鄭文昌 曹 星

一、背景分析

傳統(tǒng)的高三化學(xué)第一、二輪復(fù)習(xí)通常缺少基于學(xué)情、以提升學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)的、對知識進(jìn)行整合的深度復(fù)習(xí)。學(xué)生的復(fù)習(xí)僅停留在對知識的簡單回顧，這種淺層次的復(fù)習(xí)會形成碎片化的知識、膚淺的理解和僵化的思維。而基于核心素養(yǎng)的深度復(fù)習(xí)是以化學(xué)核心素養(yǎng)為復(fù)習(xí)目標(biāo)，挖掘課程內(nèi)容中知識間的邏輯關(guān)系，找出這些知識內(nèi)容在培育學(xué)科素養(yǎng)中所蘊含的功能價值，將這些內(nèi)容優(yōu)化重組形成復(fù)習(xí)專題或主題，以真實的情境為載體，以化學(xué)知識為解決問題的工具，以提出的實際問題為任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生主動參與，融入即時性評價，在解決問題的過程中深化對知識的理解，提升核心素養(yǎng)，其教學(xué)流程如圖1 所示。

圖1 基于核心素養(yǎng)的高三化學(xué)深度復(fù)習(xí)流程圖

科學(xué)教育的主要目的是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的認(rèn)識素養(yǎng)。當(dāng)一個學(xué)生具備良好的化學(xué)認(rèn)識素養(yǎng)，他就能從客觀世界（復(fù)雜的社會現(xiàn)象和生活問題）抽取認(rèn)識閥，對化學(xué)問題進(jìn)行多角度分析，形成認(rèn)識思路，養(yǎng)成學(xué)科能力。

“離子反應(yīng)”是從微觀視角認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的重要核心概念，是培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”的重要的知識內(nèi)容。經(jīng)過前期的學(xué)習(xí)與復(fù)習(xí)，學(xué)生基本掌握了“離子反應(yīng)”相關(guān)知識，如電解質(zhì)、非電解質(zhì)等概念的辨析，離子方程式的書寫，離子共存等問題，對于平衡（電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡）問題也比較熟悉。然而在復(fù)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在解決實際化學(xué)反應(yīng)問題時不能主動從“平衡觀”“微粒觀”“變化觀”的視角來分析化學(xué)問題，不能基于新的問題情境定性和定量地分析化學(xué)反應(yīng)的動態(tài)變化，存在化學(xué)認(rèn)識素養(yǎng)的欠缺?！昂暧^辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”是化學(xué)學(xué)科認(rèn)識世界的重要視角，對“離子反應(yīng)”的深度復(fù)習(xí)，有利于提升學(xué)生的認(rèn)識素養(yǎng)。

二、復(fù)習(xí)目標(biāo)的制定

（一）復(fù)習(xí)目標(biāo)制定依據(jù)

1.基于“離子反應(yīng)”課程內(nèi)容特點分析。從“離子反應(yīng)”課程內(nèi)容（見表1）來看，主要涉及平衡（電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡）問題，其中蘊含著平衡觀、微粒觀、變化觀、量變引起質(zhì)變等學(xué)科觀念，對該知識內(nèi)容的深度復(fù)習(xí)可使離子反應(yīng)核心觀念結(jié)構(gòu)化（見圖2），有利于培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”核心素養(yǎng)，提升認(rèn)識素養(yǎng)。

圖2 離子反應(yīng)核心觀念結(jié)構(gòu)圖

表1 《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課標(biāo)》）“離子反應(yīng)”課程內(nèi)容及學(xué)業(yè)要求

2.基于“離子反應(yīng)”與素養(yǎng)水平關(guān)聯(lián)分析。根據(jù)《課標(biāo)》（2017年版）附錄1 對化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平的劃分，對“離子反應(yīng)”與素養(yǎng)水平的關(guān)聯(lián)進(jìn)行了整理（見表2）。學(xué)業(yè)質(zhì)量水平2是高中畢業(yè)生在本學(xué)科應(yīng)該達(dá)到的合格要求，是化學(xué)學(xué)業(yè)水平合格性考試的命題依據(jù)，學(xué)業(yè)質(zhì)量水平4 則是化學(xué)學(xué)業(yè)水平等級性考試的命題依據(jù)，本課復(fù)習(xí)目標(biāo)的確定主要是以化學(xué)學(xué)業(yè)水平4 為依據(jù)。

表2 “離子反應(yīng)”與素養(yǎng)水平的關(guān)聯(lián)

