一、研究背景与意义

1.1 研究背景

随着我国基础教育课程改革的深入推进，发展学生的化学学科核心素养已成为当前化学教育的重要目标。化学学科核心素养旨在让学生形成正确的价值观念、拥有优秀的品格、具备解决问题的关键能力，而化学概念作为高中化学知识的重要组成部分，是学生学习其他化学知识的载体和支架⁷。在众多化学核心概念中，"宏微结合"概念具有特殊地位，它既是化学学科本质特征的体现，也是学生理解化学现象、解决化学问题的关键思维方式。

宏微结合是指从宏观现象与微观本质两个层面认识和理解化学问题的一种思维方式。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，其特征是从微观层面认识物质⁹。然而，当前高中化学教学中，学生对"宏微结合"概念的理解普遍存在困难，主要表现为：难以建立宏观现象与微观粒子间的联系；对微观世界的想象能力不足；无法灵活运用宏微结合的思维方式解决实际问题等。这些问题严重制约了学生化学核心素养的发展，亟需通过系统的教学策略加以解决。

1.2 研究意义

本课题以"宏微结合"这一核心概念为切入点，探索高中化学核心概念深度理解的提升策略，具有重要的理论与实践意义：

从理论层面看，本研究将深化对化学核心概念教学的理论认识，丰富化学概念教学的研究内容，为基于学科核心素养的化学教学提供新的思路和方法。紧密围绕化学学科核心素养研究化学概念教学，提出符合新课程理念的化学概念教学策略，有助于发挥概念教学对学生能力培养和素养发展的推动作用。

从实践层面看，本研究将开发具体的教学策略和实施路径，帮助教师更好地开展"宏微结合"概念教学，提高教学效果。同时，通过促进学生深度理解化学核心概念，培养其宏微结合的思维方式，提升化学学习能力和问题解决能力，为学生的终身学习和发展奠定基础。化学作为直接观察物质本质的一门学科，不只是在宏观上进行观察，同时也涉及微观学习，但是相应的微观粒子较为抽象，所以在教学过程中造成了学生学习困难的问题。

二、核心概念界定与研究现状

2.1 核心概念界定

本课题涉及两个核心概念需要明确界定：

"宏微结合"概念：指在化学学习中，能够从宏观现象（可观察的化学变化和性质）与微观本质（原子、分子等粒子的运动和相互作用）两个层面认识化学问题，并建立两者间联系的思维方式。这种思维方式强调宏观与微观之间的相互解释和相互印证，是化学学科特有的思维方式。

"深度理解"：在本研究中指学生对"宏微结合"概念不仅能够记忆和复述，更能在新情境中灵活应用，解决复杂化学问题。具体表现为：能够准确描述宏观现象对应的微观本质；能够用微观理论解释宏观现象；能够预测特定微观变化可能导致的宏观结果；能够在实际问题解决中自如切换宏观与微观视角。

2.2 国内外研究现状

国内外关于化学概念教学和"宏微结合"思维的研究已有一定基础，但仍有深入探索的空间：

国际研究趋势：发达国家化学教育普遍重视学生宏微结合思维的培养。美国《下一代科学教育标准》(NGSS)将"尺度、比例和数量"作为跨学科概念，强调学生应理解不同尺度（包括宏观和微观）下的科学现象。欧盟国家化学课程也注重培养学生从分子水平解释宏观现象的能力。在教学方法上，国际研究多采用模型、可视化技术等帮助学生建立微观世界的心理图像。

国内研究进展：我国学者对"宏微结合"教学也进行了有益探索。有研究者提出了宏观-微观-符号三重表征的教学框架；还有学者开发了基于信息技术的情境创设策略，帮助学生理解微观世界。然而，这些研究多集中于理论探讨或局部经验总结，缺乏系统的实证研究和可操作的策略体系。特别是在新课程背景下，如何基于学科核心素养，提升学生对"宏微结合"概念的深度理解，仍需深入研究。

