原因。之后教师引入“金属钠与水反应的小实验：在盛有一定水的烧杯中滴入几滴酚酞溶液，之后将一小块金属钠放置到烧杯中，观察现象”，实验结束后询问学生：“大家观察到了什么现象呢？”，学生回答：“烧杯中的水从无色变成了红色，钠块在水面上快速移动”，教师再询问：“无色酚酞溶液变红能说明什么呢？”;学生开始思考想到之前所学的酚酞遇碱变红，推断出生成了碱;教师再询问：“钠块快速移动可能由什么导致的呢？”，学生们积极思考探究，提出可能反应生成了气体，使得钠块移动，这样经过教师一个个难度适中的问题，学生最终探究得到，金属钠与水反映生成了氢氧化钠和氢气。

像上面那样，教学过程中，难度适中的问题不仅可以激发学生思考，还有利于大多数学生根据自己的知识储备开展探究活动，依靠自身主动获得知识。

三、 匠心独运，探析创设问题情境的几项策略

了解了问题情境以及宏观辨识与微观探析的相关概念，掌握了问题情境创设的基本原则之后，教师的教学设计就应当迈入下一个阶段，即思考如何創设具体的问题情境以达到培养学生宏观辨识与微观探析能力的目的，下面将提出几项有效的策略。

（一）趣味实验，分析推理

许多化学知识都是通过实验获得的，因此高中化学阶段，实验教学必不可少。在进行实验教学时引入充满趣味性的实验，可以使学生根据实验现象进行分析推理的兴趣大大提升。

例如在教学“化学能与电能的转化”这一部分内容时，首先，向学生展示趣味性试验：“烧杯中倒入一定的稀硫酸溶液，将一块锌片与一块铜片置于溶液中，用导线将两片金属连接起来，并在导线之间加入一灵敏电流计，观察实验现象”，经过试验展示，学生发现灵敏电流计中的指针移动了，他们都感到十分新奇。这时教师提问：“灵敏电流计为什么会偏转呢？”学生开始思考得出了是电流的作用;之后教师再向其询问：“实验过程中两种金属有什么变化呢？”，学生经观察，发现锌片不断溶解，而铜片附近有气泡产生，进而推断出发生的微观反应过程。

像上面那样，趣味性实验的引入使得学生的注意力集中起来，积极参与到实验中，而相关问题的提出起到了引导学生分析宏观实验现象推理微观过程的目的。

（二）新旧衔接，转化验证

有古语言：“温故而知新”，这就表明了新旧知识之间是具有一定的联系的，通过温习以前学过的知识也能达到得到新知识的目的。在高中化学教学时，授课过程中注重新旧知识的衔接，可以很好地转化旧知验证新识。

例如在教学“溶液的酸碱性”的相关内容时，在教学前，教师可询问学生：“如何判断一个溶液的酸碱性呢？”，经过思考，学生想到初中所学的利用pH试纸判断溶液酸碱性的方法。之后教师再提问：“假设一溶液H+的浓度为1×10-5mol/L，能否不通过实验就验证其酸碱性呢？”学生开始思考老师的提问，面露难色，这时教师向其介绍通过比较溶液中氢离子浓度与氢氧根离子浓度的大小关系来判断溶液酸碱性的方法，学生根据新学知识判断出该溶液显酸性，之后教师再开展测该溶液的pH值的实验，经测算pH值约为5，因此实验验证答案是正确的。

以上论述可以表明，就判断溶液酸碱性这一问题来说，学生经过问题情境教学，实现了从宏观实验现象判断到根据微观粒子浓度判断的转变，完成了新旧知识的衔接过程。

（三）联系生活，去伪存真

生活是天然的学习场所，存在着无穷无尽的知识，生活中也存在着大量的化学知识。将化学课堂与生活进行联系，可以检验生活中知识的正确与否，达到去伪存真的目的。

例如在教学“食品中的有机化合物”时，对待生活中常出现的“食物相克理论”就可以应用化学知识去评判其正确性，比方说人们常说“醉酒后为了醒酒应该喝浓茶”。在学习了乙醇、乙醛等知识后，教师就可向学生提问：“醉酒之后喝浓茶是否有道理呢？”，问题提出后学生没有思路，之后教师再提示到：“酒的主要成分是什么呢？其在消化的过程中可能发生哪些化学变化呢？”，经过教师提示及查阅资料思考，学生发现了浓茶与酒精作用的微观机理：浓茶中的茶碱使得尚未转化的CH3CHO进入肾脏，造成了肾脏损伤，因此是不正确的。

以上论述表明，问题情境的设置激发学生思考解决生活中的问题，有利于他们发现生活现象背后的微观机理，应用微观知识判断真伪。

综上所述，为了使得问题情境教学更好地应用于宏观辨识与微观探析能力培养上，教师在前期了解相关概念及提问原则后，开展趣味实验，可以引导学生由宏观现象推理微观反应过程;注重新旧知识衔接，能够实现用宏观实验现象验证由微观知识得出的结果;而加强与生活的联系可以引导学生用宏观生活现象背后的微观机理判断“常识”的正确性。

作者简介：

王少明，江苏省淮安市，江苏省淮阴中学。