楊梓生吳菊華

（1.龍巖市普通教育教學(xué)研究室，福建 龍巖 364000；2.龍巖第二中學(xué)，福建 龍巖 364000）

促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展的化學(xué)概念教學(xué)
——以高中必修化學(xué)“電離”教學(xué)為例

楊梓生1吳菊華2

（1.龍巖市普通教育教學(xué)研究室，福建 龍巖 364000；2.龍巖第二中學(xué)，福建 龍巖 364000）

化學(xué)概念教學(xué)應(yīng)促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展。認(rèn)為高中必修化學(xué)“電離”概念具有促進(jìn)“電離”本體認(rèn)識(shí)發(fā)展、物質(zhì)性質(zhì)及其變化的認(rèn)識(shí)發(fā)展的認(rèn)識(shí)功能。在分析學(xué)生對“電離”認(rèn)識(shí)發(fā)展線索的基礎(chǔ)上，規(guī)劃了問題驅(qū)動(dòng)下的促進(jìn)學(xué)生“電離”概念建構(gòu)與認(rèn)識(shí)發(fā)展的教學(xué)過程。

認(rèn)識(shí)發(fā)展；概念教學(xué)；電離；教學(xué)設(shè)計(jì)

化學(xué)概念反映化學(xué)事實(shí)與現(xiàn)象的本質(zhì)，是學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的基礎(chǔ)，對建構(gòu)學(xué)科觀念、促進(jìn)認(rèn)識(shí)發(fā)展有重要的價(jià)值。遺憾的是，不少教師受“知識(shí)本位”思想影響，概念教學(xué)時(shí)“重結(jié)果、輕過程”,強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)記憶概念、解題時(shí)套用概念、訓(xùn)練中強(qiáng)化概念［1］。這樣的教學(xué)，忽視了概念促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)的價(jià)值，導(dǎo)致學(xué)生習(xí)得化學(xué)知識(shí)卻無法轉(zhuǎn)化為化學(xué)認(rèn)識(shí)、難于提升學(xué)科素養(yǎng)。如何開展概念教學(xué)以促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展？顯然，教師應(yīng)準(zhǔn)確把握概念的認(rèn)識(shí)功能。在此基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，設(shè)置驅(qū)動(dòng)性問題或探究活動(dòng)，幫助學(xué)生在問題解決過程中形成概念，建立起審視化學(xué)事實(shí)與現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)方式［2］。文章以高中必修化學(xué)“電離”教學(xué)為例作探討。

一、“電離”概念的認(rèn)識(shí)功能

促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展的概念教學(xué)，不僅要關(guān)注概念本體知識(shí)，還要將化學(xué)概念本體知識(shí)所描繪的結(jié)果轉(zhuǎn)化為觀察現(xiàn)象與分析問題的視角與思路——賦予相應(yīng)的化學(xué)概念以認(rèn)識(shí)功能。對于化學(xué)概念的認(rèn)識(shí)功能，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是體現(xiàn)為對概念本體所描述的認(rèn)識(shí)對象的認(rèn)識(shí)發(fā)展，二是對概念本體認(rèn)識(shí)對象以外的其他認(rèn)識(shí)對象的認(rèn)識(shí)發(fā)展［3］?！半婋x”這一概念具有怎樣的認(rèn)識(shí)功能?

對于高中必修階段的“電離”，“課程標(biāo)準(zhǔn)”提出“知道酸、堿和鹽在溶液中能夠發(fā)生電離，通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)離子反應(yīng)及其發(fā)生條件，了解常見離子的檢驗(yàn)方法”的學(xué)習(xí)要求。這一要求實(shí)際上要解決“什么是電離”“電解質(zhì)如何電離”“為什么要學(xué)習(xí)電離”以及“什么是離子反應(yīng)”“離子反應(yīng)發(fā)生的條件是什么”“學(xué)習(xí)離子反應(yīng)有何價(jià)值”等問題［4］。其中，后三個(gè)方面將以前三個(gè)方面為基礎(chǔ)，是“電離”知識(shí)的應(yīng)用與發(fā)展。這六個(gè)方面問題的學(xué)習(xí)與解決，實(shí)際上強(qiáng)調(diào)學(xué)生建立起“電離”概念基礎(chǔ)上，發(fā)展對物質(zhì)在水溶液中的行為、物質(zhì)的性質(zhì)及其變化等方面的認(rèn)識(shí)。具體分析如下：

