摘 要：如何根据学生的认知心理特点，创设学习情境，充分运用模型图、多媒体展示技术开展深度教学，帮助学生认识物质变化的微观本质，培养学生 “宏观—微观—符观”三重表征思维能力，提高课堂教学效果，是教学的本真含义。本文着重从认知心理学特点和深度教学角度，探究构建学生“宏—微—符”三重表征的教学策略。
关键词：三重表征 深度教学 构建策略
在学习“宏观—微观—符号”表征中，由于微粒、化学符号的抽象性、复杂性等原因，初中学生在学习“宏观—微观—符号”三重表征中，从微观和符号水平上理解化学反应，往往存在一定的困难。在复习时，如何整合知识，让学生根据认知心理学特点，学习“宏观—微观—符号”三重表征，具有重要探究价值。如整合水的电解实验、水微粒的性质和电解水的反应方程式书写，让学生学会“宏观—微观—符号”三重表征，具有先导性的作用。
一、“宏观—微观——符号”三重表征的建立
1.宏观表征
【设置情境】见课文47页水的电解实验。
【进行实验】连接好装置和电路，通电让水发生分解反应。
【观察现象】负极气体是正极气体体积的2倍。
【分析论证】经过检验，负极产生氢气，正级产生氧气。
【实验结论】水通电分解生成了氢气和氧气。
【宏观表达】水氢气+氧气。
由于水的微粒抽象，学生对微观表达就比较困难，他们常常要借助图片、模型、多媒体技术等“可视化”手段，增强直观认识，以理解化学变化的本质，形成对物质变化的认识。因此，微观表征是学生学习的一个重点、难点。
【教学反思】教师在教学中，重点是引导学生学会观察实验现象、记录实验现象、以及推理论证得出结论等方面指导。引导学生学会观察方法、专注观察重点、注意观察的准确性，并做好观察记录。上述实验中，水发生的化学反应现象明显，学生推理论证得出实验结论较容易做到，该实验的宏观表达不是很困难。
2.微观表征
在学生学习完原子—分子论，了解分子分解成为原子、原子重新组合生成新分子知识后，让学生把这方面知识迁移应用到微粒的表征中去，了解微粒变化规律和实质，帮助学生进一步建立分子—原子论知识。
【设置情境】观察水的分子模型图，认识水分子模型结构，使学生进一步理解一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的事实和空间想象能力。
观察上述水的分解化学反应中微粒分解转化图，思考在水的分解过程中，什么微粒发生了变化，什么微粒没有发生变化？最终形成了什么微粒？
【动手拼图】根据上图，学生拆拼组装水的分解微观变化图，即让学生取2个水分子模型图，自行拆分，然后拼成最后氧分子和氢分子图。
【分析归纳】小组回答，让学生来表述上述反应物、生成物各物质之间微粒变化的过程和结果，并得出：水分子分解出氧原子、氢原子，氧原子和氢原子重新组合生成新的氧分子、氢分子的事实。
【教学反思】上述微粒的表征，让学生采用模型图直观认识微粒变化的过程，增加了动手拼图环节，目的是让学生通过具体认知，增强直观认识，体验微粒的结构和微粒的变化过程，从而理解化学变化的微观本质。
3.符号表征
根据上述微粒的变化规律，让学生用符号表示该反应的本质，即化学反应方程式：2H2O2H2↑+O2↑。
如何理解该反应的化学方程式？这时，教师应该从宏观、微观和符号表征方面引导学生认识化学方程式表示的意义。
【提出问题】从宏观上和微观上说明上述化学方程式表示的意义。
【进行对比】请从上述2.微观表征图示中，说一说微粒模型图的意涵，并说明微粒在化学反应前后的变化规律。
【综合分析】从上述2.微观表征的图示中，可以看出，每2个水分子通电分解，生成1个氧分子和2个氢分子。由此让学生理解到化学计量数的含义和配平的意义。
【提出问题】怎样从微观角度理解化学变化中质量守恒定律？
【小组分析】在化学变化中，反应前后原子种类和数目不变、原子质量不变。
【推断结论】以小组回答为主，推出在化学变化中，反应前后原子种类和数目不变、原子质量不变，所以反应前后质量守恒。
【表达交流】先引导学生从反应物、生成物角度认识该化学反应的宏观意义。再从微观角度让学生认识领会该化学方程式的微观含义、配平后化学计量数表示的意义。从而完整理解化学方程式表示的意义，并让学生读出2H2O2H2↑+O2↑表示意义。
【教学反思】如何理解反应的化学方程式？学生刚刚学习书写化学方程式，他们的思维、能力发展快慢不一，有的停留在微粒的构成层面，有的还抽象在符号（化学式）本身的意义，有的把化学式及配平后的化学计量数、含义相互纠缠，思维粘连在一起，有的对化学方程式宏观、微观表示的意义不理解，从而对学习化学方程式的理解存在很大的困难，许多学生对化学反应的本质理解思维还停留在碎片化阶段，还没有形成整体认识、多角度多方面认识。这时，最好的办法还是回到上述2.微观表征的图示中，寻找对应的模型图，并进行拼图讲解，让学生寻找化学式与模型图之间的关联意义，寻找到化学计量数与配平的意义，最终帮助学生理解质量守恒定律的微观解释，构建出化学方程式的宏观、微观表示的意义。
