劉石易 鄺賢毅

“離子反應”教學中的相關(guān)問題與對策

劉石易1鄺賢毅2

（1湖南省安仁縣第一中學湖南安仁423600；2增城市新塘中學廣東增城511340）

分析“離子反應”實際教學中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，并提出了相應解決對策。

離子反應；教學；對策

離子反應是高中化學極其重要的一個概念,筆者曾多次執(zhí)教離子反應,在教學過程中對許多問題產(chǎn)生過困惑與思考,相信這也是廣大一線教師的疑慮。現(xiàn)將其記錄下來,希望能給大家?guī)硇┰S啟發(fā)。

一、關(guān)干電解質(zhì)教學中的相關(guān)問題的思考

1.引入電解質(zhì)本質(zhì)定義的思考

在電解質(zhì)教學中,學生經(jīng)常會提出這樣的問題：水是電解質(zhì)嗎？CO2不是電解質(zhì)嗎？細究問題背后的原因,是我們對電解質(zhì)定義的教學出了問題。原來,教材為了考慮學生的初高中銜接,電解質(zhì)的定義是從導電性角度給出的,很多教師據(jù)此認為電解質(zhì)的定義是唯一的,教學過程也只根據(jù)課本定義進行設計。事實上課本關(guān)于電解質(zhì)概念給出了兩條線索：一種是從導電性角度給出的,課本有明確的定義;另一條線索是從電離角度講解電解質(zhì),課本沒有給出明確的定義,但這才是電解質(zhì)的本質(zhì)定義。在教學中要不要引入這隱性的本質(zhì)的定義,是一個值得探討的問題。筆者認為,電解質(zhì)概念的本質(zhì)定義應該引入。理由如下：①從學生的認知心理規(guī)律來看,由于課本所下定義不能反映電解質(zhì)的本質(zhì),導致學生對電解質(zhì)概念的認識膚淺、模糊,特別是當學生遇到CO2類物質(zhì)(完全符合電解質(zhì)課本定義,但不是電解質(zhì)卻是非電解質(zhì)),內(nèi)心自然產(chǎn)生疑惑甚至對課本定義有不滿情緒,因此也必然充滿對電解質(zhì)本質(zhì)定義的渴求;②從知識的銜接教學來看,電解質(zhì)概念是進一步學習強弱電解質(zhì)、離子反應的基礎,引入電解質(zhì)本質(zhì)定義的學習,有利于與強弱電解質(zhì)概念的自然銜接,有利于學生對離子反應的透徹理解和全面掌握;③從概念的發(fā)展來看,電解質(zhì)概念有兩個定義充分體現(xiàn)了概念發(fā)展的階段性與規(guī)律性,以及概念組成的完整性。顯然只有引入電解質(zhì)本質(zhì)定義,才能幫助學生實現(xiàn)認識的飛躍,全面深入地理解、掌握電解質(zhì)概念。

那么,如何從電解質(zhì)的本質(zhì)定義設計教學呢？下面是我的兩個設計(見下頁表)。

2.關(guān)于電解質(zhì)相關(guān)概念教學深廣度的思考

在必修階段教學中,許多教師對電解質(zhì)相關(guān)概念教學的深廣度把握不準,究其原因,是廣大教師對電解質(zhì)相關(guān)概念認識不清,對電解質(zhì)相關(guān)概念在高中課本中的螺旋呈現(xiàn)把握不準,現(xiàn)分析之：

根據(jù)高中化學課程標準,電解質(zhì)相關(guān)概念主要分布在必修的化學l、化學2以及選修的化學反應原理模塊。根據(jù)教材中電解質(zhì)相關(guān)概念的分布,我們發(fā)現(xiàn),在化學1對電解質(zhì)相關(guān)概念并沒有完整的章節(jié),而是穿插在各個專題中,要求也不是很高。電離、電解質(zhì)概念初中不要求,出現(xiàn)在高中化學1,但是在化學1電離只要求強電解質(zhì)電離方程式書寫,要求明白電解質(zhì)和非電解質(zhì)的概念,但是淡化了二者的概念辨析。在化學1要求重點落實酸堿鹽是電解質(zhì)以及強酸強堿及其鹽的電離。對于強電解質(zhì)、弱電解質(zhì)的概念在化學1中完全沒有出現(xiàn),電解質(zhì)相關(guān)概念的深化和應用則出現(xiàn)在化學反應原理模塊。