3.基于學(xué)情進(jìn)行分析。經(jīng)過前期的復(fù)習(xí)，學(xué)生對離子反應(yīng)及平衡知識比較熟悉，對“離子共存”“離子方程式的書寫”及利用平衡知識解決簡單的常規(guī)問題比較熟練，但是學(xué)生在解決化學(xué)實際反應(yīng)問題時不能主動從“平衡觀”“微粒觀”“變化觀”的視角來分析，不能從不同視角認(rèn)識化學(xué)變化的多樣性，不能運用對立統(tǒng)一思想和定性定量結(jié)合的方式來分析生產(chǎn)、生活實際中的化學(xué)變化。

（二）復(fù)習(xí)目標(biāo)

1.通過典型的“離子共存”問題的討論，診斷學(xué)生“離子反應(yīng)”知識關(guān)聯(lián)的程度，完善知識關(guān)聯(lián)，使“離子反應(yīng)”知識的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化。

2.通過綜合運用離子反應(yīng)，從動態(tài)平衡、微粒、定性與定量等視角分析和解決生產(chǎn)、生活中有關(guān)電解質(zhì)溶液的實際問題，建立“離子反應(yīng)”結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識思路，拓展認(rèn)識視角。

3.通過檢測練習(xí)的討論，診斷和評價應(yīng)用“離子反應(yīng)”結(jié)構(gòu)化認(rèn)識思路來解決問題的情況，運用對立統(tǒng)一思想和定性定量相結(jié)合方式來分析實際化學(xué)反應(yīng)問題，提升學(xué)生認(rèn)識素養(yǎng)。

三、教學(xué)過程

（一）在解決典型習(xí)題的過程中促進(jìn)“離子反應(yīng)”知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化

設(shè)置任務(wù)情境1，通過任務(wù)1 的討論，讓學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)知識儲備的不足，主動完善知識結(jié)構(gòu)，使“離子反應(yīng)”知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化。

【任務(wù)情境1】下列離子組在溶液中都不能·大量共存，請同學(xué)們分析每組離子發(fā)生了哪類反應(yīng)導(dǎo)致離子不能共存。

A.Fe、SCN、I、KB.K、Al、SO、MnO

C.H、NO、Fe、NaD.Cu、NH、Br、OH

【學(xué)生活動】分析每一選項中離子不能大量共存的原因，小結(jié)“離子反應(yīng)”涉及的反應(yīng)類型。

【教師活動】針對學(xué)生回答中存在的問題，用追問的方式引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己儲備知識的不足。

【學(xué)生活動】構(gòu)建“離子反應(yīng)”涉及的反應(yīng)類型及常見的氧化劑、還原劑、弱電解質(zhì)、難溶物、配合物等知識。

【教師活動】以追問的方式引導(dǎo)學(xué)生思考：為什么題目中強調(diào)“大量”？H與OH會反應(yīng)生成弱電解質(zhì)水，為什么水溶液中H與OH會“共存”？讓學(xué)生深刻體會：“離子反應(yīng)”的本質(zhì)是離子的種類或數(shù)目發(fā)生了改變，它涉及到平衡移動等理論知識。

【學(xué)生活動】構(gòu)建“離子反應(yīng)”知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)模型，如圖3 所示。

圖3 離子反應(yīng)知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)模型

【教師評價】對學(xué)生構(gòu)建的知識關(guān)聯(lián)模型給予點評、完善。

（二）在真實情境中設(shè)計問題鏈，在解決問題中促進(jìn)認(rèn)識思路結(jié)構(gòu)化、核心觀念結(jié)構(gòu)化

抓住“強制弱”“弱制強”的典型案例，設(shè)置梯度任務(wù)情境3、4、5，并根據(jù)任務(wù)情境設(shè)計層層深入的問題鏈作為學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生從定性與定量兩個方面來分析離子反應(yīng)，讓學(xué)生從變化觀、平衡觀、量變引起質(zhì)變的視角來認(rèn)識離子反應(yīng)，構(gòu)建離子反應(yīng)的認(rèn)知思路。

