趙悅 王良

摘 要：《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》明確指出要以學(xué)科大概念為核心，通過整合知識之間的練習(xí)，重新構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，使知識系統(tǒng)化，使課程結(jié)構(gòu)化?！八芤褐械碾x子平衡”主題內(nèi)容知識點多且復(fù)雜，學(xué)生認(rèn)識不夠深入，且本單元是高考難點和重點，各省份高考題均有涉及。基于此，本文圍繞大概念確定單元教學(xué)結(jié)構(gòu)，通過核心素養(yǎng)落實單元教學(xué)目標(biāo)，最后實踐課堂教學(xué)，完成單元教學(xué)。

關(guān)鍵詞：大概念；離子平衡；單元復(fù)習(xí)

當(dāng)今，學(xué)科主題大概念已經(jīng)成為教育界的熱點話題和發(fā)展趨勢。在2018年教育部頒布的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《新課標(biāo)》）中，明確提出化學(xué)學(xué)科五大核心素養(yǎng)：宏觀辨識與微觀探析，變化觀念與平衡思想，證據(jù)推理與模型認(rèn)知，科學(xué)探究與創(chuàng)新意識，科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任［1］。但更值得注意的是新課標(biāo)修訂的主要內(nèi)容變化還包括：“進(jìn)一步精選了學(xué)科內(nèi)容，重視以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實?！逼浯涡抡n標(biāo)強調(diào)：“在必修課程階段，突出化學(xué)基本觀念（大概念）的統(tǒng)領(lǐng)作用。”由此可見，通過大概念設(shè)計教學(xué)在高中化學(xué)教學(xué)中是必不可少的。通過構(gòu)建大概念知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能將碎片的知識整合起來，有利于學(xué)生理解和記憶。水溶液中的離子平衡是高考的熱點和難點，考查范圍內(nèi)容廣，題型多樣靈活，計算量比較大，分值比重也比較大［2］，因此高三復(fù)習(xí)階段教師可以應(yīng)用此教學(xué)方法。

一、學(xué)科大概念

大概念的英文翻譯是big idea，也叫作大觀念或者核心觀念、核心概念等，不同領(lǐng)域適用范圍不同［3］。對教育領(lǐng)域來說，大概念具有很長的歷史研究時間。學(xué)科大概念并不單單指學(xué)科中某一具體概念、定理或法則等最基本的內(nèi)容，而是這些具體知識背后的更為本質(zhì)、更核心、更深層次的概念或思想，所以大概念可以很好地用于單元知識整合教學(xué)。

二、單元教學(xué)分析

（一）教材分析

“水溶液的離子平衡”是人教版（2019年）選擇性必修1第三章的內(nèi)容。本單元學(xué)習(xí)主題包括“電解質(zhì)在水溶液中的行為”“電離平衡”“水解平衡”“沉淀溶解平衡”“離子反應(yīng)與平衡的應(yīng)用”［1］?？梢詮倪@五個學(xué)習(xí)主題中提煉出一個大概念，創(chuàng)設(shè)貫穿整個單元教學(xué)的大情境，將知識連貫性、層次性、漸進(jìn)性地組織起來。

（二）學(xué)情分析

1.學(xué)生年齡特點

學(xué)生積極熱情，但是會有一部分學(xué)生處于青春叛逆期，因此就要把學(xué)生的興趣轉(zhuǎn)移到學(xué)習(xí)上來，通過創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生能動性，使學(xué)生主動參與到課堂中來。

2.學(xué)生知識基礎(chǔ)

學(xué)生已經(jīng)對本章內(nèi)容掌握一部分，對化學(xué)平衡的建立和移動有了認(rèn)識基礎(chǔ)，但部分同學(xué)對溶液的認(rèn)識還不夠深刻，僅僅停留在表面，對電解質(zhì)、電離等概念掌握得還不夠清楚，在做習(xí)題的過程中，會出現(xiàn)基礎(chǔ)知識點掌握不牢固，較難知識不能綜合分析出答案等問題。