3.必修階段弱電解質(zhì)定義要不要引入的困惑

必修階段,弱電解質(zhì)定義要不要引入？這個問題一直困惑著許多一線教師,這里拿出來與大家一起探討,一方面必修教材完全沒有出現(xiàn)強電解質(zhì)、弱電解質(zhì)的概念,弱電解質(zhì)概念在化學反應原理模塊才要求;另一方面由于沒有引入弱電解質(zhì)的概念,給后面的教學帶來了很大困難。例如：化學l主要安排了電解質(zhì)和電離的概念,其主要任務是讓學生建立起離子反應的概念,清楚物質(zhì)在水溶液中的三種存在形式：“分子,離子,離子與分子共存”。因教材沒有引入弱電解質(zhì)的定義(部分電離的觀念),教師在解釋氨水、醋酸為什么是弱堿、弱酸,氨水、醋酸溶液中為什么是離子與分子共存時頗費周折,許多教師只能將弱酸、弱堿的概念及其水溶液的粒子存在形式強行塞給學生。再如：離子之間反應的條件是：生成沉淀、生成氣體、生成弱電解質(zhì)。由于沒有學弱電解質(zhì)的概念,有的教師將它改成生成像水一樣的物質(zhì)。但如何解釋像水一樣的物質(zhì)呢？又如：在離子反應方程式書寫中是依據(jù)該物質(zhì)在水溶液中的主要存在形式來決定寫成離子形式,還是寫成化學式,但學生沒有很好地理解清楚物質(zhì)在水溶液中的三種存在形式,造成錯誤百出。因此,筆者以為,在教學中不要過于拘泥教材內(nèi)容,要創(chuàng)造性地使用教材,從完全電離和不完全電離的角度適度地引入強弱電解質(zhì)概念不失為明智之舉。

設計一：電解質(zhì)本質(zhì)定義的教學設計

教師活動學生活動設計意圖【活動】討論下列化合物在水溶液和熔融時的行為和存在形式。水溶液熔融態(tài)鹽觀看氯化鈉溶入水,熔融時的動漫,明硧離解成自由移動的離子的兩種方法,明確化合物在水中和熔融時的行為和存在形式,從電離的角度引岀電解質(zhì)的定義,進而引岀強弱電解質(zhì)的定義讓學生明確離解成自由移動的離子的兩種方法,進而建立起電離的概念,學會從新的角度即微觀的角度考慮問題氯化鈉、碳酸鈣氯化鈉、碳酸鈣堿氫氧化鈉、氨水氫氧化鈉、液氨酸硫酸、醋酸有機物蔗糖蔗糖設計二：電解質(zhì)本質(zhì)定義的教學設計教師活動學生活動設計意圖【活動1】討論C O2是電解質(zhì)還是非電解質(zhì)？學生討論,引發(fā)矛盾引發(fā)矛盾沖突,激發(fā)探究欲望?！净顒?】探究下列問題：①C O2水溶液能導電的原因是什么？②C O2水溶液中自由移動的離子是C O2,還是由H2C 03電離生成的H+、C O32-？③C O2在水溶液中有沒有發(fā)生電離,為什么？那么C O2能否在液態(tài)時電離？④請同學們從電解質(zhì)的本質(zhì)電離角度給電解質(zhì)概念重新下定義。分析、討論引導學生從電解質(zhì)的本質(zhì)電離角度給電解質(zhì)概念重新下定義,深化學生對電解質(zhì)概念的理解,培養(yǎng)學生問題意識與探究能力,使學生樹立用發(fā)展的眼光看待課本概念的觀念。

附表：電解質(zhì)相關(guān)概念的教學階段

教師活動學生活動設計意圖【活動】討論下列化合物在水溶液和熔融時的行為和存在形式。水溶液熔融態(tài)鹽觀看氯化鈉溶入水,熔融時的動漫,明硧離解成自由移動的離子的兩種方法,明確化合物在水中和熔融時的行為和存在形式,從電離的角度引岀電解質(zhì)的定義,進而引岀強弱電解質(zhì)的定義讓學生明確離解成自由移動的離子的兩種方法,進而建立起電離的概念,學會從新的角度即微觀的角度考慮問題氯化鈉、碳酸鈣氯化鈉、碳酸鈣堿氫氧化鈉、氨水氫氧化鈉、液氨酸硫酸、醋酸有機物蔗糖蔗糖設計二：電解質(zhì)本質(zhì)定義的教學設計教師活動學生活動設計意圖【活動1】討論C O2是電解質(zhì)還是非電解質(zhì)？學生討論,引發(fā)矛盾引發(fā)矛盾沖突,激發(fā)探究欲望。【活動2】探究下列問題：①C O2水溶液能導電的原因是什么？②C O2水溶液中自由移動的離子是C O2,還是由H2C 03電離生成的H+、C O32-？③C O2在水溶液中有沒有發(fā)生電離,為什么？那么C O2能否在液態(tài)時電離？④請同學們從電解質(zhì)的本質(zhì)電離角度給電解質(zhì)概念重新下定義。分析、討論引導學生從電解質(zhì)的本質(zhì)電離角度給電解質(zhì)概念重新下定義,深化學生對電解質(zhì)概念的理解,培養(yǎng)學生問題意識與探究能力,使學生樹立用發(fā)展的眼光看待課本概念的觀念。

