基于高中化学实验的宏观辨识与微观探析核心素养的培养策略

卢英姬

（福建省建宁县第一中学 福建 建宁 354500）

新课程标准对于高中化学提出了新的教学要求，在强化核心素养的教学过程中，对学生的学习品格和学习能力也提出了要求，明确指出高中化学教学要通过实验的方式培养学生的化学思维能力。在高中化学核心素养教学体系当中，教师应当认识到宏观辨识和微观探析素养的重要性，从中找寻到高中化学学科知识所具有独特性，从学生的学习基础和思维能力出发，有组织有计划地通过教学创新形式，提高学生在宏观辨识和微观探析方面的核心素养。

1.高中化学核心素养教学导向下的宏观辨识和微观探析思维素养

1.1 宏观辨识和微观探析思维素养的内涵

宏观辨识和微观探析思维素养是高中化学学科核心素养当中的重要组成部分。在《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》中提出，高中教学工作的开展需要结合学科特征，来强化核心素养培养能力。新课程标准对高中化学提出了核心素养的五个层面的方向要求，其中包含化学学科的思维思想和应用方法，也包括社会实践层面的真实应用，从理念到实际完成对于学生思维能力的全面覆盖。宏观辨识和微观探析素养是思维思想层面的核心素养，强调学生通过学科学习能够从不同层次进行物质认识，了解物质的多样性，认识到不同物质之间存在的共性和差别。与此同时，学生还需要能够深入微观层面，对物质的组成元素、物质的构成水平进行进一步的认识，了解不同物质之间存在的不同性质以及他们所形成的相互转化。宏观辨识和微观探析相结合，强化了学生的转化思维能力培养，宏观与微观的彼此结合也是化学学科独有的思维方式之一。

1.2 应用宏观辨识和微观探析思维的教学意义

高中化学学科教学当中的实验探索，虽然是对已经形成的化学理论的验证，但是对于学生来说，同样能够获得思维的提升。对于学生来说，通过化学实验手段进行引导，帮助学生形成从不同视角下理解物质的性质和意识的能力。例如教师在进行实验教学中，需要引导学生通过多种感受来判断物质所拥有的性质，帮助学生理解宏观层面的物质认识。在此基础上，学生再次进入到微观层面的实验当中，通过微观观察或者模型分析，对宏观层面的认知进行验证。通过实验教学形式，学生能够逐渐建立起宏观和微观相统一的化学观念，并认识到通过实验辨识去伪存真进行真理探究的重要性，奠定科学思想的基础。目前高中化学教材当中，同时涉及到宏观和微观实验观察分析的化学元素一共有八种，分别为钠、铝、铁、铜、氯、氮、硫、硅。教学层面涉及到的知识量较为庞大，同时不同知识之间具有渗透性。一方面物质之间彼此存在化学作用，另一方面各种化学元素物质与学生的日常生活也有着紧密的关联。通过宏观辨识和微观探析的思维教学，能够帮助学生避免片面认知，采用全面认知的方式来理解化学动态变化与化学生活之间的关联，形成科学态度。

2.高中化学开展宏观辨识和微观探析思维实验教学的策略

2.1 充分挖掘教材培养学生的宏观辨识和微观探析思维

教材是学生接触化学学科的重要途径，也是当前高中开展学科教学的主要资源。教师在组织开展化学实验教学中，应当把教材吃透，深入挖掘教材当中的核心资源，为学生提供思维层面的引导。首先教师要对高中化学课程标准进行深入理解，教师要在研读课程标准的基础上，从教材和学生诉求出发，理解核心素养的内涵，对教材内容进行核心素养层面的整理，做到教学层面的有的放矢；随后，教师要对教材进行教学设计，针对教材的安排选择最有效的宏观辨识和微观探析教学培养方式，避免在教学过程中混入杂乱的内容给学生带来困扰。在高中化学学科教学中，元素化合物部分的教学是培养学生宏观辨识和微观探析思维的重要资源，教师在挖掘教材中，可以将这部分的实验教学作为重点，用来培养学生观察理解元素化合物，学生在实验当中，探究元素化合物形态外观等宏观属性变化，在实验中进行微观分析来认识元素化合物的性质，最终实现宏观和微观之间的转化和结合统一，形成全面的思维理解。