三、研究目标与内容

3.1 研究目标

本课题旨在以"宏微结合"概念为例，探索促进高中化学核心概念深度理解的有效教学策略，具体目标包括：

1. 厘清"宏微结合"概念的内涵及其在高中化学课程中的体现，构建学生理解水平评价框架；

2. 分析当前高中生在"宏微结合"概念理解中存在的主要困难和成因；

3. 开发促进"宏微结合"概念深度理解的教学策略体系，并验证其有效性；

4. 形成基于核心概念深度理解的化学教学模式，为化学教师提供参考。

3.2 研究内容

为实现上述目标，本课题将围绕以下内容展开研究：

3.2.1 "宏微结合"概念的理论研究

1. 梳理"宏微结合"概念的内涵、特点及其在化学学科中的地位；

2. 分析"宏微结合"与化学学科核心素养的关系；

3. 研究"宏微结合"概念在高中化学课程中的分布和呈现方式。

3.2.2 学生理解现状调查研究

1. 设计测评工具，诊断学生对"宏微结合"概念的理解水平；

2. 通过问卷、访谈等方式，调查学生在"宏微结合"概念学习中遇到的困难及其成因；

3. 分析影响学生"宏微结合"概念理解的关键因素。

3.2.3 教学策略开发与实践

1. 基于理论研究与学生现状，开发促进"宏微结合"概念深度理解的教学策略，包括：

(1) 情境创设策略：设计真实情境，激发学生宏微结合的思维需求；

(2) 可视化策略：利用模型、动画等技术手段，使微观世界直观化；

(3) 问题驱动策略：设计层次性问题，引导学生从宏观到微观的深入思考；

(4) 实验探究策略：通过实验观察宏观现象，探究微观本质；

(5) 类比推理策略：运用类比方法，帮助学生理解抽象微观概念。

2. 在教学实践中应用和完善这些策略，积累典型案例。

3.2.4 教学效果评价研究

(1) 构建"宏微结合"概念理解水平评价指标体系；

(2) 设计评价工具，评估教学策略对学生概念理解的影响；

(3) 分析教学策略的有效性和适用条件，提出改进建议。

四、研究方法与步骤

4.1 研究方法

本课题将采用多种研究方法相结合的方式开展研究：

文献研究法：通过查阅国内外相关文献，梳理"宏微结合"概念教学的研究现状和发展趋势，为本研究提供理论依据和方法参考。重点关注化学学科核心素养、概念教学、宏微结合思维等方面的研究成果。

调查研究法：包括问卷和访谈两种形式。设计《高中生"宏微结合"概念理解现状调查问卷》，了解学生当前的理解水平和存在困难；对化学教师进行访谈，了解教师对"宏微结合"概念教学的认识和实践经验。调查结果将为教学策略开发提供依据。

行动研究法：研究者以实践者的身份进入课堂，与一线教师合作，在教学实践中尝试、反思和改进"宏微结合"概念教学策略。通过"计划-行动-观察-反思"的循环过程，不断完善教学策略。

实验研究法：采用准实验设计，选择实验班和对照班，在实验班实施开发的"宏微结合"概念教学策略，通过前测、后测比较两组学生在概念理解水平上的差异，验证策略的有效性。实验数据将采用SPSS软件进行统计分析。

案例研究法：收集和整理典型的"宏微结合"概念教学案例，分析案例中的教学策略、实施过程和效果，提炼可推广的经验和模式。案例研究将贯穿整个研究过程。

4.2 研究步骤

本课题计划在两年内完成，分为四个阶段实施：

4.2.1 准备阶段

1. 成立课题研究小组，明确分工；

2. 查阅文献资料，进行理论准备；

3. 设计研究方案，制定详细计划；

4. 申请研究伦理审查，准备调查工具。

4.2.2 现状调查阶段

1. 开展问卷调查和教师访谈，收集数据；

2. 分析数据，撰写调查报告；

3. 根据调查结果，初步设计教学策略框架。

4.2.3 策略开发与实践阶段

1. 开发具体的教学策略和资源；

2. 开展行动研究，在教学实践中应用和调整策略；

3. 收集教学案例，进行反思和总结；

4. 开展实验研究，验证策略效果。

4.2.4 总结提升阶段

1. 整理分析研究数据；

2. 撰写研究报告；

3. 汇编教学案例集；

4. 组织成果交流和推广活动。

五、预期研究成果

5.1 理论成果

1. "宏微结合"概念理解水平评价框架：构建包含多个维度和水平的评价体系，为诊断和评估学生概念理解提供工具；

2. 高中化学核心概念深度理解的教学理论：探索核心概念深度理解的心理机制和教学规律，丰富化学概念教学理论；

3. "宏微结合"概念教学策略体系：形成系统化、可操作的教学策略，为教师提供理论指导。

5.2 实践成果

1. 教学案例集：汇编典型"宏微结合"概念教学案例，包括教学设计、实施过程和反思评价；

2. 教学资源库：开发配套的多媒体资源（如微观过程动画、虚拟实验等），支持"宏微结合"概念教学；

3. 教师指导手册：编写《促进"宏微结合"概念深度理解的教学指南》，为教师提供实用参考。

5.3 应用价值

本研究的成果将直接服务于高中化学教学实践，帮助教师更好地开展"宏微结合"概念教学，提高教学效果；促进学生深度理解化学核心概念，培养化学思维方式和问题解决能力；为基于核心素养的化学课程改革提供实践案例和经验借鉴。

六、创新之处

本课题在研究视角、内容和方法上均有一定创新：

研究视角创新：从"深度理解"的视角研究"宏微结合"概念教学，不仅关注学生对概念的记忆和应用，更关注其在新情境中的灵活迁移和高阶思维能力的培养。这一视角符合化学学科核心素养的培养要求，具有前瞻性。

研究内容创新：系统构建"宏微结合"概念理解水平评价框架，开发针对不同知识类型和学生特点的差异化教学策略，填补现有研究的空白。特别是在变化观念与平衡思想等核心素养的培养方面，本研究将提供新的思路。

研究方法创新：采用定量与定性相结合、理论与实践相融合的研究路径，通过多种方法收集数据，相互印证，提高研究信度和效度。行动研究与实验研究的结合，既能深入教学实践，又能验证策略效果，确保研究的科学性和实用性。