二、關(guān)于離子反應教學的困惑與思考

1.離子反應微粒觀構(gòu)建的思考

離子反應不僅僅是要求學生掌握離子反應的概念,更重要的是教會學生從微粒的角度認識酸、堿、鹽在水溶液中的存在形式及行為。認識物質(zhì)在水溶液中的反應實質(zhì)是離子之間的反應。使學生初步建立起研究水溶液的思維方法,這無疑是離子反應教學的重點和難點。近幾年,筆者多次觀摩了離子反應的公開課,發(fā)現(xiàn)許多教師針對這個問題,要么一筆帶過、避而不談,要么避重就輕、蜻蜓點水。那么,如何在離子反應教學中構(gòu)建微粒觀？下面是我整理出來的幾種設計,供老師們探討。

設計一：從溶液分類的角度構(gòu)建

教師活動學生活動設計意圖【活動】請根據(jù)水溶液中物質(zhì)的存在形式給下列溶液分類。NaCl溶液、HCl溶液、醋酸溶液、NaOH溶液、氨水、蔗糖溶液觀看上述物質(zhì)溶入水的動漫,明確物質(zhì)在水中的行為,從電離的角度引岀電解質(zhì)的定義,進而引岀強弱電解質(zhì)的定義分類是概念學習最基本的學習方式,新的分類方式可以給學生新的刺激,進而建立起離子的概念,學會從新的角度即微觀的角度考慮問題

設計二：從導電性的角度構(gòu)建

教師活動學生活動設計意圖【活動】向含酚酞的氫氧化鋇溶液逐滴加入硫酸溶液, (大燒杯,酸堿式滴定管帶電流計的線路圖,圖略)觀察溶液導電性、顏色、沉淀的變化。觀察,記錄,分析原因,分組討論通過實驗讓離子“看得見”,明確物質(zhì)在水中的行為,建立起離子反應的概念,歸納出離子反應是朝著某些離子濃度減小的方向進行。

設計三：從化學反應分類的角度構(gòu)建

教師活動學生活動設計意圖【活動1】給下列化學反應分類：(1)碳酸鈣受熱分解(2)碳與氧氣反應(3)CuSO4溶液與BaCl2溶液(4)含酚酞的NaOH溶液與HCl溶液通過對反應方程式的分類,初步了解水溶液中反應的特點,引入離子反應,進一步加強電離的概念,又可以引發(fā)觀念的沖突。找出規(guī)律,分類【活動2】完成活動1中(3)(4)兩個實驗,觀察溶液顏色、沉淀的變化。觀察,記錄,分析原因,分組討論通過實驗讓離子“看得見”,明確物質(zhì)在水中的行為,建立起離子反應的概念,歸納出離子反應是朝著某些離子濃度減小的方向進行。

2.復分解反應的發(fā)生條件遷移到離子反應條件教學的困惑與思考

在高二的水平測試中,經(jīng)常有同學認為離子之間反應的條件是初中所學的復分解反應發(fā)生的條件,即生成沉淀氣體和水,為什么高二的學生還會出現(xiàn)這樣看似簡單的錯誤？為什么初中所學的舊概念的消極影響如此之深呢？這個問題困惑我很長時間。細究其原因,主要是老師錯誤地認為離子反應的條件學生容易掌握,沒有重視舊概念同化為新概念所要運用的教學策略。舊概念如何無障礙遷移到新概念上來呢？

設計一：離子反應條件的探究

教師活動學生活動設計意圖【活動1】判斷下列離子組能否發(fā)生反應：(1)Cu2+和OH-(2)H+和Cl-(3)NH+和OH-加熱(4)HCO3-和OH-(5)H+和CH3COO-(6)H+和ClO-完成練習調(diào)動學生的認知經(jīng)驗,測查學生旳前概念?！净顒?】指導學生實驗:在2支試管加入濃度相同稀鹽酸,用玻璃棒醮取溶液涂在pH試紙上;再在上面兩支試管中分別加入醋酸銨和氯化銨固體,振蕩后再分別用玻璃棒醮取溶液涂在pH試紙上,觀察顏色的變化。完成實驗,對比觀察顏色變化,分析得出醋酸根與氫離子發(fā)生了反應的事實,得出初中的復分解條件是片面的結(jié)論,修正片面的復分解型離子反應條件通過實驗引發(fā)沖突:生成弱酸弱堿的復分解反應不能用復分解反應條件解釋,激發(fā)求知欲望,同化舊概念,修正片面的復分解型離子反應條件。