【任務(wù)情境2】在試管1 和試管2 中分別加入2 mL 蒸餾水，在試管1 中加入少量粉末后試管中出現(xiàn)渾濁。

【學(xué)習(xí)任務(wù)1】試管1 中有Ca嗎？請設(shè)計實驗來驗證，并用沉淀溶解平衡的方程式來解釋原因。

【學(xué)生活動】預(yù)測試管1 是否有Ca，設(shè)計實驗驗證，書寫沉淀溶解平衡的方程式。

【任務(wù)情境3】在上述的試管1 中滴加鹽酸，渾濁變澄清。

【學(xué)習(xí)任務(wù)2】請同學(xué)們從沉淀平衡移動的視角定性分析加入鹽酸后CaCO濁液變澄清的原因。

【學(xué)生活動】宏觀現(xiàn)象微觀探析：從平衡移動的視角分析CaCO溶于鹽酸的離子反應(yīng)。

【教師評價】學(xué)生是否有宏觀辨識與微觀探析的自覺性，與學(xué)生一起構(gòu)建碳酸鈣溶于鹽酸的微觀探析模型，如圖4 所示。

圖4 碳酸鈣溶于鹽酸定性微觀探析模型

【學(xué)習(xí)任務(wù)3】請大家從與角度定性分析碳酸鈣溶解的原因。

【學(xué)生活動】定性討論加入鹽酸前后與的大小，確定碳酸鈣沉淀溶解平衡移動的方向。

【教師活動】加入鹽酸之前，=(Ca)×(CO)=，加入鹽酸后，>，平衡向溶解的方向移動。

【學(xué)習(xí)任務(wù)4】已知：（CaCO）=2.8×10，HCO的=4.4×10、=4.7×10。請大家從平衡常數(shù)的角度定量分析碳酸鈣溶解的原因。

【學(xué)生活動】思考、計算、討論。

【教師活動】如果不考慮碳酸分解，可根據(jù)下面反應(yīng)來計算平常數(shù)：

可見，在碳酸鈣濁液中加入鹽酸，生成了碳酸，此時平衡常數(shù)已經(jīng)很大；若碳酸分解，反應(yīng)生成二氧化碳和水，平衡常數(shù)會更大，所以碳酸鈣可以溶解在鹽酸中。

【學(xué)習(xí)任務(wù)5】碳酸鈣可溶于強酸鹽酸中，是否也能溶于醋酸等其他弱酸中？我們可以從哪些視角進(jìn)行分析？

【學(xué)生活動】思考、討論。

【教師活動】我們可以從與、平衡常數(shù)的視角定性和定量分析平衡移動的可能性，從而判斷碳酸鈣是否可溶解于其他弱酸中。當(dāng)然，反應(yīng)可能受到酸的濃度等其他條件的影響，有興趣的同學(xué)可在課后進(jìn)行討論。

【教師活動】上面我們討論的鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)生成碳酸、碳酸不穩(wěn)定分解生成二氧化碳和水，其反應(yīng)都屬于“強制弱”中強酸制弱酸的范疇。那么，弱酸能否制強酸呢？溶解度小的物質(zhì)能否轉(zhuǎn)變成溶解度大的物質(zhì)呢？

【任務(wù)情境4】演示實驗：把硫化氫氣體通入硫酸銅溶液中，有黑色固體生成。

【學(xué)習(xí)任務(wù)6】觀察實驗現(xiàn)象，分析反應(yīng)產(chǎn)物，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式和離子方程式。

【學(xué)生活動】觀察、思考，書寫反應(yīng)化學(xué)方程式和離子方程式。

【教師評價】評價學(xué)生書寫的化學(xué)方程式和離子方程式，追問：硫化氫為弱酸，為什么可以用它制備強酸硫酸呢？

【學(xué)習(xí)任務(wù)7】請同學(xué)們從離子反應(yīng)及平衡移動的視角定性分析HS 制備HSO的可能性。

【學(xué)生活動】思考、討論。

【教師評價】從反應(yīng)Cu+HS=CuS↓+2H可知，銅離子促進(jìn)了HS 在水溶液中的電離，通過圖5 的微觀分析模型體會銅離子促進(jìn)HS 可能電離徹底的微觀過程。

【教師追問】從CuSO+ HS = CuS↓+ HSO可知，CuS 不溶于強酸硫酸中。圖5 從定性的視角分析反應(yīng)的可能性說服力不夠，同學(xué)們能否從化學(xué)平衡常數(shù)的視角定量分析反應(yīng)的可能性呢？

