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[摘 要]
“離子反应”是从宏观世界进入微观世界,并在微观与符号建立联系的思维转化的重要转折点。应用“宏观—微观—符号”三重表征法对人教版、苏教版和鲁科版三个版本教材中“离子反应”的图像进行对比分析,以提高学生对化学核心素养宏—微观念、变化平衡及证据推理的理解与认知。
[关键词]
高中化学;图像三重表征;化学核心素养
自1982年A.HJohnston提出从宏观、微观和符号三种水平上看待化学观点之后,学者们陆续展开研究,发现教材中图像的三重表征对学生的化学学习具有重要影响。应用三重表征思维学习化学基本概念和原理,既可以体现学生化学学科思维能力,也体现了化学核心素养宏-微观念及变化平衡思想。离子反应是高中化学的核心概念,它需要辨析的概念很多,例如电解质和非电解质、强电解质和弱电解质、离子反应及其发生条件等,离子反应是学生宏微思维转化的重要起点,对学生学习电离平衡离子方程式的书写、离子共存等具有重要作用。笔者应用“宏观—微观—符号”三重表征法对人教版、苏教版、鲁科版中离子反应的图像进行分析,探究其体现的化学核心素养维度,以促进高中学生对高中化学核心素养的宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想及证据推理的理解与认知。
一、引入电解质的概念——知其名
化学的学习离不开实验,而教材中的图像能重现实验时的情形,便于学生学习物质化学性质。下面笔者将从教材图像与文字编排、三重表征和核心素养角度进行对比分析(如表1)。
表1 电解质溶液导电性图像比较
[图像 苏教版图2-11 鲁科版图2-2-4 鲁科版图2-2-6 宏观表征 灯泡、电池、开关、盐酸溶液 熔融氯化钠溶液、灯泡、直流电 灯泡、直流电、氯化钠溶液 微观表征 / 氯化钠晶体熔融、导电的过程 / 符号表征 / Na 、Cl-、H2O / 核心素养 变化观念与平衡思想、
证据推理与模型认知 宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识 变化观念与平衡思想、
证据推理与模型认知 ]
从教材图像与文字编排来看,人教版教材并没有该知识点图像,苏教版的图像简单明了地阐明电解质溶液导电性的实验现象,而鲁科版的图像相对集中且较多,且与知识点联系密切,遵循内容编排的逻辑顺序,有利于学生进行系统的学习。
从图像三重表征的角度来看,苏教版和鲁科版图像均体现了宏观表征,相对来说鲁科版图2-2-4描述的则更加生动,“宏—微—符”相结合,使日常生活中常见的氯化钠晶体从微观角度再一次可视化,给学生不一样的感官碰撞,使学生宏微观念的切换更加熟练、自然。
从核心素养的角度分析,三者均体现了变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知素养,鲁科版图2-2-4还从宏观辨识与微观探析角度将宏观现象与微观离子结构紧密联系起来,而且从三个晶体、熔融状态和溶液进行科学探究,体现了科学探究与创新意识。
二、建立电离概念的关键——明其理
离子反应是学生从宏观世界向微观世界转化思维的重要起点,通过图像让学生了解电离的微观过程,对离子反应的学习至关重要。
表2 氯化钠在水中电离图像比较
[图像 人教版图2-9 苏教版图1-10 鲁科版图2-2-5 宏观表征 / / / 微观表征 NaCl在水中溶解并电离的微观过程 符号表征 NaCl NaCl、H2O、Na 、Cl- Cl-、Na 、H2O 核心素养 变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知 ]
从教材图像与文字编排来看,三个版本教材关于“氯化钠在水中电离”的图像在内容的组织和构建上各具特色,不过三种版本的教材都注重运用图文结合的方式来呈现内容(见表2)。
从三重表征的角度来看,三个版本教材图像均是通过微—符相结合的方式,人教版运用三幅图形象生动地把微观粒子可视化,鲁科版通过两幅图让学生从宏观感知氯化钠晶体形状,苏教版通过一幅图让微观粒子“看得见”,让学生理解微观粒子在水中的存在形式和作用过程,并用符号表征电离过程,使对NaCl在水中水解和电离的过程更科学、合理。
从核心素养的角度分析,三者均体现变化观念与平衡思想和证据推理与模型认知素养,通过认识微观粒子在水中的存在形式和电离过程的变化,建立电解质电离模型。三个版本教材图像均对氯化钠融于水、电离的过程详细呈现在我们面前,有利于学生宏微结合建构电解质电离概念,形成三重表征视觉和核心素养,提高解决问题的能力。
三、掌握离子反应发生条件的精髓——传其真
要想了解一种物质,就必须了解其性质,基于部分复分解反应的实验现象比较明显,通过复分解反应的图像来探究离子反应及其发生条件更利于学生接受。
