周 建 秋

(瑞安市塘下鎮(zhèn)羅鳳中學，浙江 瑞安 325204)

化學符號是化學語言的重要元素，是傳遞化學信息的一種重要工具。許多教師在符號表征方面做了積極的探索，然而，由于傳統(tǒng)應試教育的影響，教師對化學符號表征目標的培養(yǎng)出現(xiàn)種種弊端：因為符號表征目標缺乏層次性而造成的膚淺低效，或者教學問題設計不夠適切而造成學生思維深度不夠，抑或教學方式單調(diào)而造成化學符號表征停留在機械記憶階段。為此，教師要根據(jù)化學學科的特點，積極探索促進學生化學符號表征能力發(fā)展的“學習進階”路徑。

一、學生符號表征能力學習進階的理論框架

布盧姆把認知教學目標分為知識、理解、應用、分析、綜合和評價六個層次，由低到高形成學生認知發(fā)展學習進階[1]。本文根據(jù)布盧姆對認知目標的層次性以及學生化學符號表征能力發(fā)展的進階順序，架構了化學符號表征能力學習進階的二維發(fā)展模式(如圖1所示)[2]。從縱向發(fā)展來看，學生化學符號表征能力學習進階是指學生在化學符號的宏觀聯(lián)系、微觀意義、宏觀微觀意義闡釋、符號推理上表現(xiàn)出的發(fā)展的階段性和層次性。從橫向發(fā)展來看，培養(yǎng)學生化學符號表征能力，關鍵在于學生的行為表現(xiàn)。學生的符號表征能力培養(yǎng)不是在聽、說、記中習得，而是在思考、質疑、思辨、設計等活動中發(fā)展的。利用學生化學符號表征能力學習進階的二維模型架構，教師既能從宏觀整體的視角來頂層設計學生化學符號表征能力的培養(yǎng)路徑，又能從微觀的著眼點細化落實具體化學知識點，做到“見木又見林”。這樣，學生化學符號表征能力才能由低階到高階螺旋式地有序進階。

二、促進學生符號表征能力“學習進階”的實踐案例

層次1：識記化學符號的宏觀意義(水平1)。

層次2：理解化學符號的微觀意義(水平2)。

圖1 化學符號表征能力學習進階“二維”模式

例如，為了讓學生認識到水是由水分子構成的，教師設計了讓學生從清水中“抓”出水分子的體驗活動。教師通過一個數(shù)據(jù)讓學生感知分子的微小性，一滴水中含有的水分子個數(shù)為1 000 000 000 000 000 000 000(共21個0)。為了讓學生深刻地體會水分子的微小，教師讓學生比較水分子與細胞的大小，要求找出證據(jù)。學生很自然將細胞液中的水分子與細胞進行比較，觀察細胞結構的工具——光學顯微鏡能觀察細胞而不能觀察到水分子，在分子符號的微觀體驗上更加豐富。

層次3：運用宏、微觀的符號進行意義闡釋(水平3)。

例如，在執(zhí)教“質量守恒定律”一課時，教師演示實驗白磷的燃燒反應，在電子天平上稱量反應前和反應后的質量相等，教師運用化學反應分子、原子模型解釋質量相等的微觀原因。從宏觀質量相等到微觀符號解釋，從抽象定律到形象的分子模型，宏觀與微觀符號表征思維得到有力“轉換”。

層次4：化學問題的符號推理(水平4)。

三、促進學生化學符號表征能力發(fā)展的“學習進階”路徑

1.頂層設計，架構化學知識、行為表現(xiàn)與符號表征能力發(fā)展的對應關系

化學知識是發(fā)展符號表征能力的基礎，符號表征能力是掌握化學知識的具體體現(xiàn)。學生行為表現(xiàn)則是發(fā)展學生符號表征能力的途徑，直接關系到學生符號表征能力能否達成、能否有較高的達成度等問題。因此，為了更好地了解、培養(yǎng)與評價學生符號表征能力的發(fā)展水平，結合化學課程，梳理了符號表征能力、行為表現(xiàn)與化學知識之間關系(如表1所示)。

