黃孫欄

摘 要：高中化學(xué)的教與學(xué)，是學(xué)生深入學(xué)習(xí)化學(xué)的關(guān)鍵階段，如何提升化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率是教學(xué)規(guī)劃中非常重要的一點(diǎn)?！叭乇碚鳌敝傅氖窃诨瘜W(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中建立起獨(dú)特的思維模式，“三重表征”可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)的深入描述，同時(shí)構(gòu)建良好的知識(shí)體系關(guān)聯(lián)，形成完善的化學(xué)知識(shí)架構(gòu)，對(duì)化學(xué)觀念有良好的認(rèn)知。這對(duì)于化學(xué)的教學(xué)來(lái)說(shuō)意義重大。觀察到學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)的整個(gè)過(guò)程中，很難建立起“三重表征”之間有效的學(xué)習(xí)體系，難以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，化學(xué)教學(xué)的整體效果也受到影響。所以，如何利用“三重表征”促進(jìn)高中學(xué)生對(duì)化學(xué)的深度學(xué)習(xí)，就成為化學(xué)教學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：“三重表征”;化學(xué)教學(xué);學(xué)習(xí)方法

“三重表征”作為一種傳統(tǒng)的教育理念，早在20世紀(jì)80年代初期就被教育學(xué)者所提出。而將“三重表征”理念融入高中化學(xué)教育中，能夠展現(xiàn)出良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，不但有助于提升高中生對(duì)“三重表征”的深刻理解，同時(shí)也有助于學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和認(rèn)知，提高學(xué)習(xí)效果?；凇叭乇碚鳌眮?lái)說(shuō)，其中的“表征”指的是人類(lèi)通過(guò)頭腦記錄和呈現(xiàn)信息的一種模式?；谖镔|(zhì)構(gòu)建起微觀、符號(hào)以及宏觀表征，構(gòu)建良好的化學(xué)思維。宏觀表征指的是外界物質(zhì)可以隨著宏觀現(xiàn)象呈現(xiàn)在人類(lèi)的腦海中，而微觀表征則是對(duì)微觀層面上的反應(yīng)，符號(hào)表征是指字母、圖形等信息在人類(lèi)腦海中的呈現(xiàn)?；瘜W(xué)這門(mén)學(xué)科作為科學(xué)知識(shí)門(mén)類(lèi)，其內(nèi)容包含了大量的自然變化規(guī)律和物質(zhì)特性的研究，結(jié)合人類(lèi)的認(rèn)知分析，通過(guò)對(duì)自然界中各類(lèi)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)進(jìn)行研究，基于分子和原子領(lǐng)域探尋真相，并采用特殊的化學(xué)語(yǔ)言呈現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)而形成“三重表征”。為此，本文基于“三重表征”在化學(xué)教育中的滲透模式展開(kāi)分析，探討高中化學(xué)教學(xué)創(chuàng)新策略，提高教學(xué)效率。

一、“三重表征”概述

針對(duì)“三重表征”概念展開(kāi)分析，它主要是可以將宏觀事物呈現(xiàn)在人類(lèi)的心理層面，從而獲取相應(yīng)的感知和反應(yīng)，基于圖像、動(dòng)作以及聲音構(gòu)建良好的教學(xué)場(chǎng)景，并且通過(guò)對(duì)其概念進(jìn)行解釋?zhuān)瑯?gòu)建出人類(lèi)的感知反應(yīng)。基于化學(xué)這門(mén)學(xué)科的特點(diǎn)，主要是針對(duì)自然界中的物質(zhì)變化和性質(zhì)及結(jié)構(gòu)組成展開(kāi)探究，然而化學(xué)的學(xué)習(xí)和研究也主要體現(xiàn)在宏觀和微觀等層面中。“三重表征”主要是針對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)和交流表述，并通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞脚c符號(hào)表述出來(lái)。因此，在開(kāi)展高中化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)中，大部分學(xué)生都會(huì)在自身的心理形成一個(gè)“三重表征”能力，而當(dāng)學(xué)生對(duì)宏觀、微觀以及符號(hào)表征的能力越強(qiáng)，就表示對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解越深刻，同時(shí)也有助于學(xué)生對(duì)化學(xué)科學(xué)的理解。