三、關(guān)于離子反應方程式書寫相關(guān)問題的思考

1.離子反應方程式書寫第二步“拆”的思考

廣大化學教師都明白,離子反應方程式書寫教學中最難的是第二步“拆”。老師教得非常辛苦,而學生還是拆得千瘡百孔。為什么會這樣呢？多次施教離子反應方程式書寫和多次反思之后,我發(fā)現(xiàn)原因在于老師過分地強調(diào)學生死記硬背,而沒有給學生一個明確的理解和記憶思路,死記硬背的結(jié)果造成學生就是記不住。書寫離子方程式實際上是依據(jù)該物質(zhì)在水溶液中的主要存在形式來決定寫成離子形式,還是寫成化學式。因此,我們的教學要圍繞幫助學生理解和記憶物質(zhì)在水溶液中的主要存在形式來展開。下面是我的設計：

設計一：離子反應方程式書寫第二步“拆”的設計

教師活動學生活動設計意圖【活動1】請畫出物質(zhì)分類的“樹狀分類圖”(圖中要求給酸堿鹽氧化物進一步分類)。鞏固樹狀分類法,給學生一個明確的記憶物質(zhì)思路。學生畫“樹狀分類圖”,討論并完善“樹狀分類圖”?！净顒?】如果把“樹狀分類圖”中的各類物質(zhì)放于水中,小組討論各物質(zhì)在水溶液中的主要存在形式。小組討論,歸納各類物質(zhì)在水溶液中的主要存在形式。得出三大強酸,三大強堿,可溶性鹽要拆,其它物質(zhì)都不拆的結(jié)論。幫助學生理解和記憶物質(zhì)在水溶液中的主要存在形式。

2.離子反應方程式書寫“三步法”與“四步法”的思考

傳統(tǒng)的離子反應方程式書寫已成了一種經(jīng)典的模式,大家習慣稱之為“四步法”。山東版教材中出現(xiàn)了一種寫法只要三步,稱之為“三步法”。那么,哪一種書寫方法更適合學生,學習效果更好呢？這是一線教師關(guān)心和思考的問題。

筆者曾選擇兩個基礎較好的平行班進行測查,測查結(jié)果表明：“三步法”耗時顯著少于“四步法”,應當說這在教學預測之內(nèi),“三步法”是從電離和溶解性出發(fā),考慮離子之間可能的反應,步驟少,思維長度短,因而耗時少。而“三步法”成功率更高于“四步法”,這是我預設之外的發(fā)現(xiàn),這可能是“三步法”所需要的準備知識主要是電離方程式等知識,程序簡單,符合學生的最近發(fā)展區(qū)?！八牟椒ā币虺绦驈碗s,在“寫、拆、刪”三步中都出現(xiàn)了較多的錯誤點。

筆者也曾選擇兩個基礎較差的平行班進行測查,結(jié)果除“三步法”耗時顯暑少于“四步法”,與前次測試一致。而“三步法”成功率卻低于“四步法”。這可能是因為“四步法”是基于化學技能的教學,是一種記憶性的教學,靈活性小,學生易于掌握。而“三步法”是基于微粒觀的教學,一種理解性的教學,靈活性大,需要學生建立起從微觀的視角來看某個離子反應的實質(zhì),整體把握離子反應的真實面貌,才能順利地寫出表示其反應實質(zhì)的離子方程式。對于基礎較差的學生短時間內(nèi)建立微粒觀,整體把握離子反應的實質(zhì)可能有些難度。

因此,對于基礎較好的學生選擇“三步法”,不僅省時,正答率高,更能培養(yǎng)學生以粒子觀的視角思考問題,符合基礎較好的學生喜歡使用靈活方法的特點?！八牟椒ā钡臅鴮懸?guī)則簡單,思維強度不大,學生容易入手,對于基礎較差的學生選擇“四步法”有利初學時培養(yǎng)信心。

［1］李順友.“離子反應”兩個概念教學的問題及對策［J］.教學與管理，2009，（10）

［2］徐守兵.離子方程式2種書寫規(guī)則比較研究［J］.化學教育，2009，（04）

1008-0546（2013）05-030-03

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10.3969/j.issn.1008-0546.2013.05.012