三重表征 课件.ppt

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1、三重表征,对物质进行的三重表征以及建立起三者间的联系是化学学科独特的思维方式，对形成学生良好的认知结构和化学科学观念，具有重要的作用。,化学学习中学习者对物质进行的宏观表征、微观表征和符号表征以及建立三者间的联系是化学学科不同于其他科学最典型的思维方式。然而，调查发现学生学习化学的困难却是缺乏将它们进行有机联系起来的能力，学生很难完成从宏观到微观、从微观到符号和从宏观到符号的抽象。,一、物质三重表征的涵义及形成,表征是指客观事物在人的心理上的感知反映，它可以是图像的、声像的、动作的、符号的，也可以是语义的、情景的、概念的、意象的和逻辑的。化学作为研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的一门学科

2、，既研究物质宏观上的性质及其变化，也研究物质微观上的组成、结构，而作为研究和交流化学的工具则诞生了表述物质组成、结构和变化的符号。,因此，在学习者心理上就形成了对物质特有的三重表征形式：宏观表征、微观表征和符号表征。这三种表征形式涉及心理的各个感知，这些感知在心理上的内化表征形式越丰富，对物质的认识和理解也越趋全面和透彻。,1三重表征的涵义,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。化学学科中可以直接观察到的现象主要是指物质属性中的物理性质和化学性质的外在表现。,学生通过观察物质的形状、颜色，或是通过与其他物质发生反应所产生的一系列可观察的现象如光、热等来感知事物，在头

3、脑中形成图像的如黑色粉末状的氧化铜，形成声像的如点燃氢气所发出的“噗”的一声响，形成动作的如用小刀切割金属钠等对物质的多重感知反映，形成对物质宏观表征的一种认识。,宏观表征具有再现性，能再现一些情景，包括图像的、声像的、动作的等多种感知。比如，在以后的学习中遇到了有关金属钠的问题时，在学生头脑中的就会在浮现出老师或是自己亲自切割金属钠时的“动作形象”和切割后金属钠由银白色变为灰色的一些图像表征。,微观表征：是指不能通过直接观察得到的，物质的结构、组成、反应机理等微观领域的属性在学习者头脑中的反映。,学生通过教师的讲解、模型展示或借助一定的多媒体，想象微观水平上物质的内部结构、组成及变化运动来感

4、知事物。在头脑中形成图像的如金刚石内部正四面体的网状结构、石墨内部层状的原子结构分布，语义的如原子是构成物质的一种微粒，形成逻辑的如分子是由原子组成的等，对物质的多重感知反应，形成对物质的微观表征。,微观表征的形成，需要学生丰富的想象力，通过想象力来理解看不见摸不着的微观世界。如老师在讲解水分子的结构时，借助模型学生能想象出一个氧原子通过共用电子对结合氢原子形成水分子的结构。,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。,这些字母是化学独特的符号系统，有其特有的语言和语法规则，是化学学科内进行思维的最基本的工具，它是人们理解物质化学变化最贴切、最丰富的符号系统。如

5、对于符号H2O，可以表示“水这种物质”、“1个水分子”、“水是由氢元素和氧元素组成的”，还可以表示“1个水分子由2个氢原子和1个氧原子组成”。,符号表征的内容有实体符号、状态符号、结构符号、条件符号及效应符号等，通过它们建立起对物质组成、结构及其变化的表示。用符号语言来表示物质的存在变化必须和宏观的事实经验与微观的组成结构联系起来，否则，这些符号在学生们的眼里只能是“第二外语”，是化学中一种毫无疑义的代数练习。,2三重表征的形成,学习者通过对物质外在物理性质和化学性质的现象观察，在头脑中产生了一些图像的、声像的、动作的、情景的等刺激，在教师借助一定的媒体手段如模型引导和语言的解说下，使学生通过

6、丰富的想象建立起对物质微观的、图像的、符号的，语义的、概念的等多重感知，在化学符号的中介作用下，对这些表征信息给予梳理，整合，在大脑中形成对事物完整的表征认识。,例如，在加热水，使水沸腾蒸发，水变少这一水的物质状态变化的过程中，学生是这样建立起三重表征关系的。通过图像的（冒出的水蒸气）、声音的（加热水的声音）、语义的（分子作无规则运动）、情景的（水变少）、概念的（水分子吸热）等对学生心理上的多重刺激，和H2O(l)H2O(g)这一表示水状态变化的符号方程式在学生头脑中融合后，完成了关于“水”这一物质从液体变为气体的状态变化和从宏观到微观、再到符号的抽象过程。,二、加强物质三重表征的教学策略,1

7、、利用模型增强学生对微观结构的空间想象力，实现丛宏观到微观，微观到符号的抽象。,如：利用上图帮助学生认识：一杯水中由大量的水分子组成；每个水分子有2个氢原子和1个氧原子构成；可以用“H2O”表示水分子。在从微观的想象过程中，学生认识到组成宏观可看到的水中的原子种类有两类，一类是氢原子，另一类是氧原子；在教师的适当点拨中学生能够在学习化学的起始初步认识到水由氢元素和氧元素组成。,2、利用模型和符号分析物质构成，实现从微观到宏观，定量分析物质组成和认识化学反应。,物质组成的定量表示的学习：利用上图所给出的信息：请学生自主探究“90克水中,氢元素和氧元素各有多少克？”,图中展示出这杯90克水由大量的

8、水分子组成；每个水分子有2个氢原子和1个氧原子构成；学生从微观分析出这所有的氢原子和所有的氧原子质量之和就是90克水中氢元素和氧元素之和。通过分析学生认识到用化学式算出一个水分子中氢原子和氧原子的质量比，就是水中氢元素和氧元素的质量比，进而求出90克水中氢元素和氧元素的质量；,也有学生认识到用化学式所算出的一个水分子中氢原子和氧原子的质量分数，就是水中的氢元素的质量分数或氧元素的质量分数，进而求出90克水中氢元素和氧元素的质量。,3、利用动画，通过分析化学反应动态过程；从微观认识到粒子的结构决定宏观物质的化学性质。,进入到“生活中的酸和碱”，利用动画让学生“看到”酸溶液中的阳离子全部是氢离子；碱溶液中的阴离子全部是氢氧根离子；,