2.2 创设生活化的化学实验情景完成教学引入

学生的宏观辨识和微观探析思维的形成，其目标在于实现社会实践层面的应用，宏观辨识和微观探析思维是一切社会实践和方法论的理论基础。相应的，结合学生的思维形成过程，生活场景中所形成的认知，始终是学生获取关键信息的途径。因此教师在组织开展化学实验教学当中，应当结合生活场景来进行化学实验项目的创建，帮助学生从生活观察-发现问题-提出问题-设计实验-辨识探究为探索路径，参与到生活问题的探寻和验证当中。学生在具有生活情景的实验项目当中，既能够认识到各个实验环节所涉及到的宏观形态和微观性质特性与真实生活之间有着怎样的关联，又能够奠定利用化学观念理解生活现象的思维基础，最终实现对于学生素质品格的培养。例如教师可以在教学当中引入此前出现过的钠工厂爆炸事件，教师通过展现事件发生的前因后果，组织学生进行讨论，引导学生从化学实验研究钠有着怎样的性质，钠在什么条件下会发生爆炸以及钠的什么性质导致了其发生爆炸现象。将生活情景引入到教学当中，增强了学生的关联性理解，帮助学生在参与实验中，有针对性地进行问题探究。

2.3 运用多样化教学资源来提高实验课堂教学质量

对于进入高中学习的学生来说，化学是十分神秘的，很多化学现象或者化学变化，发生在微观层面，无法从宏观视角中通过肉眼来进行辨识。这种化学动态所呈现出的特征十分抽象，对于学生的理解来说具有一定的难度。但是对于学生来说，微观层面的变化最终呈现在宏观层面的样态，正是吸引学生目光和兴趣的魅力。现阶段的原子分子等微观层面的变化，无法通过光学显微镜的形式直接进行观察，传统教学教师采用的口述描述方式，在学生认知当中显得苍白无力。在教学方面，教师应当应用多样化的教学资源，帮助学生建立起微观变化影响宏观状态的联系性思维，使学生能够更加真切直观地感受到化学动态变化的特征。例如在开展化学微观变化教学中，教师可以配合化学实验的进行，通过展示模拟动画的方式，对化学元素在微观层面出现的动态状况进行展现，借此来提高学生的理解能力，增强学生对于实验不同阶段的动态进行感性认知，再通过感性判断的整理实现理性归纳，强化学生的宏观联系微观的思维能力。

3.基于宏观辨识和微观探析思维的实验教学设计——以《铁及其化合物之间的转化关系》教学为例

3.1 课堂导入——进行现象观察

课堂导入阶段主要通过创设真实的场景来展现铁的化学性质。教师采用氯化铁溶液浸泡铜片，引导学生对铜片的变化进行观察，学生需要着重思考其中氯化铁溶液的制备、铁离子的性质、氧化还原反应等方面的知识内容。再放入铜片之前，教师还通过油性笔在铜片表面书写了一个文字，在拿出反应后的铜片后，引导学生观察发生了什么现象。在课堂导入中，学生需要结合现象观察和小组讨论，对化学反应现象进行猜想和讨论，得出自己的结论。教师引导学生从宏观辨识观察反应后发生的现象和微观探析分析微观层面发生了怎样的变化进行思考。

3.2 实验应用检验

学生在提出了自己的猜想和看法之后，需要在教师的组织下通过亲身参与实验的方式进行猜想验证。教学方面，教师通过多媒体对Fe3+和Fe2+实验进行展示，引导学生对加入KSCN试剂之后，FeCl3溶液和FeCl2溶液的变化情况进行观察和记录。随后加入K3[Fe(CN)6]试剂，引导学生对FeCl3溶液和FeCl2溶液的变化情况进行观察，尝试从宏观辨识角度出发，对Fe3+和Fe2+在遇到硫氰化钾和铁氰化钾溶液出现的实验现象，在微观层面，尝试利用化学符号和离子方程式，对物质发生的化学变化进行表示，帮助学生掌握铁离子、亚铁离子的检验方法。

3.3 引入生活场景

在完成了实验验证之后，教师从宏观和微观相结合的思维出发，引导学生对实验现象在现实生活中的应用进行分析。例如教师可以引入工业腐蚀印刷技术，引导学生从生活资料搜集角度出发，对其中技术手段应用了哪种化学性质进行思考和分析，理解其中的化学性质特点，明确当前铁离子化学性质在现实当中的应用价值。使学生能够将自身所形成的化学宏观微观变化结合的思维与社会实践应用相互结合，强化学生的思维应用能力。

结论

综上所述，高中学生确实需要更多地应用“宏观辨识和微观探析”之法对化学知识进行深入的学习，形成化学学科核心素养。“宏观辨识”能较好地设定必要的学习问题，“微观探析”又能究其知识根本或本质，并在“微观探析”中帮助学生理解与记忆所学化学知识。可以这样说，“宏观辨识与微观探析”既可以称之为是学习高中化学知识的一种方法，也可以称之为是培养高中学生良好学习品质的一种手段。因此，高中学生想要尽快形成化学学科核心素养，就必须要学会“宏观辨识与微观探析”之法，将“宏观辨识”与“微观探析”进行有机结合，以加深对化学知识的理解。