1.發(fā)展對物質(zhì)溶解于水的認(rèn)識(shí)

“知道酸、堿和鹽在溶液中能夠發(fā)生電離”這一學(xué)習(xí)要求，一方面強(qiáng)調(diào)建立起對“電離”概念的本體認(rèn)識(shí)（即知道電離的條件、記住電離的概念），從而解決“什么是電離”“電解質(zhì)如何電離”等問題；另一方面，要求發(fā)展對“電離”概念的本體認(rèn)識(shí)。即要求學(xué)生在明確電離及其條件的基礎(chǔ)上，能夠“想象”或“看到”氯化鈉等電解質(zhì)溶于水時(shí)將發(fā)生電離，并最終以自由移動(dòng)的Na+和Cl—形式存在于水中。基于這樣的認(rèn)識(shí)，建立起從微觀視角審視電解質(zhì)在水溶液中的行為及其結(jié)果（存在形式）的認(rèn)識(shí)方式。這一認(rèn)識(shí)發(fā)展將在一定程度上回答“為什么要學(xué)習(xí)電離”的問題。

2.發(fā)展對物質(zhì)性質(zhì)及其變化的認(rèn)識(shí)

僅達(dá)成前述“電離”概念認(rèn)識(shí)是不夠的，還需進(jìn)一步發(fā)展認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)從看待單一電解質(zhì)在水溶液中的行為與結(jié)果轉(zhuǎn)向從微觀視角看待物質(zhì)性質(zhì)、看待多種電解質(zhì)共存的溶液體系中的變化，即發(fā)展對物質(zhì)性質(zhì)及其變化的認(rèn)識(shí)。

（1）發(fā)展對物質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)

建立“電離”本體認(rèn)識(shí)后，立足于電解質(zhì)在水溶液中以離子形態(tài)存在且離子不斷運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)，可推斷溶液具有導(dǎo)電性、“均一、穩(wěn)定”特性是離子自由運(yùn)動(dòng)的必然結(jié)果。同時(shí)，通過對HCl與H2SO4等酸、NaOH與KOH等堿在水中電離行為及其結(jié)果的進(jìn)一步分析，將會(huì)發(fā)現(xiàn)同類電解質(zhì)在水溶液中存在狀態(tài)的相似性——所有酸（堿）溶液中的陽（陰）離子全部是H+（OH—）。認(rèn)識(shí)到這一特點(diǎn)后，將能從類屬、微觀的角度理解它們的性質(zhì)，即酸（堿）具有共同性質(zhì)是因?yàn)樗幔▔A）的水溶液均存在H+（OH—）。這一認(rèn)識(shí)發(fā)展，將促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)立足于微觀視角研究、認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)的思路方法。毫無疑問，這一認(rèn)識(shí)發(fā)展將進(jìn)一步深化學(xué)生對“為什么要學(xué)習(xí)電離”的認(rèn)識(shí)。

（2）發(fā)展對物質(zhì)變化（反應(yīng)）的認(rèn)識(shí)

當(dāng)溶液體系中存在多種電解質(zhì)時(shí)，因其電離而必以離子形式存在。如果體系中的離子能相互作用，電解質(zhì)將發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這便揭示了水溶液中電解質(zhì)反應(yīng)的本質(zhì)——體系中離子間相互結(jié)合而發(fā)生離子反應(yīng)，反應(yīng)的結(jié)果是電解質(zhì)電離出來的某些離子的濃度降低。怎么樣的離子能相互作用？這又涉及離子反應(yīng)的條件問題。當(dāng)離子相互結(jié)合為沉淀、氣體或水時(shí)，反應(yīng)才能進(jìn)行。此外，微粒間總按一定配比而非任意比例結(jié)合。如中和反應(yīng)本質(zhì)為H+與OH—相結(jié)合成水，故兩者按1∶1結(jié)合。這將促進(jìn)學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)認(rèn)識(shí)達(dá)到微觀、定量水平。上述認(rèn)識(shí)，解決了“什么是離子反應(yīng)”“離子反應(yīng)發(fā)生的條件是什么”等問題。

