李英

[摘 要] 以“弱電解質(zhì)的電離平衡”為例，闡述了利用微型化學(xué)實驗探究等濃度的鹽酸和醋酸與金屬反應(yīng)的宏觀、微觀區(qū)別;利用數(shù)字化手持技術(shù)實驗探究等PH的鹽酸和醋酸在加水稀釋過程中PH變化的區(qū)別，將抽象的概念進(jìn)行信息處理和圖像輸出，分析醋酸電離平衡的微觀過程。采取宏觀表征、微觀表征、符號表征和曲線表征的四重表征教學(xué)模式，從定性和定量兩個角度，試述電離平衡移動原理，通過化學(xué)概念的建構(gòu)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞] 弱電解質(zhì)的電離;平衡移動;四重表征

一、設(shè)計依據(jù)

多重表征理論（Mufti-Representation）指執(zhí)教者將間接經(jīng)驗通過多種信息渠道表達(dá)出來，讓學(xué)習(xí)者自行將新信息和已掌握的知識做關(guān)聯(lián)，從而重新組織認(rèn)知結(jié)構(gòu)并逐步形成新的概念。錢揚義、畢華林、黃婕等學(xué)者所提出的利用四重表征模式進(jìn)行教學(xué)的觀點是建立在堅實的實踐基礎(chǔ)上的，通常應(yīng)用于引導(dǎo)學(xué)生從本質(zhì)上建構(gòu)化學(xué)概念、反應(yīng)本質(zhì)及原理的教學(xué)過程。

二、設(shè)計思路

弱電解質(zhì)電離的學(xué)習(xí)需要按照《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求進(jìn)行，必須能清晰、準(zhǔn)確地掌握電離平衡的概念，對于哪些因素會影響弱電解質(zhì)的電離平衡進(jìn)行分析，知道什么是電離平衡常數(shù)。讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)能夠形成以“化學(xué)反應(yīng)理論”為基礎(chǔ)的科學(xué)觀念。

本節(jié)課知識點有一定難度，很抽象，知識點多，是上一章化學(xué)平衡移動知識的應(yīng)用，直觀性差。在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)儲備了化學(xué)平衡理論和強弱電解質(zhì)的相關(guān)知識，初步建立了化學(xué)反應(yīng)的平衡觀，能初步應(yīng)用勒夏特列原理解釋濃度、溫度、壓強等外界條件對平衡移動的影響，故學(xué)習(xí)基礎(chǔ)還是不錯的。整節(jié)課的教學(xué)活動圍繞弱電解質(zhì)電離平衡的建立、電離平衡的移動、電離平衡常數(shù)來進(jìn)行，教學(xué)模式以四重表征為主，從定性和定量兩個角度進(jìn)行闡述。導(dǎo)學(xué)案設(shè)計思路遵循從具體到抽象，先從身邊的事物和比較了解的概念入手，再接觸新的知識;先學(xué)習(xí)簡單的再學(xué)習(xí)更深層次的知識，循序漸進(jìn)形成完整的知識體系。教師在課堂上承擔(dān)著指導(dǎo)學(xué)生掌握正確學(xué)習(xí)方向，組織學(xué)生按照正確方法分析、認(rèn)識、解決問題的責(zé)任，精心設(shè)計課件，預(yù)測學(xué)生可能出現(xiàn)的一些問題和解決方法，及時評價學(xué)生的展示，查漏補缺。借助數(shù)字化手持技術(shù)實驗，探究鹽酸和醋酸在等PH的狀態(tài)下進(jìn)行稀釋，會分別產(chǎn)生怎樣的變化，用形象來表達(dá)抽象，讓電離平衡移動的電解質(zhì)動態(tài)信息能夠被學(xué)生真正理解，從感性的角度去認(rèn)識弱電解質(zhì)的電離平衡移動。

三、教學(xué)過程

創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課

師：走進(jìn)超市，我們時常會注意到有這樣一個區(qū)域：洗滌區(qū)，里面的洗滌劑琳瑯滿目：洗潔精、潔廁劑、洗衣液、廚房油污凈……作為化學(xué)人，大家有沒有關(guān)注過它們的成分？

師：潔廁液中居然含有鹽酸，你知道還有哪種生活用品的主要成分是酸？

設(shè)計意圖：理論聯(lián)系生活實際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探究的欲望。從生活中最常見的洗滌用品入手，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活離不開化學(xué)，化學(xué)讓生活更加美好。

學(xué)生實驗：實驗室有兩瓶失去標(biāo)簽的鹽酸溶液和醋酸溶液，濃度均為0.1mol/L，請你用實驗的方法鑒別。

儀器：微型試管、微型試劑瓶。

試劑：PH試紙、鎂條、失去標(biāo)簽的鹽酸、醋酸溶液。

設(shè)計意圖：通過微型實驗，使學(xué)生在宏觀角度上認(rèn)識等濃度鹽酸和醋酸的區(qū)別，再激發(fā)引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度探究分析鹽酸和醋酸的區(qū)別，從而達(dá)到知其然且知其所以然的目的，培養(yǎng)學(xué)生觀察、總結(jié)、分析能力。

師：引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度認(rèn)識鹽酸和醋酸，比較兩者的相同點、不同點，總結(jié)歸納，提取強弱電解質(zhì)的概念。

