浅析宏观辨识与微观探析素养

    田薇

    

    新的化学课程标准中提出“宏观辨识与微观探析”是学生应具备的五大核心素养之一.宏观辨识与微观探析素养要求学生“能从不同层次认识物质的多样性，并对物质进行分类;能从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念;能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题.结合初中化学的内容特征，笔者将宏观辨识与微观探析素养做了进一步的解析.

    宏观辨识是指能辨识生活或生产中一些物质的元素组成以及所属类别（如氧气、二氧化碳、水的组成中均含有氢元素，根据构成元素的种类不同可将其分为单质和化合物），辨识这些物质的颜色状态等物理性质，辨识物质的一些化学性质以及在发生变化时的现象，了解物质在生活、生产中的一些应用，能利用化学原理解释化学变化和自然界中涉及化学过程的一些现象等.宏观辨识是认知的视角，也是认知的过程，是化学研究的重要内容和成果.

    微观探析是指在知道物质元素组成的基础上，进一步研究物质构成微粒的种类、微粒的特点（如微粒本身体积小，微粒间有距离、微粒在不断运动等）、微粒间的相互作用的特点（如化学键、氢键、分子间作用力等）、构成物质的微粒在不同环境下的运动特点（如在水溶液中常见的酸、碱、盐的电离）、外界因素对微粒运动的影响、物质结构與性质之间关系等.

    宏观辨识与微观探析不是孤立地从两个角度来认识、分析和解决化学问题，而是结合在一起要求学生在认识物质及其变化时，不仅能通过观察辨识一定条件下物质及其变化，还能运用化学符号表征物质及其变化;不仅形成“物质结构决定物质性质”观念，还能从物质结构和性质相联系、宏观与微观相结合的视角解决相关化学问题.

    一、宏观辨识与微观探析是一种化学学科认知过程

    学生在接触一种新物质时，通常首先会从宏观上掌握物质的性质（如盐酸、硫酸、硝酸均能使石蕊试液变红，显示其具有酸性），然后深入学习该类物质的微观结构（如盐酸、硫酸、硝酸的元素组成中均有氢元素，在水溶液中均能够电离出氢离子，因而具有酸的通性）;或者首先观察物质的微观结构（如氢氧化钙含有氢氧根），然后推测出物质具有的宏观性质（如氢氧化钙能够使酚酞变红）.在此过程中，化学符号起着重要的承接作用.

    二、宏观辨识与微观探析是一种化学学科观念

    物质的微观结构组成决定着物质所能发生的化学反应和其具有的宏观的物理与化学性质;反之通过对某些典型宏观的化学反应的研究，能够勾画物质微观结构的轮廓，甚至能描绘到某些细节.例如酸碱中和反应的实质是酸溶液中的氢离子与碱溶液中的氢氧根结合生成水，并且伴随着热量的放出，并且强酸强碱完全反应那一刻溶液在室温下的pH为7，且放出的热量最多.反之在反应的过程中通过pH随时间变化的曲线图就能分析描绘出在各个时间点反应进行的情况.

    三、宏观辨识与微观探析是化学学科的思维方式

    宏观辨识与微观探析的思维方式为化学学习提供了全新的视角，能够增进学生对化学知识的理解，提高学生分析和解决化学问题的能力.在科学探究的过程中，学生可能通过实验得到物质宏观的现象，再从微观的角度去进行分析，比如探究某物质的组成时，将该物质与硝酸酸化的硝酸银反应得到白色沉淀、再与硫酸溶液反应得出生成白色沉淀，通过对这些现象进行分析，可以推理得到该物质为氯化钡，同时也可归纳总结出含有氯离子的物质具有相似的化学性质即能与银离子反应生成白色沉淀，含有钡离子的物质与硫酸根反应也能生成白色沉淀.这是一个归纳总结的过程.

    四、宏观辨识与微观探析的思维路径

    根据前文的分析可知，宏观辨识与微观探析是一种思维方式，因而具有一定的思维路径.对其思维路径的分析也便于了解该素养的要素和结构，经分析研究宏观辨识与微观探析包含两种思维路径，如图1和图2所示.