二、变式训练，促进三重表征相互转化
上述学习是在老师的指导下进行的，学生中还有些人会误认为，宏观表征、微观解释和符号表达是彼此孤立的，整体性联系差。认知教学心理学认为，采用图式形成的条件进行教学，有助于学生强化图式的理解。这时，教师应再举出一些实例，让学生反复辨析，反复训练，不断强化学生在不同表征间相互辨析、对比，找出它们的相似性、共同点，抓住三重表征的共同特征，促进他们理解，提高学生三重表征的转化意识和能力。
例题：下图是过氧化氢分子分解的示意图，其中小黑球代表氢原子，空心原子代表氧原子。下列问题回答不正确的是（ ）。
A.过氧化氢分解生成水和氢气。
B.化学反应过程中，分子分为原子，原子再重新结合成新分子。
C.过氧化氢分子由氢原子和氧原子构成。
D.2H2O22H2O+O2↑该反应中每2个过氧化氢分子分解可以生成2个水分子和一个氧分子。
【试题分析】本题展示的是过氧化氢分解的微观表征。选项A考查学生的宏观表征；选项B考查化学变化中分子、原子的变化特征。选项C考查学生对过氧化氢微粒的认识；选项D考查学生对化学方程式这一符号表征的理解。
【教学反思】通过练习，使学生进一步学会用模型图表示微粒变化的意义（微观表征）、用模型图表示物质宏观变化的意义（宏观表征）和用模型图转换为符号表示的意义（符号表征）。
总之，通过变式训练，让学生抓住“宏观—微观—符号”三重表征的特征，理解三重表征的方法，不仅使学生学会宏观表征、微观表征、符号表征，而且让其见到化学符号，会自动地提取宏观表征和微观表征信息，达到熟能生巧的功效。
三、改进情境，促进学生三重表征融会贯通
认知教学心理学认为，改进图式形成的条件，有助于学生认识图式的形成。因此，通过整合有关知识，改进宏观表征、微粒表征和符号表征内容和情境，有助于学生三重表征思维融会贯通。
例：氯化钠溶液导电性实验的三重表征。
【演示实验】根据课文第8页溶液的导电性实验。将少量氯化钠溶于水中，导入装置的烧杯中，接通电源，发现溶液会导电。
【宏观表征】氯化钠溶解于水中，形成溶液。
【微观表征】见第4页图6-2氯化钠溶解过程。让学生小组讨论回答：氯化钠晶体中钠离子和氯离子在水分子的作用下，如何电离成为自由移动的钠离子和氯离子的过程。由于溶液中形成了能够自由移动的钠离子和氯离子，这些氯离子和钠离子在两端电压作用下，移向正负电极，从而形成电流。
【符号表征】NaClNa++Cl-
【教学指导】教学时，应及时适当地补充拓展有关电离方程式书写与表示意义，使学生理解符号表征的本质。
【教学反思】因为它是电离方程式，这种符号表征，拓展了学生的知识结构，对学生具有一定的挑战性，但要注意适度，避免拔高电离方程式这个知识点。
四、整合知识，促进学生三重表征迁移应用
整合微粒观、元素观、变化观、分类观等知识，让学生对有关信息进行分析、综合、判断，促进学生三重表征的迁移应用，使学生三重表征迁移应用、豁然贯通。
如图为某化学反应的微观示意图。根据图示信息，下列说法不正确是（ ）。
A.该反应为化合反应
B.该反应前后分子种类没有发生变化
C.该反应遵守质量守恒定律
D.该反应的化学方程式H2+Cl22HCl
【试题分析】由图示可知，这是一种单质和另一种单质反应，生成了一种新的化合物的反应，这属于化合反应；该反应物与生成物的分子个数比为2：1；该反应前后原子的种类与数目都没有发生变化，符合质量守恒定律；该反应的化学方程式H2+Cl22HCl。答案：选B
【教学指导】教学时，引导学生由模型表征转化为符号表征，然后让学生思考问题，探究解决问题。
【教学反思】本题考查学生化学反应前后质量守恒定律以及微观解释、反应类型、化学方程式书写等，要求学生能够理解掌握物质变化的微观表征、宏观表征和符号表征。
综上所述，教师要根据学生的认知心理学规律，开展深度教学，整合有关知识，创设情境，让学生把学到的新知识迁移应用到新情境中去解决实际问题，使学生三重表征能力得到不断提高，并促进学生对三重表征熟能生巧、豁然贯通。
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[4]吴庆麟 认知教学心理学[J].上海，上海科学技术出版社，2000，137～142。
论文作者:江昌标
论文发表刊物:《教育学文摘》2019年8月总第310期
论文发表时间:2019/7/16
标签：表征论文; 微观论文; 学生论文; 微粒论文; 化学方程式论文; 符号论文; 分子论文; 《教育学文摘》2019年8月总第310期论文;