“宏观辨识与微观探析”核心素养培养途径——以“元素化合物知识”为例

◇ 江苏 沈文晶

宏观辨识与微观探析是高中化学学科核心素养的重要组成内容之一.高中化学教学中,教师应做好宏观辨识与微观探析内容的学习与解读,寻找其与元素化合物知识之间的契合点,积极寻找相关的教学策略,使学生扎实掌握该部分内容,提高核心素养.

1 宏观辨识与微观探析解读

高中化学课程标准从三个方面对宏观辨识与微观探析素养进行了说明：从不同层次认识物质多样性,并对物质进行分类；能从元素、原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质与变化,形成“结构决定性质”的观念；能从宏观与微观相结合的视角分析与解决实际问题.其中第一个层面是指对物质有宏观的认识,能够按照一定标准对其进行合理分类.第二个层面是从微观层面对物质进行本质的理解,掌握物质的内部构成,认识到物质的宏观性质与其内部结构密切相关,由其内部结构决定.第三个层面则强调应用,即,能够根据所学,立足宏观、微观两个视角,对相关化学问题进行合理的分析,并加以解决.在进行元素化合物知识讲解中应注重从以上三个层面入手,结合具体教学内容,寻找可行的教学策略,顺利完成宏观辨识与微观探析培养目标.

2 宏观辨识与微观探析培养的具体实践

2.1 做好物质宏观分类教学

高中化学元素化合物涉及的知识点较多,按照一定标准对其进行合理的分类,有助于学生从宏观上把握相关物质的化学性质,更好地加深学生印象,构建系统的知识网络.在教学过程中,要为学生深入讲解不同物质所属的类别,并鼓励学生做好总结.如根据物质所含的阳离子可将Na2CO3、K2SO4分为钠盐和钾盐,而根据所含的阴离子可将Na2CO3、K2SO4分为碳酸盐和硫酸盐,使学生深刻认识到分类标准不同,物质所属的种类可能相同,也可能不同.围绕所学的元素化合物知识设计有趣的问题,使他们掌握物质分类的方法与技巧,加深对化学物质的认识与理解.

图1

A.NaCl、K2SO4、KCl、(NH4)2SO4

B.NaCl、K2SO4、KCl、NH4Cl

C.Na2SO4、K2SO4、KCl、NH4Cl

D.Na2SO4、K2SO4、KCl、(NH4)2SO4

分析该题考查学生对交叉分类知识的掌握情况.观察可知阴影部分表示两种分类中的共同部分,可对给出的四个选项进行分析.选项A、B 中NaCl属于钠盐或盐酸盐,选项A、D 两项中(NH4)2SO4属于铵盐或硫酸盐,均不符合题意.对于选项C 中Na2SO4、K2SO4分别为钠盐、钾盐,而根据阴离子分类其均属于硫酸盐；KCl、NH4Cl分别属于钾盐和铵盐,根据阴离子分类其均属于盐酸盐,符合题意.

2.2 深入剖析物质内部结构

在元素化合物教学中,为使学生深刻认识到物质的性质是由内部结构决定的,教师应制作相关的多媒体课件,放大化地呈现物质的内部结构,调动学生学习积极性的同时,使学生清晰地看到物质内部原子的构成、位置等,在头脑中形成清晰的印象.同时,展示同素异形体内部结构,引导学生分析其化学性质的异同,思考同素异形体化学性质不同的内在原因.为引导学生从物质内部结构对物质的性质有深刻的认识,教师可结合教学实践,优选经典习题,在课堂上展示,要求学生应用所学进行分析解答,巩固学生所学的同时,使其能够运用所学的微观知识,分析相关的化学问题.

A.N4是由非极性键构成的分子晶体

B.氮元素非金属性强于磷,则N4沸点高于P4(白磷)

C.1 molN4气体转化为N2气体吸收热量888kJ

D.N4与N2互为同分异构体

图2

分析该题目从物质的微观角度入手,能很好地考查学生对物质的微观认识.N4由4个N 原子构成,分子结构对称,属于非极性分子,选项A 正确.N4和P4原子内部存在共价键,相对分子质量越高,沸点越高,选项B错误.根据分子内部存在的共价键个数以及吸放热关系,不难求出1molN4气体转化为N2气体放出的热量为945kJ×2－167kJ×6＝1890kJ－1002kJ＝888kJ,选项C 错误.N4与N2属于同素异形体,选项D 错误.

2.3 创设情境提升应用能力

在元素化合物教学中,为使学生能从宏观与微观两个角度分析相关化学问题,提升学生的灵活应用能力,教师要为学生讲解宏观与微观的化学知识,使学生能够准确记忆、理解相关的概念、计算公式等.另一方面,为使学生能够灵活地实现宏观与微观之间的转化,避免走进解题的误区,在课堂教学中要注重创设相关的问题情境.

A.1molOD－和17g—OH 所含的质子与中子均为9NA

B.7.8gNa2S与Na2O2的混合物含有离子总数为0.3NA

C.将11.2LCl2通入足量石灰乳中制备漂白粉,转移电子数为0.5NA

D.1mol·L－1的氯化铜溶液中含有0.2NA个氯离子

分析物质的量是联系宏观与微观知识的重要桥梁,通常与阿伏加德罗常数一起考查学生对宏观、微观的认识程度.1molOD－、—OH 均含有9mol质子,但1molOD－含有9NA的中子,1 mol—OH 含有8NA的中子,选项A 错误.1 molNa2O2和1 mol Na2S均含有3mol离子,选项B 正确.很多学生误认为选项C是正确的,事实上,题中只给出了11.2L 的Cl2,并不知道是否在标准状况下,因此,不能确定Cl2的物质的量,错误.选项D 未告知氯化铜溶液的体积,因此无法确定含有的氯离子数,错误.

为在元素化合物教学中更好地培养学生的核心素养,在教学过程中要对宏观辨识与微观探析素养内容进行认真的学习与解读,深刻了解其内涵.同时,对教学内容进行认真分析,有针对性地讲解基础知识的同时,精讲一些典型例题,加深学生的理解,提升学生灵活应用能力,不仅能顺利完成教学目标,而且还能有效提升学生的宏观辨识与微观探析素养.