根據(jù)離子反應(yīng)的本質(zhì)，物質(zhì)在水溶液中的反應(yīng)是離子間的結(jié)合（或轉(zhuǎn)化），不能結(jié)合的仍以自由移動(dòng)離子的形式存在。因此，表達(dá)電解質(zhì)在水溶液中的反應(yīng)，只需抓住參與反應(yīng)的離子即可，未參與反應(yīng)的無需呈現(xiàn)。于是，就不難理解離子反應(yīng)方程式的涵義——不僅表征具體物質(zhì)的反應(yīng)，而且還能表征一類物質(zhì)間的反應(yīng)。明確這些方面，有助于認(rèn)識(shí)“為什么要學(xué)習(xí)離子反應(yīng)”。

（3）發(fā)展從微粒視角審視物質(zhì)性質(zhì)及其變化的認(rèn)識(shí)

理解前述知識(shí)后，學(xué)生將較好地從微觀視角審視物質(zhì)性質(zhì)及其變化。于是，將會(huì)繼續(xù)追問建立審視物質(zhì)性質(zhì)及其變化的微觀視角在生產(chǎn)、生活和化學(xué)科學(xué)研究中的應(yīng)用問題。顯然，這是對“為什么要學(xué)習(xí)電離”及“為什么要學(xué)習(xí)離子反應(yīng)”的進(jìn)一步追問?；卮饐栴}的視角自然落在離子反應(yīng)的應(yīng)用上——在生產(chǎn)、生活和化學(xué)科學(xué)研究中，可根據(jù)離子反應(yīng)的本質(zhì)及其條件去開展物質(zhì)檢驗(yàn)、分離提純等，達(dá)成“了解常見離子的檢驗(yàn)方法”的學(xué)習(xí)要求。

進(jìn)一步分析可發(fā)現(xiàn)，發(fā)展上述認(rèn)識(shí)，不僅鞏固相關(guān)學(xué)科知識(shí)，而且還體現(xiàn)電離相關(guān)知識(shí)在促進(jìn)“情感態(tài)度價(jià)值觀”形成上的價(jià)值——即通過“電離”及“離子反應(yīng)”等的學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生感受化學(xué)世界（物質(zhì)及其變化）的和諧統(tǒng)一；通過“離子反應(yīng)的應(yīng)用——離子檢驗(yàn)”，形成將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐的意識(shí)，贊賞化學(xué)科學(xué)對社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)等。

二、促進(jìn)認(rèn)識(shí)發(fā)展的“電離”教學(xué)設(shè)計(jì)

“電離”教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，如何促進(jìn)學(xué)生達(dá)成前述認(rèn)識(shí)發(fā)展？這就需要在明確“電離”認(rèn)識(shí)功能的基礎(chǔ)上，厘清學(xué)生對“電離”認(rèn)識(shí)發(fā)展的線索，進(jìn)而做好教學(xué)規(guī)劃。

