化学教育的重要目标之一是让学生认识化学科学、理解化学科学。要达成这样的目标，就要帮助学生认识到化学科学有别于其他自然科学的独特思维与视角、化学科学认识的基本任务及其方法论是什么等基本问题，即理解化学学科的本质。化学学科具有怎样的学科特质？
《普通高中化学课程标准（2017年版）》指出：“化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科，其特征是从微观层次认识物质，以符号形式描述物质，在不同层面创造物质。”这一定义，很好地揭示了化学学科如下特质[8]：
1.“物质及其转化”是化学科学认识的基本问题。它有别于物理学（以“物体”为研究对象，研究“力与物体运动的基本关系”的基本问题）和生物学（以“物种”为研究对象，研究“物种及其演进”的基本问题）等自然科学。
2.物质及其转化的研究，不仅要探寻物质及其运动变化有什么规律，而且还需揭示物质及其运动变化为何会有如此规律。因此，“探寻物质及其转化的规律”“解释物质及其转化的规律”成为化学科学认识的两大基本任务。
3.开展物质及其转化的研究，强调建立起关于物质及其运动变化的宏观、微观和符号三种水平的认识。一方面，通过对物质及其变化现象的观察与分析，归纳、探寻物质及其变化的规律性认识，建构物质及其转化的规律；另一方面，立足原子、分子水平，对物质及其变化的规律进行分析解释，建构物质及其转化的理论（如图2-2-1）。此外，化学学科还用独特的化学符号表征物质及其转化，以解释、反映物质及其转化的规律与本质。(www.xing528.com)
图2-2-1 化学认识活动的两大任务与两种认识水平
基于前述分析可以看出，化学科学以物质及其转化为研究对象，通过对物质组成、结构、性质及其转化的研究，探寻物质及其转化的规律，揭示物质及其运动变化的内在本质。而物质及其运动变化规律与本质的研究，需要以一定的事实现象为基础，并在分子、原子水平上加以认识，即从“宏观现象”的观察深入到“微观水平”的探析，最后建构起简洁、通用、能够反映物质运动变化规律的“化学符号”体系，描述物质的性质及其变化。因此，化学学科的学习与研究，需要建立“宏观—微观—符号”的学科思维与视角，并用以指导物质及其转化的研究。即通过对物质形态及物质变化宏观现象的辨析、原子—分子水平的微观本质探析，从而认识物质组成、结构、性质、转化，理解物质及其变化的规律与本质，并用学科特色化的符号加以表征。于是，“宏观辨识与微观探析”成为基础教育阶段化学课程学习所应建立起的、观察与处理化学事实与现象的基本视角和思维方式。
建立起科学的宏观辨识与微观探析观察视角与思维方式，就能从不同层次认识物质及其变化的多样性：一方面，立足于宏观视角观察物质及其变化中丰富、多变和复杂的事实现象；另一方面，立足于微观层面分析与预测物质及其变化，揭示物质运动变化的本质与规律。这两个方面，通过微观为桥梁，在事实现象与本质规律间建立起必然的、科学的、整体性的联系。建立这样的联系后，就能将宏观辨识与微观探析统整起来——不仅可以在新情境中通过宏观表征推测微观结构，也可以通过微观组成预测宏观性质。因此，能以宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题，不仅是化学学习基本的认知方式，也是化学学习所需培育的核心素养。[9]
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