（一）宏觀表征

宏觀表征主要表達(dá)的是學(xué)生肉眼可見(jiàn)的事物變化，通過(guò)物質(zhì)本身呈現(xiàn)出的物理特征以及化學(xué)變化，給學(xué)生在心理上帶來(lái)的直接感受。這種感受所呈現(xiàn)的就稱(chēng)之為宏觀表征。在高中化學(xué)中，高中生能夠針對(duì)物質(zhì)的外部特征進(jìn)行觀察，了解物質(zhì)的性質(zhì)、顏色和外部特點(diǎn)，從而給學(xué)生留下一個(gè)心理感受，能夠通過(guò)化學(xué)語(yǔ)言對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確描述。比如：在化學(xué)中提到氧化銅，首先浮現(xiàn)在學(xué)生腦海中的就是黑色粉末。通過(guò)宏觀表征能夠幫助高中生實(shí)現(xiàn)情境再現(xiàn)，比如：在今后提到氧化銅物質(zhì)時(shí)，宏觀表征就會(huì)直接呈現(xiàn)出來(lái)。

（二）微觀表征

微觀表征指的是除了肉眼可見(jiàn)的物質(zhì)特點(diǎn)以外，物質(zhì)內(nèi)部的成分、組成結(jié)構(gòu)以及會(huì)出現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)等特性。微觀表征的產(chǎn)生并不能通過(guò)學(xué)生直接肉眼觀察獲取，而是需要借助講解和知識(shí)學(xué)習(xí)，在學(xué)生腦海中構(gòu)建一個(gè)物質(zhì)的微觀世界，對(duì)物質(zhì)的微觀形成感知。比如：在了解鉆石結(jié)構(gòu)時(shí)，了解鉆石的內(nèi)部是正四面體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在此過(guò)程中能夠?yàn)閷W(xué)生傳遞一個(gè)邏輯認(rèn)知，對(duì)鉆石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成微觀表征。而微觀表征能夠豐富高中生的想象能力和創(chuàng)造力，有助于培養(yǎng)學(xué)生良好的微觀意識(shí)。

（三）符號(hào)表征

符號(hào)表征主要是通過(guò)一些特殊的符號(hào)或者圖形，指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建起這些符號(hào)和實(shí)際物質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系。通過(guò)化學(xué)符號(hào)與物質(zhì)建立的聯(lián)系，可以為學(xué)習(xí)化學(xué)提供幫助，形成學(xué)科語(yǔ)言規(guī)范，幫助學(xué)生更好地探究化學(xué)物質(zhì)的變化與特性。比如：在學(xué)習(xí)“水”物質(zhì)時(shí)，可以利用符號(hào)H2O來(lái)呈現(xiàn)，符號(hào)中O表示氧元素，H表示氫元素，通過(guò)符號(hào)之間的關(guān)系，呈現(xiàn)出水分子和這兩種元素的關(guān)系，進(jìn)而形成符號(hào)表征。對(duì)于化學(xué)的符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，一般包括結(jié)構(gòu)符號(hào)、實(shí)體符號(hào)以及條件符號(hào)等，通過(guò)一定規(guī)則的符號(hào)設(shè)置，能夠準(zhǔn)確地表述出物質(zhì)的機(jī)構(gòu)和元素組成，通過(guò)符號(hào)也使物質(zhì)的宏觀表征與微觀表征有效結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果。

二、“三重表征”在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用方法

化學(xué)作為高中的基礎(chǔ)學(xué)科，在實(shí)際教學(xué)中仍然存在一些問(wèn)題，比如：化學(xué)的知識(shí)過(guò)于抽象，導(dǎo)致學(xué)生很難準(zhǔn)確地理解，同時(shí)學(xué)生在化學(xué)“三重表征”的建立較為困難。所以，為了能夠達(dá)到良好的化學(xué)課堂教學(xué)效果，教師必須充分探索“三重表征”的教學(xué)意義，基于“三重表征”直接的必要聯(lián)系開(kāi)展教學(xué)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的理解與應(yīng)用，提高高中化學(xué)教學(xué)效率。

（一）宏觀表征能力的培養(yǎng)

在高中化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)該科學(xué)地規(guī)劃教學(xué)方式，積極探索化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開(kāi)展來(lái)培養(yǎng)高中生的宏觀表征意識(shí)。通過(guò)物質(zhì)變化的實(shí)驗(yàn)開(kāi)展，可以有效提升高中生對(duì)物質(zhì)宏觀表征的理解，進(jìn)而對(duì)化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生良好的認(rèn)知，為今后的化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。此外，在高中生宏觀表征能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，還要注重學(xué)生宏觀意識(shí)的強(qiáng)化，如果學(xué)生宏觀意識(shí)不足，不但無(wú)法形成良好的宏觀表征能力，對(duì)后續(xù)的微觀教育也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。因此，在高中化學(xué)教學(xué)中教師要積極為學(xué)生營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，組織化學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)感受物質(zhì)的宏觀變化，從而培養(yǎng)高中生宏觀表征能力。

