化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础学科，联系宏观、微观和符号三个维度认识物质世界是化学学科的典型特征。[1]化学学科的特点决定了学生要从宏观、微观和符号三种表征水平上认识和理解化学知识，形成化学学科的思维方式。当今，化学三重表征已经成为国内外化学教育研究的重要理论，指导着化学课程设计、教师教学、学生学习等教育实践活动。但随着研究的不断深入，人们对化学三重表征的认识产生了许多分歧。本文在梳理相关研究的基础上，对化学三重表征的实质进行辨析，进一步明确宏观、微观和符号的内涵，同时提出加强化学三重表征能力的培养，促进学生化学学科核心素养的发展。 一、国内外化学三重表征的研究发展 （一）国外对化学三重表征的研究 化学三重表征的研究起源可追溯到1982年约翰斯顿（Johnstone）发表的《宏观和微观化学》一文。[2]20世纪70年代，化学科学的发展呈现出从描述向推理、从定性向定量、从宏观向微观的转变，特别是随着原子分子理论在热力学领域的应用，现代化学由此诞生。[3]为区分现代化学与传统化学，约翰斯顿提出了现代化学的三种水平，分别是描述的和功能的（descriptive and functional）、表征的（representational）、解释的（explanatory）。传统化学只包含描述的和表征的水平，属于宏观化学；而现代化学不仅包含宏观化学，还包含微观化学。有关现代化学三种水平的描述被认为是三重表征研究的开端。 之后十年内，约翰斯顿在各种教育期刊上撰文介绍这一观点，并呼吁将该观点应用到化学教育领域。1991年，他提出了化学三角形模型，指出化学课程中的概念包含宏观、微观和符号三个水平，学生一开始很难同时掌握这三个水平，从而导致了化学课程学习困难。[4]化学三角形模型将三重表征的研究从化学学科转向化学课程内容，第一次将宏观、微观和符号三者联系起来。1993年，约翰斯顿指出化学课程内容视角下宏观、微观、符号的内涵与学科视角下的内涵是一致的，并特别强调该三角形不仅可以解释化学学科的构成成分和化学课程内容的水平，还能应用于学生的化学学习。[5] 2004年，马哈非（Mahaffy）意识到在化学教育领域应用宏观、微观和符号时，其内涵与化学学科视角下并不一致。他认为在化学教育活动中，应充分考虑“人”的因素，包括人的身份及其所处的社会与自然环境等。他将“人的因素”与化学三角形结合，构建了化学教育四面体模型。[6]这一模型在实践应用中过于关注人的因素，反而将宏观、微观和符号相联系这一学科特色弱化了。但马哈非的研究使我们认识到，宏观、微观、符号的内涵在不同视角下是存在差异的。 对化学三重表征做出系统性研究的是吉尔伯特（Gilbert）和切尔哥特（Treagust）。2009年，他们出版了《化学教育中的多重表征》一书，明确提出了“三重表征”（Triplet Representation）这一术语，强调宏观表征、微观表征与符号表征的融合，以区别于已有研究将三者独立表述的方式。[7]他们通过综述发现，研究者在使用“水平”或“表征”称谓宏观、微观、符号时，对于“水平”或“表征”具体指向什么并没有达成一致。这是三重表征研究的一个重要发现，鉴于当时对宏观、微观、符号的表述尚存在许多疑惑，他们在书中没有对“三重表征”的实质和内涵给出明确的界定。 2010年后，塔兰克（Tanlaquer）[8]和泰伯（Taber）[9]发现，三重表征理论在解释宏观、微观和符号时存在一些问题。例如，“宏观”代表的是实际可观察的现象还是对现象的一种表征？换句话说，宏观是化学研究的对象还是科学家研究形成的知识？“符号”本身就是一种表征，将它称为符号表征是否合适？符号的本质是什么？他们在化学三角形模型的基础上构建了新的理论模型。但这些模型理解起来都比较复杂，不利于研究者认识和使用。三重表征，尤其是约翰斯顿的化学三角形模型，之所以被广大研究者认可和广泛采用，是由于该理论相对简洁且容易理解。面对当前该领域研究出现的一些问题，从理论上澄清化学三重表征的实质和内涵是非常必要的。 （二）国内对化学三重表征的研究 我国化学教育研究者从2005年起关注到这一领域的研究。贾杰和梁永平发表了《中学生宏微符三结合学习化学的调查研究》，指出化学学科的特征要求学生学习化学需要从宏观、微观、符号三者结合的角度进行。[10]同年，毕华林等发表了《化学学习中“宏观一微观一符号”三重表征的研究》，从化学学习的视角提出建立宏观、微观与符号之间的联系，并指出“三重表征”是化学学科特有的思维方式。[11]其“三重表征”术语的提出比吉尔伯特2009年提出的“Triplet Representation”要早，而且内涵表述更加明确。2007年，毕华林和黄婕发表了一篇综述，系统介绍了国外化学学习中有关三重表征的研究成果。[12]2013年，张丙香和毕华林从促进学生概念理解的视角研究化学三重表征心智模型的构建，进一步探讨了化学三重表征的内涵，提出了相应的化学教学策略。[13] 2012年，钱扬义将手持技术实验生成的曲线定义为曲线表征，并将其看作与宏观表征、微观表征、符号表征并列的第四种表征，进而构建了化学四重表征教学模式。[14]之后，钱扬义团队进行了系列实践研究，明确表示四重表征是一种化学教学模式，与作为化学学科思维方式的三重表征具有本质不同。手持技术实验使难以直接观察到的宏观和微观变化可视化，实验中生成的曲线究竟是一种符号表征还是宏观现象引起研究者的争议。