2.依據(jù)教材內(nèi)容的特點，突出化學符號表征能力要素培養(yǎng)

表1 學生化學符號表征能力學習進階的知識表征例舉

3.開展科學探究教學，提高學生運用符號表征思維能力

4.做好相關主題內(nèi)容的學段銜接，搭建學生符號表征能力發(fā)展的臺階

學生符號表征能力發(fā)展具有階段性，教師依據(jù)學生的認知特點與課程的銜接情況，處理好相關主題內(nèi)容的學段銜接關系，這樣才能有的放矢地進行教學，促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展進階。例如，在初中化學與高中化學教材中都有化學反應的內(nèi)容，但是它們的側重點不同。初中階段要求學生學會區(qū)別物理變化與化學變化，用分子模型的角度解釋物理變化和化學變化的本質原因[3]。高中階段要求學生從化學鍵的斷裂角度理解化學反應放出或吸收熱量的不同。通過初高中化學反應的內(nèi)容對比分析，高中階段教師要突出學生利用數(shù)據(jù)的計算對化學反應的熱量變化，同時要求學生利用圖像分析加深對化學反應平衡的理解，也就是要求學生從定性的分析走向定量的計算，從靜態(tài)結果分析到動態(tài)的過程分析，從深度、廣度、難度上加大了。因此，教師要做好相關主題內(nèi)容的學段銜接，搭建學生符號表征能力發(fā)展的臺階[4]。

5.運用習題深度學習，加強學生符號推理能力訓練

習題對于學生的思維能力培養(yǎng)具有重要的作用。教師要運用習題，引領學生深度學習，加強學生符號推理能力訓練。例如，某混合氣體中混有CO、H2、CO2和水蒸氣四種氣體。請仔細分析圖2裝置[5]，回答：首先要檢驗的氣體是________；其次是________；最后檢驗的氣體是________。

圖2 氣體檢驗裝置圖

本題的關鍵是確定檢驗的先后順序，根據(jù)已有知識可知，CuO可以與CO和H2反應，足量澄清石灰水可檢驗或除去CO2，濃硫酸可除去H2O(但不便于檢驗水)，無水硫酸銅可檢驗或除去H2O。因此，需要引導學生解決三個選擇性問題：

第一個選擇性問題：先檢驗CO2(或H2O)還是先檢驗CO(或H2)？這一問題的解決相對比較簡單，因為CO(或H2)需要與CuO反應后生成CO2(或H2O)與原有混合氣體中的CO2(或H2O)會產(chǎn)生混淆。因此，必須先檢驗CO2和H2O的存在，再除去CO2和H2O，最后檢驗CO和H2與CuO作用的產(chǎn)物中有無CO2和H2O，這樣就理清了檢驗的整體思路。第二個選擇性問題：先檢驗什么？因為他們的檢驗方法不同，從表面上看沒有先后順序的影響，但是由于溶液的存在，會影響H2O的檢驗。因此，可以讓學生先進行猜測，然后組織討論或檢驗。如果先檢驗CO2，從溶液中逸出的氣體中會帶有水蒸氣，則會干擾混合氣體。所以，應先檢驗H2O，再檢驗CO2。CO和H2與CuO作用之后的產(chǎn)物檢驗亦應如此。第三個選擇性問題：先除盡CO2還是先除盡H2O？因為CO2是用澄清石灰水來除的，因此也會帶出水蒸氣，因此先除CO2后除H2O。通過上述三個選擇性問題的分析、評價、檢驗，可以讓學生順利地解決氣體檢驗的先后順序。教師精選有思維含量的習題，引導學生高階思維，培養(yǎng)了學生運用化學符號推理能力。

總之，促進學生符號表征能力發(fā)展是提高學生核心能力的重要內(nèi)容，是落實“立德樹人”目標的重要舉措；同時，學生符號表征能力的學習進階是基于布盧姆認知目標分類理論的實踐探索，還需要教師在教學實踐過程反復不斷地驗證，以便于在教學實踐中不斷地優(yōu)化學習進階的路徑。