（二）微觀表征能力的培養(yǎng)

對(duì)于高中生化學(xué)微觀表征能力的培養(yǎng)來(lái)說(shuō)，其實(shí)很大程度受到宏觀表征能力的影響。如果高中生在前期沒(méi)有建立良好的宏觀表征體系，也就很難理解物質(zhì)微觀的特性，從而不利于學(xué)生微觀意識(shí)的建立，阻礙高中生微觀表征能力的培養(yǎng)。而基于學(xué)生沒(méi)有形成良好的宏觀表征意識(shí)下，高中生對(duì)微觀表征的理解也僅限于教材和圖片，對(duì)于一些復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)無(wú)法更好地理解，從而影響學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)效果。為此，教師應(yīng)該在培養(yǎng)學(xué)生良好的宏觀表征基礎(chǔ)上，經(jīng)常性地開(kāi)展物質(zhì)微觀模擬，利用多媒體形象地呈現(xiàn)物質(zhì)的微觀機(jī)構(gòu)，讓學(xué)生全面形成微觀表征意識(shí)，從而提高微觀表征能力，對(duì)化學(xué)知識(shí)的進(jìn)一步學(xué)習(xí)提供支持。

（三）符號(hào)表征能力的培養(yǎng)

對(duì)于高中生化學(xué)符號(hào)表征能力的培養(yǎng)來(lái)說(shuō)，其根本目的是建立起宏觀與微觀的聯(lián)系，形成良好的化學(xué)理論。為此，在高中化學(xué)知識(shí)教學(xué)中，教師必須培養(yǎng)學(xué)生良好的符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生掌握符號(hào)表征的含義，并提高學(xué)生對(duì)符號(hào)表征的理解與運(yùn)用，從而更好地利用化學(xué)符號(hào)來(lái)表示宏觀物質(zhì)和微觀物質(zhì)，提高化學(xué)教學(xué)效率。

（四）“三重表征”認(rèn)知模型建構(gòu)過(guò)程

化學(xué)作為一門(mén)在原子、分子水平上研究物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)科，學(xué)習(xí)的過(guò)程中涉及宏觀、微觀、符號(hào)等多重維度，化學(xué)模型的建立也勢(shì)必需要結(jié)合宏觀、微觀、符號(hào)這“三重表征”。對(duì)于宏觀表征來(lái)說(shuō)，它是針對(duì)化學(xué)物質(zhì)的物理特性和化學(xué)特征通過(guò)宏觀角度呈現(xiàn)出來(lái)，能夠直接反映在學(xué)生的腦海中，而微觀表征是學(xué)生對(duì)物質(zhì)的深入理解，包括物質(zhì)的內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)、微觀變化以及化學(xué)反應(yīng)，是學(xué)生通過(guò)想象后在腦海中形成的反應(yīng)，符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)是基于特殊的符號(hào)來(lái)表示物質(zhì)的宏觀與微觀特性。

（五）基于“三重表征”構(gòu)建化學(xué)認(rèn)知模型的教學(xué)設(shè)計(jì)

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出：對(duì)模型和原型的關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)以改進(jìn)模型，對(duì)復(fù)雜的化學(xué)問(wèn)題情境中的關(guān)鍵要素進(jìn)行分析以建構(gòu)相應(yīng)的模型，能選擇不同模型綜合解釋或解決復(fù)雜的化學(xué)問(wèn)題。臺(tái)灣邱美虹博士所提供的化學(xué)建模過(guò)程，是在本文中提出建立化學(xué)認(rèn)知模式的主要過(guò)程，而其“三重表征”理論也給化學(xué)模型新提出的方式和維度。所以，本節(jié)課以蘇教版“化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能”為例，教學(xué)主線(xiàn)是：通過(guò)“三重表征”，建立對(duì)相應(yīng)的原電池認(rèn)知模式，并理解現(xiàn)象與問(wèn)題。

三、“三重表征”具體教學(xué)

（一）化學(xué)概念教學(xué)的“三重表征”

化學(xué)概念的教學(xué)旨在要使學(xué)生形成良好的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)能力，對(duì)于概念的提出、作用和變化，從“三重表征”方面進(jìn)行教學(xué)行之有效。比如：在氧化還原反應(yīng)的概念教學(xué)中，可以通過(guò)視頻教學(xué)形式使得學(xué)生建立起宏觀方面的表征能力，而后對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和研究，至此從宏觀表征向微觀方面進(jìn)發(fā)，最終教授學(xué)生利用符號(hào)表征將前兩者進(jìn)行表述，至此實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)概念的有效教學(xué)。