圖5 硫酸銅與硫化氫反應(yīng)的微觀分析模型

【信息提示】298K 時，(CuS)=1.27×10,HS 的=9.1×10,=1.1×10。

【學(xué)生活動】思考、討論、計算。

【教師評價】根據(jù)Cu+HS=CuS↓+2H，可以計算其平衡常數(shù)如下：

平衡常數(shù)=7.88×10，很大，所以硫酸銅溶液與硫化氫氣體反應(yīng)可以制得硫酸。

【學(xué)習(xí)任務(wù)8】HS 通入CuSO溶液中可制得硫酸，那么，HS 通入FeSO溶液中能否制硫酸呢？SO通入BaCl溶液中能否制鹽酸？我們可以從哪些視角進(jìn)行分析和思考？

【學(xué)生活動】思考、交流討論、分享討論結(jié)果。

【教師評價】我們可從平衡移動、平衡常數(shù)的視角分析反應(yīng)的可能性，再進(jìn)行實驗驗證。

【學(xué)習(xí)任務(wù)9】CuS 不溶于強酸硫酸中，請分析其溶解于強酸硝酸的可能性，并設(shè)計實驗驗證。

【學(xué)生活動】思考、交流討論，實驗驗證。

【教師評價】同學(xué)們討論很深入，說明你們逐漸學(xué)會了從微觀及平衡移動的視角來分析離子反應(yīng)。在CuS 中加入硝酸，硝酸把硫離子氧化成硫單質(zhì)，促進(jìn)平衡向溶解的方向移動，其微觀探析模型如圖6 所示。

圖6 CuS溶于硝酸微觀探析模型

【任務(wù)情境5】重晶石（主要成分是BaSO）是制備鋇鹽的重要原料，但是BaSO不溶于酸，可用飽和NaCO溶液將其轉(zhuǎn)化為可溶于酸的BaCO。在298K 時，(BaSO)=1.07×10,(BaCO)=2.58×10。

【學(xué)習(xí)任務(wù)10】請用離子方程式來表征沉淀轉(zhuǎn)化的過程，分析(BaSO) = 1.07 × 10<(BaCO)=2.58×10，為什么BaSO可以轉(zhuǎn)為BaCO的原因。

【學(xué)生活動1】書寫離子方程式，定性分析生成BaCO沉淀的原因。

【學(xué)生活動2】計算比較BaCO的與的關(guān)系，定量分析BaSO轉(zhuǎn)化成BaCO的原因。

【教師評價】從圖7 可知，雖然BaSO的濁液中Ba濃度很?。ㄍㄟ^計算可知），但是加入的飽和碳酸鈉溶液中CO濃度較大，可能會導(dǎo)致BaCO的>，所以會有BaCO沉淀的生成，促進(jìn)BaSO的溶解。

圖7 BaSO4轉(zhuǎn)化成BaCO3微觀探析模型

【教師追問】為什么碳酸鈉溶液要用飽和的？如果用稀的碳酸鈉溶液行不行，其中隱含著什么樣的辯證關(guān)系？

【師生小結(jié)提升】離子反應(yīng)是從微觀的視角表征化學(xué)反應(yīng)，更容易反映化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。離子反應(yīng)在水溶液中進(jìn)行，往往存在動態(tài)平衡，我們應(yīng)從變化觀、平衡觀的視角來分析離子反應(yīng)，可以構(gòu)建如圖8 所示的認(rèn)知模型。

圖8 離子反應(yīng)認(rèn)識思路結(jié)構(gòu)化模型

（三）設(shè)計課堂教學(xué)評價問題，檢測學(xué)生相關(guān)素養(yǎng)的形成

1.設(shè)計的“教學(xué)評價問題1”使用了教材中“弱制強”的案例，通過討論、分析、計算，讓學(xué)生思維外顯，評價學(xué)生能否從變化觀、平衡觀的視角定性、定量來分析離子反應(yīng)。

【教學(xué)評價問題1】《化學(xué)1》（2014年蘇教版第6 版）第44 頁有這樣的一個描述：在空氣中，漂白粉中的次氯酸鈣與水蒸氣、二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，生成次氯酸與碳酸鈣，其化學(xué)方程式為CO+ HO + Ca(ClO)= CaCO↓+ 2HClO。有同學(xué)查文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，在298K 時(HClO) = 3× 10,(HCO) = 4.3 × 10,(HCO) = 5.6 × 10。該同學(xué)認(rèn)為，(HClO) = 3 × 10>(HCO)=5.6×10，生成物應(yīng)該是Ca(HCO)才對。請同學(xué)們討論教材是不是弄錯了，為什么？（提示：(CaCO)=4.96×10）