1.學(xué)生對“電離”認(rèn)識(shí)發(fā)展線索

學(xué)生對“電離”認(rèn)識(shí)的發(fā)展，先要建立起對“電離”本體知識(shí)的認(rèn)識(shí)，然后應(yīng)用“電離”知識(shí)解決相關(guān)問題，進(jìn)而建立起從微觀視角看待物質(zhì)及其變化的認(rèn)識(shí)思路與方法，感悟物質(zhì)變化的規(guī)律性和統(tǒng)一性，了解化學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。具體的認(rèn)識(shí)發(fā)展過程為：①基于知識(shí)回顧和實(shí)驗(yàn)觀察，通過單一物質(zhì)在水溶液中存在形態(tài)及其行為，建立“電離”概念，掌握“電離”的本體知識(shí)；②學(xué)習(xí)使用化學(xué)用語表征單一物質(zhì)在水溶液中的行為，建立電離方程式的概念，將“電離”概念轉(zhuǎn)化為抽象的符號(hào)思維；③對一類物質(zhì)（如酸、堿或鹽等）在水溶液中存在形態(tài)特點(diǎn)及其性質(zhì)關(guān)系的分析，學(xué)習(xí)從電離視角看待物質(zhì)組成與分類、建立起物質(zhì)微觀組成與性質(zhì)間關(guān)系的認(rèn)識(shí)；④基于電解質(zhì)在水溶液中的存在情況，分析推理兩種電解質(zhì)在水溶液中的行為及其存在狀態(tài)，并通過實(shí)驗(yàn)探究，理解物質(zhì)在水溶液中反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì)和條件，并用離子反應(yīng)方程式表征；⑤應(yīng)用電離與離子反應(yīng)的知識(shí)，開展溶液中常見離子的檢驗(yàn)，總結(jié)常見離子檢驗(yàn)的原則與方法，認(rèn)識(shí)到電離等知識(shí)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，領(lǐng)悟從微觀視角分析物質(zhì)及其反應(yīng)的價(jià)值。

2.問題驅(qū)動(dòng)下的“電離”概念的建構(gòu)與認(rèn)識(shí)發(fā)展的教學(xué)規(guī)劃

【環(huán)節(jié)一】通過設(shè)置驅(qū)動(dòng)問題引出電離，認(rèn)識(shí)食鹽等電解質(zhì)在水溶液的行為及結(jié)果。

①根據(jù)氯化鈉固體加入水中將“消失”的現(xiàn)象思考：固體為何“消失”？真的“消失”嗎？

②根據(jù)氯化鈉溶液能導(dǎo)電的事實(shí)思考：溶液能導(dǎo)電說明了什么？為何通電后溶液能夠?qū)щ姡?/p>

【環(huán)節(jié)二】在問題解決基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)使用化學(xué)符號(hào)表征電離，理解電離方程式的意義。

①怎樣用化學(xué)用語表示氯化鈉等電解質(zhì)在溶液中的電離過程？

②用電離方程式表示HCl、Ca(OH)2、NaOH、H2SO4和KNO3的電離過程。

【環(huán)節(jié)三】從電離的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、性質(zhì)及其相互關(guān)系。

①為何HCl、H2SO4等酸的水溶液具有共同的化學(xué)性質(zhì)？

②為何NaOH、Ca(OH)2等堿的水溶液具有共同的化學(xué)性質(zhì)？

③結(jié)合“環(huán)節(jié)二”相關(guān)電離方程式的觀察，你對酸、堿和鹽的組成、性質(zhì)等有何新的認(rèn)識(shí)？

【環(huán)節(jié)四】建立基于電離視角的物質(zhì)分類，了解電解質(zhì)的概念。

氯化鈉、蔗糖都是化合物且都能溶于水，所得到的溶液前者能導(dǎo)電而后者不能。請思考：

①兩種溶液導(dǎo)電性差異說明兩種物質(zhì)在水溶液中的存在形式有何差異？

②你能夠基于電離的視角對化合物進(jìn)行新的分類嗎？

【環(huán)節(jié)五】基于電離視角分析電解質(zhì)在水溶液中反應(yīng)的本質(zhì)，學(xué)習(xí)使用離子方程式來表示物質(zhì)間的反應(yīng)、理解離子方程式的意義。

①鹽酸、氫氧化鈉溶液中存在哪些離子？若將兩者混合，哪些微粒將相互作用？請作出預(yù)測。

②初中“中和反應(yīng)”的“活動(dòng)與探究”內(nèi)容如下：

在盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中，滴加2-3滴酚酞試液。用膠頭滴管吸取鹽酸逐滴加入燒杯中，邊滴邊用玻璃棒攪拌。當(dāng)燒杯中溶液剛好變成無色時(shí)，停止加入鹽酸。溶液的堿性發(fā)生了什么變化？