（二）化學(xué)原理教學(xué)的“三重表征”

化學(xué)原理的教學(xué)是根據(jù)對(duì)化學(xué)物質(zhì)的研究和實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的化學(xué)教學(xué)表現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行的總結(jié)歸納，而此過(guò)程應(yīng)用“三重表征”能夠恰好使學(xué)生形成較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力。比如：在進(jìn)行熱效應(yīng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，可以通過(guò)實(shí)際的操作使學(xué)生形成宏觀心理認(rèn)知，而后利用相應(yīng)的概念表達(dá)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的微觀變化，最后一步使用化學(xué)方程式對(duì)熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行表達(dá)，至此能夠體現(xiàn)出“三重表征”之間存在的聯(lián)系，也從而能夠使得學(xué)生建立起較強(qiáng)的“三重表征”聯(lián)系能力。

（三）化學(xué)結(jié)構(gòu)教學(xué)的“三重表征”

化學(xué)物質(zhì)存在的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是在建立起相應(yīng)的微觀表征基礎(chǔ)之上的，而微觀表征會(huì)直接表現(xiàn)在宏觀表征方面，從而利用符號(hào)表征將其進(jìn)行表述。這三者之間的聯(lián)系在化學(xué)概念以及原理學(xué)習(xí)的過(guò)程中已經(jīng)體現(xiàn)，并且概念和原理的學(xué)習(xí)也在很大程度上表現(xiàn)出了對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的試探。這可以理解成為一種由表及里的學(xué)習(xí)過(guò)程。例如：在利用分子、原子模型進(jìn)行教學(xué)時(shí)，學(xué)生已經(jīng)形成對(duì)物質(zhì)微觀方面的認(rèn)知，并且利用直接可見(jiàn)的模型，從微觀方面表現(xiàn)出宏觀的特征，之后對(duì)物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間存在的關(guān)系用符號(hào)進(jìn)行表達(dá)。

如：在化學(xué)反應(yīng)原理“原電池”的教學(xué)中，學(xué)生對(duì)電子流向和溶液中離子的流向是經(jīng)常出錯(cuò)的。但如果在教學(xué)中能夠幫助學(xué)生通過(guò)“三重表征”的剖析，有效地引導(dǎo)學(xué)生從原理的角度進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，就不容易出錯(cuò)！以鋅——硫酸——銅構(gòu)成的原電池為例：宏觀上，在硫酸電解質(zhì)溶液中，鋅的化學(xué)活性比銅活潑，鋅失去電子，電子從鋅流出。在微觀上，鋅失去電子經(jīng)外電路流向銅，鋅失去電子變成帶正電荷鋅離子進(jìn)入溶液，此負(fù)電極附近顯電正性，溶液中帶負(fù)電荷的陰離子就朝這個(gè)方向流向;而電子通過(guò)外電路到達(dá)正極顯電負(fù)性，溶液中帶正電荷的陽(yáng)離子就朝這個(gè)方向流向。符號(hào)表征上，負(fù)極：Zn-2e- = Zn 2+，2 H++2e-= H2.通過(guò)“三重表征”的教學(xué)，可以引導(dǎo)學(xué)生更深層次的理解，在該原電池反應(yīng)中的電子流向和溶液中離子的流向，歸納為“電子不上岸、離子不下水！”

結(jié)束語(yǔ)

在高中化學(xué)領(lǐng)域中，運(yùn)用“三重表征”可以有效提升化學(xué)課堂效果，有助于學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)和解決化學(xué)難點(diǎn)問(wèn)題，在高中生腦海中建立完善的化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)，有助于學(xué)生進(jìn)一步掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)于高中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高有著重大意義。

參考文獻(xiàn)

[1]趙路.基于“三重表征”的化學(xué)復(fù)習(xí)課的研究：以“元素與物質(zhì)組成的表示”的復(fù)習(xí)為例[J].化學(xué)教育學(xué)，2019（3）：55-58.

[2]陳莉.運(yùn)用化學(xué)“三重表征”理論輔助構(gòu)建物質(zhì)微粒觀：以“物質(zhì)構(gòu)成的微粒”專(zhuān)題復(fù)習(xí)為例[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2019（2）：23-25.

[3]吳晗清，高慧.“三重表征”能力培養(yǎng)的瓶頸及其突破[J].中小學(xué)教師培訓(xùn)，2018（7）：61-65.

[4]陸軍.化學(xué)思維及其能力培養(yǎng)[J].中小學(xué)教師培訓(xùn)，2018（6）：61-65.

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