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        培養(yǎng)學科核心素養(yǎng) 實踐化學建模教學
        ——以“鹽類的水解”為例

        2022-03-12 07:08:48
        數(shù)理化解題研究 2022年6期
        關鍵詞:酸堿性鹽類水解

        胡 倩

        (廣東省深圳市龍華高級中學 518109)

        1 化學建模教學

        建模教學是一種通過教學活動,利用證據(jù)推理和經(jīng)驗來建構模型,借助圖畫、表格、符號、數(shù)據(jù)、文字表征具體過程,然后利用模型幫助學生解決實際問題,理解客觀事物的本質,提高認知發(fā)展水平,最終達到提升學生的化學思維,提高學生核心素養(yǎng)的目標.

        化學建模教學就是將建模的思想融入到化學教學活動中,本文對化學建模教學的步驟進行了實踐探究.

        2 化學建模教學的過程—以“鹽類的水解”為例

        2.1 教材和學情分析

        “鹽類的水解”選自高中化學人教版選修四模塊《化學反應原理》中的第三章第三節(jié),之前學生已初步掌握了溶液酸堿性的判斷方法及其微觀實質,在教學設計中需要通過任務和實驗探究活動的設計,引導學生學會利用模型進行證據(jù)推理和模型認知,提高解決實際問題的能力.

        2.2 設計思路

        以模型構建為教學主線,通過情境創(chuàng)設、模型構建、模型應用、模型修正、模型評估的教學設計層層遞進,將小組合作、實驗探究、思考討論、總結歸納、模型構建等教學環(huán)節(jié)連貫起來,激發(fā)學生的主觀能動性,建立宏觀現(xiàn)象、微觀本質、符號表征之間的聯(lián)系,梳理概念和原理,構建模型認知,形成化學思維,內(nèi)化“鹽類水解”這一核心概念,真正理解原理的本質,從而學會分析復雜的化學情景,解決實際問題.

        2.3 教學過程

        2.3.1 情境創(chuàng)設

        [提出問題]日常生活中我們熟悉的“純堿”明明是“鹽”,可為什么叫“堿”呢?提出問題,引發(fā)學生思考討論.

        [思考討論]學生提出可能因為純堿的水溶液呈堿性,小組討論驗證方法,提出可以用酸堿指示劑(例如酚酞)、pH試紙或者pH計測出純堿溶液的酸堿性.

        [提出問題]請同學們復習回顧前面的知識,溶液呈酸堿性的實質是什么?

        [總結歸納]在溶液中,當c(H+)>c(OH-)時溶液呈酸性,當c(H+)=c(OH-)時溶液呈中性,當c(H+)

        2.3.2 模型建構

        任務一:鹽溶液的酸堿性如何判斷?

        [提出問題]除了純堿Na2CO3以外的鹽,其溶液的酸堿性又如何?

        [實驗探究]小組討論,設計實驗,用pH計分別檢測NaCl、Na2SO4、NH4Cl、(NH4)2SO4、CH3COONa、NaHCO3溶液的酸堿性.

        [模型建構]建構“鹽的類型”模型,適用于快速判斷鹽溶液的酸堿性.有弱才水解,無弱不水解;誰強顯誰性,兩強顯中性.

        任務二:鹽類水解的本質是什么?

        [提出問題]為什么NH4Cl溶液呈酸性?思考NH4Cl溶液中存在哪些微粒?這些微粒之間能發(fā)生反應嗎?

        [提出問題] 如何將這個過程更加直觀的表現(xiàn)出來?

        [學生板書]

        [總結歸納]在水溶液中,鹽電離出來的“弱酸陰離子或弱堿陽離子”與水電離出來的+或OH-結合,生成弱電解質的反應,叫做鹽類的水解.鹽類的水解的實質是結合水電離出來的+或OH-,生成弱電解質,促進水的電離,使c(H+) ≠c(OH-).

        [模型建構] 建構“鹽類水解的本質”模型,建立宏微結合的思想(如圖1所示).

        圖1

        [強化練習]請用模型分析NaCl、CH3COONa、CuCl2溶液的酸堿性.

        [總結歸納]簡化分析過程,總結出鹽類水解方程式的書寫要求.

        任務三:鹽類的水解強弱如何判斷?

        [提出問題]同濃度的Na2CO3和CH3COONa溶液哪一個堿性更強?

        [實驗探究]通過pH計直接測量同物質的量濃度兩溶液的pH.如何用理論解釋?

        [模型建構] 建構“鹽類的水解強弱判斷”模型,能夠水解的離子對應的酸(或堿)越弱,水解程度越大,鹽溶液的堿(或酸)性越強,即越弱越水解.

        2.3.3 模型應用

        任務四:弱酸的酸式鹽溶液都為堿性嗎?

        [實驗探究]請分別用pH計測量出室溫下,同物質的量濃度的NaHCO3和NaHSO3的pH,學生們發(fā)現(xiàn)NaHCO3溶液呈堿性,NaHSO3溶液呈酸性,引發(fā)認知沖突.

        2.3.4 模型修正

        任務五:弱酸弱堿鹽會水解嗎?溶液顯什么性?

        [實驗探究]室溫下,用pH計測量一定物質的量濃度的CH3COONH4的pH,約為中性.

        [模型修正]建構解決鹽類水解問題的思維模型(如圖2所示)

        圖2

        2.3.5 模型評估

        本文采用建模的教學方式對“鹽的水解”這一節(jié)課進行了教學設計,評價模型教學的效果需要借助一些評價手段:1.實驗班與對照班教學前后測試成績分析:選取兩個平行班,實驗之前先進行一次普通測試,用軟件SPSS-17.0處理數(shù)據(jù),形成測前成績分析;然后,在實驗班進行一系列的模型教學實踐,在對照班則仍是傳統(tǒng)教學,一段時間后,再次測試,形成后測成績分析;最后,將兩次成績進行對比分析,得出結論.2.調(diào)查問卷分析:要求實驗班的同學填寫問卷,問卷以選擇題的形式,問題主要圍繞“模型教學”展開,旨在了解學生是否認為模型的應用對自己的能力有提高?哪些化學模型讓學生受益匪淺?

        3 結論與展望

        建模教學有利于落實新課標的課程理念,培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng),提高學生的綜合素質、科學思維以及解決實際問題的能力.期待未來可以對化學建模教學的策略、學生學習化學建模等問題有更加深入和系統(tǒng)的研究.

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