首页 -> 2007年第9期
重视化学教学“三重表征”，突破化学用语学习困难
作者：赵东旺
[关键词]化学 用语 学习 困难 三重表征
（一） 问题的提出
义务教育阶段化学新课程标准要求初三的学生能够用化学用语表示生活中简单的物质以及化学反应，解释一些简单的现象。但是，实际情况并非如此。在近几年的教育实习中，发现初三的学生在学习化学过程中，刚开始兴趣盎然，但是在学习分子、原子以及元素符号之后，学生的学习开始出现分化现象，大约30-40%（依据多个学校化学教师的测试成绩统计）左右的学生感觉到化学难学，听不懂，没有兴趣，不能够达到上述目标。这种现象引起我们的关注。
2006年10月我们在郑州地区做了“郑州地区初中化学学习情况调查”，结果显示，初三的学生化学学习的障碍来自各个方面，但最大的困难是化学符号和具体的宏观物质与微观物质不能产生联系。调查表明：初中阶段学习化学，符号表征的分化作用最大。因此，笔者提出在初中化学教学中重视学生的三重表征过程，突破化学用语学习困难造成的学习分化现象，提高化学教学效果。
（二） 化学学科思维方式的特殊性
1.初三学生化学学习的认知特点。化学是一门研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学，由于化学学科的特点，要求学生从不同的角度去认识物质：物质的性质体现在宏观上，要求学生认真地观察；物质的组成结构等微观理论则是通过让学生理解、想象，从而认识物质的本质；化学符号则是化学学科独特的表达方式，运用化学符号来代表事物，把化学符号作为思维运演的工具和媒介而进行的思维活动方式就是化学符号思维。因为，化学学科的特点要求学生从宏观、微观、符号三个角度去认知化学知识。所以，教师必须重视学生心理上的宏观表征、微观表征及其符号表征的形成及融合的问题。
2.三重表征的涵义。表征是指信息在人脑中记载和呈现的方式。宏观表征是指对物质所进行的外在可观察的现象在学习者头脑中的反映，在化学学科中具体指物质的物理性质和化学性质的外在表现。当进行木炭在氧气中燃烧实验时，学生通过观察木炭可感知木炭是黑色的固体，氧气是无色气体；通过闻氧气的气味得出氧气是没有气味的，同时，通过实验知道木炭燃烧是需要氧气的；通过观察发光的实验现象以及触摸瓶壁得出木炭燃烧放出热量，从而完成一系列的直观感知，形成对物质的宏观表征的认识。宏观表征的难度不大且有记忆再现性。
微观表征是不能直接被观察到的，主要指物质的微观组成和结构、微观粒子的运动及相互作用等微观属性在学习者头脑中的反映。学生微观表征的形成，需要通过想象来完成，而学生缺乏这方面的想象力，所以教师通过模型展示、多媒体演示或生活中相类似的事物作比喻等手段来帮助学生理解。例如，讲原子的构成时，可将原子核比作是放在十层大楼的一个小枣，电子在大楼的空间里不停的运动。凭此帮助学生理解原子不是一个实心球体。
符号表征：是指由拉丁文和英文字母组成的符号和图形符号在学习者头脑中的反映。它属于人们认识的第二信号系统，间接地反映了事物的本质，因而符号表征的学习比较困难。符号表征是化学学科的特点。这种符号虽然简洁，但是内涵丰富。例如：“CO2”既有宏观意义：表示“二氧化碳这种物质”，“二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的”；又有微观意义：表示“1个二氧化碳分子”；“1个二氧化碳分子是由1个碳原子和2个氧原子构成的”等。符号表征不仅是化学学习的一种语言，也是将宏观表征和微观表征联系起来的桥梁。因此，在教学中必须重视化学用语的中介作用。
（三） 学习化学用语的教学策略
1.运用“类比”和“想象”。类比是依据两个对象之间存在着某种类似或相似的关系，根据已知对象具有的某种性质推出未知对象具有相应性质的一种推理方法。在初中阶段，学生倾向于直观思维、形象思维，因此，严格意义上的类比不多，常见的是用身边事物中的某些相仿点来帮助学生想像，理解问题。例如，一堆小麦是由无数粒小麦一粒一粒的“堆积”起来的，由此类比一滴水是由无数个小得用肉眼看不见的水分子“堆积”起来的。借此类比，有助于学生想象水分子。
另外，精心组织语言，引导学生想像也能帮助学生形成微观表征。例如，讲解“分子是由原子组成的，它是保持物质化学性质的最小微粒”时，学生会产生疑惑，既然分子是由原子组成的，但为什么原子不是保持物质化学性质的最小微粒？组织语言，引导学生想象：一滴水中含有许多个水分子，一个水分子就好比一朵鲜花，一个水分子中的氢原子和氧原子就好比花蕊和花瓣。通过这段描述，学生就可以区分开原子和分子，从而理解“分子是保持物质化学性质的最小微粒”。
2.采用发散思维和直观思维方法。化学式和化学方程式是化学世界的独特语言文字，是化学学习者的专业语言。
化学方程式的记忆对于初三学生来说负担较重，单纯死记硬背效果较差。教学中发现从以下几个方面着手，效果颇好。其一，让学生对化学符号主动进行发散思维，以赋予符号更多的信息，丰富对它们的认识。例如：提供给学生元素符号“C”，学生说“C”是半圆、或是耳朵、或是月亮、或是钻戒……这样，通过发散思维学生找到切入点来认识“C”在化学学科中的意义。其二，选择学生熟悉的一个化学反应作为模板，引导学生分析、理解这个化学方程式的含义，储存在头脑中。当学生再遇到其他化学方程式时，将其与模板作对照，理解新的化学方程式意义。第三，结合化学反应时的现象，对于识记化学方程式、理解其意义也能起到促进作用。在描述物质反应时，配上文字表达式和化学方程式,将它们与实验现象结合起来，丰富联想的线索，减少机械记忆,增强意义识记，效果较好。
3.运用“形象组块法”。化学用语的中介作用体现在将物质的宏观性质和微观本质联系在一起。然而，学生缺乏将三重表征统一的意识，倘若运用形象组块法，则完全能克服三重表征融合难的问题。例如，结合生活实际，引导学生想象：吃饭时感觉到咸味，由此想到食盐的味道；通过观察食盐的状态、颜色而形成宏观表征；如果用化学符号表示，食盐是“NaCl”。当学生在实验室中接触到氯化钠晶体模型时，形成微观表征，用化学符号表示便是“NaCl”。学生见到“NaCl”时，很快想象出它的宏观状态和晶体结构。以上过程可用下图表示。由此能帮助学生解决三重表征融合难的问题。
图1： 氯化钠的三重表征图
根据化学学科的特殊性，结合学生认知特点，采用适当方法，将三重表征融合为一体，突破化学用语教学困难，学生在这一方面的学习分化现象将得以解决，在实践中确实起到了较好的教学效果。
参考文献：
[1]吴俊明,王祖浩.化学学习论[M].南宁：广西教育出版社,1996.157.
[2]毕华林,王玲玲.化学学科中物质三重表征的教学策略[J].中学化学教学参考,2006，(3).
[3] 毕华林，黄婕，亓英丽.化学学习中“宏观-微观-符号”三重表征的研究[J].化学教育，2005，(5).