基于数据分析的“宏观辨识与微观探析”核心素养的教学建议

杨爱萍

摘要：教学中如何培养学生“宏观辨识与微观探析”核心素养，帮助学生用微粒的观念去学习物质的组成、结构、性质和变化规律，使学生初步理解化学现象的本质;从宏观世界的现象中找到微观世界的本质，从微观的角度去认识物质的组成、结构和性质，是摆在老师们面前的一个重要课题，也是具有挑战性的问题。

关键词：微观探析;宏观辨识;教学建议

人教社九年级化学教材从第三单元《物质构成的奥秘》内容，开始用微粒的观念去认识、学习化学，通过观察、想象、类比、模型化等方式使学生初步理解化学现象的本质;将学生从五彩缤纷的宏观世界带入充满神奇色彩的微观世界。如何将化学反应的宏观现象、符合表征和微观解释有机融合在一起，通过建立模型，更直观地帮助学生理解化学反应的实质以及符号表征的意义，是众多老师们在教学中遇到的一个难题。通过开展了纸笔测试和数据分析方法，对所教学生在平时作业和测试情况进行分析和研究，找到学生在学习和理解过程的障碍点，以改进教学方法。

一、纸笔测试内容：

1、我们常从微观认识宏观的化学反应，下图是乙烯（CH）燃烧的微观示意图（2分）。

⑴该反应中单质的化学式为;⑵该反应的化学方程式为，两种反应物的质量比为。

2、氢气是理想的清洁高能燃料，以水为原料生产氢气的方法有多种。（2分）

方法Ⅰ：电解水法。写出电解水的化学方程式。

方法Ⅱ：光解水法。我国科学家已研制出在新型高效光催化剂作用下，利用太阳能分解水制氢气。水在催化剂表面时，分解的微观过程用示意图表示如下：（“○”表示氢原子，“●”表示氧原子，“ ”表示催化剂）。

则水分解微观过程的正确顺序是（填数字序号）。上述过程中，不能再分的粒子是。

二、纸笔测试结果

共计二个小题，每个小题满分均为2分，学生的得分情况为：

针对第2小题，对学生进行100份抽样统计，得分情况结果如下：

三、学生的答题情况：

对学生具体的答题情况及失分点进行分析，反映出来的主要问题有：

第1题：一是书写不规范错误。如O写成O2，CH写成H4C2 HO写成OH  CO写成CO;二是方程式没有配平，乱写箭头。在O  CO后标“↑”;三是质量比没有乘以化学计量数，“7︰8”错误率高;四是计算错误。

第2题：答题具体情况如下。

四、教学建议：

一是要培养学生微粒模型认识能力。

其一是结合水分子的模型和化学式，让学生学会将模型变成化学式，根据化学式学会建立模型。学生在画和拆分水分子的过程中，知道水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，然后分析、比较学生已知的水的化学式，从而建立起模型与化学式、化学符号间的联系。

其二是让学生学会从模型化的角度去认识化学反应的实质，原来的分子是怎样变成新的分子。老师在教学中，可以借助模型去理解化学化学反应中分子的变化情况。建议以水为例（书本中主要是以文字性的描述和氧化汞分解的图例为例），通过具体的实物（模型）去体会化学反应中，分子先分成原子，然后原子重新组合成新的分子，进一步去体会化学反应中分子是可分的，原子是不可分的，从而得出原子其实就是化学变化中的最小微粒。

二是可以增设化学实验，培养学生建立微观与宏观间相互联系的能力。

书本中有关于证明分子在不断动的实验，对于分子之间有间隔的实验，教材中只是简单的文字描述，不能有效的帮助学生去认识。建议可以增设以下实验，帮助学生去认识。

实验一：用注射器实验。取一支注射器，将活塞往外拉到一定的刻度，然后用手堵住另一端，然后推动活塞，观察活塞能动并前进到一定位置后，就不能继续前进，证明分子间的间隔是可以通过外力改变的。同时用另一支注射器将同样刻度的水，用同样的方法比较活塞的变化情况，得出不同状态的物质分子间的间隔是不一样的;

实验二：用打火机实验。取一支试管用排水法收集一试管打火机里的气体，比较收集气体前后打火机里液体体积的变化情况，然后分别打打火机和点燃试管里的气体，观察现象，试管里的气体和打火机里的物质一样具有可燃性，说明是相同的物质，但是体积的差异且很大，说明物质由液态变为气态，分子是没有变的，只是分子间的间隔发生了变化，从而去认识物理变化过程中，分子本身不变，而是分子之间的间隔发生了变化而已。而打火机里的物质燃烧后就变成别的物质了，不再具有打火机里燃料一样的化学性质，进而进一步认识由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小粒子。通过以上一系列的实验，让学生学会用微粒的观念去解释宏观看到的现象，进一步建立宏观现象用微观去探析的观念，培养学生探微能力。

三是注重前后知识的联系性，培养学生对知识统一性认识的能力。

比如在第六单元《碳和碳的氧化物》章节中，让学生学会从原子结构的角度去认识金刚石和石墨化学性质相同的原因，一氧化碳和二氧化碳物质性质差异的原因等，都可以帮助学生进一步从微粒的角度去认识物质。在学习《质量守恒定律》后，学生对参加反应的物质的认识，往往停留在量的角度去理解。老师在教学中应该从微粒的角度，去体会反应中如果有没有参加反应的物质，则是因为构成这种物质的分子或原子没有参加反应，并从模型的角度去观察是不是每一种物质的分子是否都参与了反应，从而反应物是否都参加了反应等。

微观的世界让化学变得丰富多彩，也让学生的学习遇到了障碍，只有老师采用多种有效的方法，帮助他们真正走进到微观的世界里，化学的学习兴趣就会越来越高，化学学科教学的宗旨才能得以实现。

参考文献：

[1]义务教育教科书教师教学用书.九年级化学上册-2版，-北京：人民教育出版社，2016.6

[2]义务教育化学学课程标准：2011年版.北京：北京師范大学出版社，2012.1

[3]2014-2016年宜昌市初中毕业生学业考试化学学科试题