2.設(shè)計的“教學(xué)評價問題2——在Co的作用下促進(jìn)了HCO自偶電離”，可了解學(xué)生有沒有分析思路，考查學(xué)生認(rèn)識離子反應(yīng)的視角，評價學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”的素養(yǎng)。

【教學(xué)評價問題2】高考題（節(jié)選2013年全國新課標(biāo)I 卷27 題第4 小題）回放：沉鈷工藝流程如圖9 所示，請寫出沉鈷的離子方程式，并從離子反應(yīng)層面微觀探析產(chǎn)物產(chǎn)生的過程。

圖9 沉鈷工藝流程圖

雖然有些同學(xué)能正確寫出該化學(xué)方程式：Co+2HCO=CoCO↓+CO↑+2HO，實際上卻是根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒來寫的。此題要求學(xué)生應(yīng)能根據(jù)微觀探析模型來書寫離子方程式，如圖10 所示。

圖10 微觀探析模型與離子方程式

3.設(shè)計的“教學(xué)評價問題3”涉及水溶液反應(yīng)體系中多離子的相互競爭平行反應(yīng)問題，要求學(xué)生能從微觀視角構(gòu)建反應(yīng)歷程，檢測學(xué)生在認(rèn)識離子反應(yīng)時能否形成“變化觀”“平衡觀”“微粒觀”及“對立統(tǒng)一”的辯證認(rèn)識思路，評價學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”的核心素養(yǎng)。

【教學(xué)評價問題3】高考題（2019年全國I 卷26 題節(jié)選）回放：硼酸（HBO）是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦（含MgBO·HO、SiO及少量FeO、AlO）為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如圖11 所示，請寫出在“沉鎂”中生成Mg(OH)·MgCO沉淀的離子方程式并從微觀視角構(gòu)建反應(yīng)過程。

圖11 沉鎂的工藝流程圖

四、教學(xué)反思

（一）深度復(fù)習(xí)，促進(jìn)復(fù)習(xí)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化

教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，有利于促進(jìn)學(xué)生從化學(xué)學(xué)科知識向化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化，而內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化則是實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。

1.促進(jìn)知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化。本節(jié)課在教學(xué)過程（一）中以常見的離子共存問題為引子，引導(dǎo)學(xué)生討論“離子共存問題與哪些知識關(guān)聯(lián)”，追問“離子共存問題為什么強調(diào)‘大量’，為什么H與OH會反應(yīng)生成水而不能共存，但是在水溶液中卻又同時存在H和OH”等問題，讓學(xué)生深刻體會離子反應(yīng)是個動態(tài)反應(yīng)，離子反應(yīng)與平衡知識緊密關(guān)聯(lián)，建構(gòu)離子反應(yīng)知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)模型，促進(jìn)知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化。

2.促進(jìn)認(rèn)識思路結(jié)構(gòu)化。在教學(xué)過程中，以碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)、漂白粉與漂白液暴露在空氣中變質(zhì)等常見的真實情境為載體，創(chuàng)設(shè)實際問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生從“宏微結(jié)合”“平衡移動”“定性與定量”相結(jié)合的視角再認(rèn)識常見的化學(xué)反應(yīng)問題，讓學(xué)生深刻領(lǐng)悟離子反應(yīng)其實就是平衡移動的結(jié)果。拓展認(rèn)識視角，建構(gòu)離子反應(yīng)結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識模型，提升學(xué)生認(rèn)識素養(yǎng)。

（二）“教、學(xué)、評”一體化，促進(jìn)認(rèn)識素養(yǎng)提升

在復(fù)習(xí)過程中，教師不是自導(dǎo)自演的“滿堂灌”，而是以學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的實際問題為真實情境，“舊事重提”，設(shè)計新的問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生從不同的視角分析解決“舊情境”中的新問題。采用追問與點評的教學(xué)方式，一環(huán)扣一環(huán)，把即時性評價嵌入“教”與“學(xué)”的過程中。特別是學(xué)生構(gòu)建離子反應(yīng)認(rèn)識思路后，設(shè)置了教學(xué)評價問題環(huán)節(jié)，邊練邊評，以獲得復(fù)習(xí)目標(biāo)達(dá)成的實證，實現(xiàn)“教、學(xué)、評”一體化。在整個教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建離子反應(yīng)知識關(guān)聯(lián)，構(gòu)建微觀探析認(rèn)知模型，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識思路結(jié)構(gòu)化，提升學(xué)生認(rèn)識素養(yǎng)。