表3 Ba2 与SO42-反应图像比较
[图像 人教版图2-11 鲁科版图2-2-8 鲁科版图2-2-9 宏观表征 蓝色溶液,有白色沉淀产生 有白色沉淀产生,溶液由红色变为无色,溶液导电性先变小后变大 有白色沉淀产生 微观表征 / / / 符号表征 CuSO4、BaCl2 Ba(OH)2 Ba(OH)2 核心素养 变化观念与平衡思想、
证据推理与模型认知 变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识 变化观念与平衡思想、
证据推理与模型认知 ]
从教材图像与文字编排来看,苏教版没有该知识点图像,鲁科版教材通过两幅图来展示,一幅图跟人教版图像类似,通过滴加稀硫酸前后现象对比来使学生加深理解。二者图像均与知识点联系密切,遵循内容编排的逻辑顺序(见表3)。
从图像三重表征的角度来看,人教版和鲁科版教材均通过宏观和符号相结合的方式,让学生通过视觉感知反应现象。学生初中阶段的化学反应均是用化学方程式表示,学生缺乏对反应实质的认识,鲁科版图2-2-8让学生透过现象对离子反应本质进行思考和理解。
从核心素养的角度分析,三幅图通过实验操作是否产生沉淀,均体现了变化观念与平衡思想和证据推理与模型认知素养,鲁科版图2-2-8能够对离子反应的实质来设计实验,还体现了科学探究与创新意识。
四、结论
“离子反应”作为学生从宏观世界进入微观世界,并在微观与符号建立联系的思维转化的重要转折点,相关图像的设计,基本都遵循了“宏—符”“微—符”“宏—微—符”三重表征呈现方式,具有较为丰富的核心素养发展价值。在日常学习中,教师可以通过优化整合三版教材图片,来更好地实现教学资源最大化利用,比如在学习电解质和电解的知识点时,推荐使用人教版图2-9和苏教版图1-10或鲁科版图2-2-5相结合效果可能会更好;在学习离子反应及其发生条件和电解质的导电性的知识时,建议使用鲁科版教材的图片,实验过程宏微结合现象比较明显。因此,教师设计出有利于重难点突破和学生图像三重表征思维形成的最佳的教学方案,提高学生对化学核心素养宏—微观念、变化平衡及证据推理的认知。
[参 考 文 献]
[1]鲁晓,蔡文联.基于三重表征的教材对比分析[J].闽南师范大学学报(自然科学版),2013(2).
[2]吴庆生.化学微观表征的方法与教学策略[J].化学教育,2015(19).
[3]郑颖,罗志祥.基于高中化学三重表征思维建构的微课教学设计——以“离子反应”为例[J].考试周刊,2018(62).
(责任编辑:张华伟)
“離子反应”是从宏观世界进入微观世界,并在微观与符号建立联系的思维转化的重要转折点。应用“宏观—微观—符号”三重表征法对人教版、苏教版和鲁科版三个版本教材中“离子反应”的图像进行对比分析,以提高学生对化学核心素养宏—微观念、变化平衡及证据推理的理解与认知。
[关键词]
高中化学;图像三重表征;化学核心素养
自1982年A.HJohnston提出从宏观、微观和符号三种水平上看待化学观点之后,学者们陆续展开研究,发现教材中图像的三重表征对学生的化学学习具有重要影响。应用三重表征思维学习化学基本概念和原理,既可以体现学生化学学科思维能力,也体现了化学核心素养宏-微观念及变化平衡思想。离子反应是高中化学的核心概念,它需要辨析的概念很多,例如电解质和非电解质、强电解质和弱电解质、离子反应及其发生条件等,离子反应是学生宏微思维转化的重要起点,对学生学习电离平衡离子方程式的书写、离子共存等具有重要作用。笔者应用“宏观—微观—符号”三重表征法对人教版、苏教版、鲁科版中离子反应的图像进行分析,探究其体现的化学核心素养维度,以促进高中学生对高中化学核心素养的宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想及证据推理的理解与认知。
一、引入电解质的概念——知其名
化学的学习离不开实验,而教材中的图像能重现实验时的情形,便于学生学习物质化学性质。下面笔者将从教材图像与文字编排、三重表征和核心素养角度进行对比分析(如表1)。
表1 电解质溶液导电性图像比较
[图像 苏教版图2-11 鲁科版图2-2-4 鲁科版图2-2-6 宏观表征 灯泡、电池、开关、盐酸溶液 熔融氯化钠溶液、灯泡、直流电 灯泡、直流电、氯化钠溶液 微观表征 / 氯化钠晶体熔融、导电的过程 / 符号表征 / Na 、Cl-、H2O / 核心素养 变化观念与平衡思想、
证据推理与模型认知 宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识 变化观念与平衡思想、
证据推理与模型认知 ]
从教材图像与文字编排来看,人教版教材并没有该知识点图像,苏教版的图像简单明了地阐明电解质溶液导电性的实验现象,而鲁科版的图像相对集中且较多,且与知识点联系密切,遵循内容编排的逻辑顺序,有利于学生进行系统的学习。