取上述實(shí)驗(yàn)所得的少量溶液于一只試管中，另取一根膠頭滴管，向試管中加入1滴氫氧化鈉溶液，溶液的顏色發(fā)生了什么變化？這說明了什么？

用玻璃棒取實(shí)驗(yàn)1所得的溶液，加熱至蒸干，觀察到什么現(xiàn)象？這說明了什么？

請結(jié)合電離知識(shí)，從微粒及其相互作用的視角，分析上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及問題。在此基礎(chǔ)上，談?wù)剬λ釅A中和反應(yīng)、離子反應(yīng)的認(rèn)識(shí)。

③預(yù)測往稀硫酸溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液時(shí)，燒杯中溶液離子濃度的變化情況。在預(yù)測的基礎(chǔ)上，你能設(shè)計(jì)怎樣的實(shí)驗(yàn)來證明你的預(yù)測？

④對于HCl與NaOH、H2SO5與Ba(OH)2的兩個(gè)反應(yīng)，如何用化學(xué)用語來表示？

⑤對于離子方程式“H++OH—=H2O”，它表示了怎樣的反應(yīng)？

【環(huán)節(jié)六】建立起對復(fù)分解反應(yīng)的本質(zhì)認(rèn)識(shí)，認(rèn)識(shí)離子反應(yīng)的條件。

酸與堿、酸與鹽（如鹽酸與碳酸鈉）、堿與鹽（如氫氧化鈣和碳酸鈉）、鹽與鹽（如氯化鋇與硫酸鈉）等能夠發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。

①請用微觀（離子間相互作用）的視角分析上述復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。

②結(jié)合復(fù)分解反應(yīng)的條件，談?wù)剬﹄x子反應(yīng)條件的認(rèn)識(shí)。

【環(huán)節(jié)七】了解常見離子檢驗(yàn)方法，感悟離子反應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值，鞏固離子方程式的書寫。

①現(xiàn)有氯化鈉、碳酸鈉和硫酸鈉三種固體，如何用實(shí)驗(yàn)方法來鑒別？寫出反應(yīng)的離子方程式。

②某工廠排放的廢液中含有較高濃度的Cu2+、Ba2+和Ag+三種離子。你認(rèn)為該廢液應(yīng)該進(jìn)行怎樣的處理后排放？寫出廢液處理方案及相關(guān)反應(yīng)的離子方程式。

③結(jié)合前述兩個(gè)問題，談?wù)剬Α半x子反應(yīng)”應(yīng)用價(jià)值的認(rèn)識(shí)。

三、結(jié)語

總之，這樣的概念教學(xué)，從關(guān)注“電離”概念本體知識(shí)轉(zhuǎn)移到建立起從微觀視角審視單一電解質(zhì)在水溶液中的行為與結(jié)果上來，并進(jìn)一步發(fā)展到對多種電解質(zhì)在水溶液中的行為（相互作用）及其結(jié)果的認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上，形成從微觀視角看待物質(zhì)在水溶液中行為與結(jié)果的認(rèn)識(shí)思路，理解物質(zhì)變化應(yīng)具備的條件、遵循的規(guī)律，建構(gòu)與完善“科學(xué)物質(zhì)觀”與“微粒觀”等化學(xué)基本觀念，較好地促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)識(shí)發(fā)展、破解“離子反應(yīng)”一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)”的教學(xué)問題。

［1］李漢清.高中化學(xué)概念教學(xué)現(xiàn)狀及對策［J］.化學(xué)教學(xué)，2013 (2).

［2］胡久華,張銀屏.促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展的單元整體教學(xué)［J］.教育科學(xué)研究，2014(8).

［3］胡久華.化學(xué)課程與學(xué)生認(rèn)識(shí)素養(yǎng)發(fā)展［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

［4］莊曉文,姜建文.“電解質(zhì)溶液”核心概念的學(xué)習(xí)進(jìn)階研究［J］.化學(xué)教學(xué)，2016(2).

（責(zé)任編輯：張賢金）

2016年福建省基礎(chǔ)教育課程教學(xué)研究課題“促進(jìn)認(rèn)識(shí)素養(yǎng)發(fā)展的高中必修化學(xué)核心概念教學(xué)策略研究”（項(xiàng)目編號(hào)：MJYKT2016-170）。