生：宏觀角度：比較金屬鎂分別與0.1mol/L鹽酸、0.1mol/L醋酸反應(yīng)的實驗現(xiàn)象;

微觀角度：比較兩溶液中c（H+）的大小

推測：兩溶液中微粒的行為、微粒的種類。

學(xué)生討論：實驗室的鹽酸溶液和醋酸溶液PH均為2，有兩瓶沒有明確的標(biāo)識，請你用實驗的方法鑒別。已知：PH=-lg c（H+），則c（H+）=10-PH

生：1.對PH=2的鹽酸和PH=2的醋酸進(jìn)行試劑分析。2.方案討論、總結(jié)匯報。

測定PH、分別加熱，測PH、加水稀釋，看溶液PH的變化、分別加入Na2CO3溶液，比較生成氣泡的速率。

設(shè)計意圖：本環(huán)節(jié)是本節(jié)課的教學(xué)重點、難點，既承接上一環(huán)節(jié)醋酸溶液中的微觀表征，又為下一環(huán)節(jié)醋酸溶液中的曲線表征做準(zhǔn)備。學(xué)生先從微觀角度對PH均為2的鹽酸和醋酸溶液的進(jìn)行分析比較，從而猜想出醋酸溶液中可能存在電離平衡，然后運用化學(xué)平衡理論知識，試提煉出鑒別兩者的實驗方法。

師：往PH均為2的鹽酸和醋酸溶液中加水稀釋，利用數(shù)字化手持技術(shù)實驗，得出加水稀釋過程中鹽酸和醋酸溶液的PH-t曲線，分析曲線變化的原因，得出醋酸溶液中存在電離平衡，并且在稀釋過程中平衡發(fā)生了移動。

設(shè)計意圖：此環(huán)節(jié)是本節(jié)課的亮點，先向?qū)W生介紹數(shù)字化手持技術(shù)實驗的基本原理，重點是怎么對數(shù)字化手持技術(shù)實驗獲取的新信息進(jìn)行分析、推理和應(yīng)用。此時，教師要適時給出提示，對曲線的變化趨勢以及某些特殊點進(jìn)行分析，降低難度，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建弱電解質(zhì)電離平衡概念的基本模型，認(rèn)識弱電解質(zhì)電離平衡的基本特征，并對稀釋過程中電離平衡的移動進(jìn)行探討，“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”作為一種核心素養(yǎng)才能夠在學(xué)生身上得以體現(xiàn)。

交流討論：下表是25℃時，實驗測定的醋酸電離達(dá)到平衡時各種微粒的濃度，計算■和■×100%，將你的結(jié)論與同學(xué)交流討論。

生：獨立思考，與同學(xué)交流討論，尋找有價值的數(shù)據(jù)，提煉電離平衡常數(shù)和電離度的概念。

設(shè)計意圖：學(xué)生在建構(gòu)了宏觀表征、微觀表征、曲線表征之后思考：醋酸電離程度用什么物理量表征更為合適，該如何從定量的角度去表征醋酸的電離程度大??？引導(dǎo)學(xué)生從電離平衡常數(shù)和電離度入手，進(jìn)行模型認(rèn)知的應(yīng)用，使學(xué)生的思維完成從定性分析到定量研究的轉(zhuǎn)換，培養(yǎng)學(xué)生基于證據(jù)進(jìn)行分析推理的學(xué)科核心素養(yǎng)。

四、教學(xué)反思

開展數(shù)字化手持技術(shù)實驗，可以給予學(xué)生更廣闊的邏輯思維空間和判斷依據(jù)，是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的強有力的手段之一?！坝绊戨婋x平衡的外界因素”片段的教學(xué)以新課程理念為指導(dǎo)，基于數(shù)字化手持技術(shù)實驗，可設(shè)置多個實驗探究活動，從而幫助學(xué)生建構(gòu)起證據(jù)支撐下的內(nèi)容體系，使學(xué)生“知其然且知其所以然”。課上僅僅只設(shè)置了一個數(shù)字化手持技術(shù)實驗，略顯單薄。

在運用四重表征教學(xué)模式過程中，教師引導(dǎo)很到位，故學(xué)生對曲線表征的分析很透徹，通過提出不同問題實現(xiàn)了學(xué)生在不同的表征之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化，有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)抽象概念過程中對概念整體的理解和把握。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢揚義.高中師生化學(xué)學(xué)科關(guān)鍵詞概念結(jié)構(gòu)的研究[M].廣州：華南師范大學(xué)出版社，2008.

[2]林建芬，盛曉靖，錢揚義.化學(xué)“四重表征”教學(xué)模式的理論建構(gòu)與實踐技巧——從15年數(shù)字化手持技術(shù)實驗研巧的回顧談起[J].化學(xué)教育，2015（7）.

[3]錢揚義，等.化學(xué)概念與化學(xué)“學(xué)科關(guān)鍵詞”的學(xué)習(xí)與認(rèn)知[M].北京：科學(xué)出版社，2009：168-172.

[4]周玉燕，基于學(xué)科素養(yǎng)取向的教學(xué)實踐——以“弱電解質(zhì)的電離”為例[J].化學(xué)教與學(xué)，2018（11）.

（責(zé)任編輯：朱福昌）