从图像三重表征的角度来看,苏教版和鲁科版图像均体现了宏观表征,相对来说鲁科版图2-2-4描述的则更加生动,“宏—微—符”相结合,使日常生活中常见的氯化钠晶体从微观角度再一次可视化,给学生不一样的感官碰撞,使学生宏微观念的切换更加熟练、自然。
从核心素养的角度分析,三者均体现了变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知素养,鲁科版图2-2-4还从宏观辨识与微观探析角度将宏观现象与微观离子结构紧密联系起来,而且从三个晶体、熔融状态和溶液进行科学探究,体现了科学探究与创新意识。
二、建立电离概念的关键——明其理
离子反应是学生从宏观世界向微观世界转化思维的重要起点,通过图像让学生了解电离的微观过程,对离子反应的学习至关重要。
表2 氯化钠在水中电离图像比较
[图像 人教版图2-9 苏教版图1-10 鲁科版图2-2-5 宏观表征 / / / 微观表征 NaCl在水中溶解并电离的微观过程 符号表征 NaCl NaCl、H2O、Na 、Cl- Cl-、Na 、H2O 核心素养 变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知 ]
从教材图像与文字编排来看,三个版本教材关于“氯化钠在水中电离”的图像在内容的组织和构建上各具特色,不过三种版本的教材都注重运用图文结合的方式来呈现内容(见表2)。
从三重表征的角度来看,三个版本教材图像均是通过微—符相结合的方式,人教版运用三幅图形象生动地把微观粒子可视化,鲁科版通过两幅图让学生从宏观感知氯化钠晶体形状,苏教版通过一幅图让微观粒子“看得见”,让学生理解微观粒子在水中的存在形式和作用过程,并用符号表征电离过程,使对NaCl在水中水解和电离的过程更科学、合理。
从核心素养的角度分析,三者均体现变化观念与平衡思想和证据推理与模型认知素养,通过认识微观粒子在水中的存在形式和电离过程的变化,建立电解质电离模型。三个版本教材图像均对氯化钠融于水、电离的过程详细呈现在我们面前,有利于学生宏微结合建构电解质电离概念,形成三重表征视觉和核心素养,提高解决问题的能力。
三、掌握离子反应发生条件的精髓——传其真
要想了解一种物质,就必须了解其性质,基于部分复分解反应的实验现象比较明显,通过复分解反应的图像来探究离子反应及其发生条件更利于学生接受。
表3 Ba2 与SO42-反应图像比较
[图像 人教版图2-11 鲁科版图2-2-8 鲁科版图2-2-9 宏观表征 蓝色溶液,有白色沉淀产生 有白色沉淀产生,溶液由红色变为无色,溶液导电性先变小后变大 有白色沉淀产生 微观表征 / / / 符号表征 CuSO4、BaCl2 Ba(OH)2 Ba(OH)2 核心素养 变化观念与平衡思想、
证据推理与模型认知 变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识 变化观念与平衡思想、
证据推理与模型认知 ]
从教材图像与文字编排来看,苏教版没有该知识点图像,鲁科版教材通过两幅图来展示,一幅图跟人教版图像类似,通过滴加稀硫酸前后现象对比来使学生加深理解。二者图像均与知识点联系密切,遵循内容编排的逻辑顺序(见表3)。
从图像三重表征的角度来看,人教版和鲁科版教材均通过宏观和符号相结合的方式,让学生通过视觉感知反应现象。学生初中阶段的化学反应均是用化学方程式表示,学生缺乏对反应实质的认识,鲁科版图2-2-8让学生透过现象对离子反应本质进行思考和理解。
从核心素养的角度分析,三幅图通过实验操作是否产生沉淀,均体现了变化观念与平衡思想和证据推理与模型认知素养,鲁科版图2-2-8能够对离子反应的实质来设计实验,还体现了科学探究与创新意识。
四、结论
“离子反应”作为学生从宏观世界进入微观世界,并在微观与符号建立联系的思维转化的重要转折点,相关图像的设计,基本都遵循了“宏—符”“微—符”“宏—微—符”三重表征呈现方式,具有较为丰富的核心素养发展价值。在日常学习中,教师可以通过优化整合三版教材图片,来更好地实现教学资源最大化利用,比如在学习电解质和电解的知识点时,推荐使用人教版图2-9和苏教版图1-10或鲁科版图2-2-5相结合效果可能会更好;在学习离子反应及其发生条件和电解质的导电性的知识时,建议使用鲁科版教材的图片,实验过程宏微结合现象比较明显。因此,教师设计出有利于重难点突破和学生图像三重表征思维形成的最佳的教学方案,提高学生对化学核心素养宏—微观念、变化平衡及证据推理的认知。
[参 考 文 献]
[1]鲁晓,蔡文联.基于三重表征的教材对比分析[J].闽南师范大学学报(自然科学版),2013(2).
[2]吴庆生.化学微观表征的方法与教学策略[J].化学教育,2015(19).
[3]郑颖,罗志祥.基于高中化学三重表征思维建构的微课教学设计——以“离子反应”为例[J].考试周刊,2018(62).
(责任编辑:张华伟)