3.學(xué)生學(xué)習(xí)能力

學(xué)生之間存在差異，學(xué)習(xí)能力各有不同，因此要關(guān)注所有學(xué)生，讓每個學(xué)生都能聽得懂，學(xué)得會。

（三）教學(xué)目標(biāo)

（1）通過分析電離平衡、水解平衡的存在和平衡移動形成原因，引導(dǎo)學(xué)生初步形成解決水溶液中離子反應(yīng)與平衡問題的基本思路。

（2）通過宏觀現(xiàn)象和微觀動畫等具體實例，掃清學(xué)生對水溶液體系認(rèn)識的障礙點，并進(jìn)一步提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

（3）通過真實情境的創(chuàng)設(shè)，組織學(xué)生分析解釋，小組討論等活動，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識水溶液中離子反應(yīng)與平衡對生產(chǎn)生活的作用，培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的認(rèn)同感和用化學(xué)改變社會的責(zé)任心。

三、單元教學(xué)設(shè)計思路

（一）確立大概念

由于“水溶液中的離子平衡”涵蓋了多種平衡及平衡的移動，所以以大概念“化合物在溶液中的行為”作為核心觀念，分析不同化合物的電離。既通過微觀視角將知識從電離平衡到水解平衡再到溶解平衡一步步深入和重新構(gòu)建溶液離子平衡的結(jié)構(gòu)網(wǎng)，還可以通過定量分析平衡的移動方向幫助學(xué)生建立符號表征的思維方式，提高學(xué)生對平衡觀念的深刻理解并加深記憶［4］。

（二）創(chuàng)設(shè)大情境

一個良好的情境可以貫穿整個單元教學(xué)，使學(xué)生在大環(huán)境中積極探索教學(xué)任務(wù)和活動，成為大概念形成的一個基礎(chǔ)，開拓學(xué)生對學(xué)科的認(rèn)識視角和認(rèn)知思路。因此教學(xué)情境的設(shè)計，不僅關(guān)系著大概念的構(gòu)成方式，還關(guān)系著學(xué)生能否更好地理解單元的核心觀念。因此大情境的創(chuàng)設(shè)應(yīng)綜合考量化學(xué)核心素養(yǎng)和單元教學(xué)內(nèi)容。單元教學(xué)在大概念的統(tǒng)領(lǐng)下，以大情境為線索才能更順利地展開。

（三）選擇評估方法

在教學(xué)中，給學(xué)生時間進(jìn)行小組合作探究實驗，這樣在無形中檢驗了學(xué)生是否將知識運用于具體的實踐中。在教學(xué)后，給學(xué)生留適量的作業(yè)進(jìn)行鞏固，自我檢驗。還可以讓學(xué)生進(jìn)行自我反思。

四、教學(xué)過程

（一）第一課時 溶劑的行為——水的電離

【情境導(dǎo)入】視頻：雨天樹下行走容易發(fā)生安全隱患，比如被閃電擊中。為什么容易出現(xiàn)危險呢？是因為水能導(dǎo)電嗎？水能否電離？

【學(xué)生活動】小組討論，提出猜想

【設(shè)計意圖】引發(fā)認(rèn)知沖突，猜測水能發(fā)生微弱電離

【實驗探究】設(shè)計實驗驗證水能否電離

【學(xué)生活動】將靈敏電流計與小燈泡連接起來，測試水的導(dǎo)電性［6］

【設(shè)計意圖】培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力和動手操作能力

【類比學(xué)習(xí)】類比化學(xué)平衡，影響水電離的因素有哪些？分組合作進(jìn)行實驗驗證

【學(xué)生活動】設(shè)計實驗：加入少量酸或堿，觀察靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向和小燈泡的亮度

【設(shè)計意圖】通過類比，建立認(rèn)識水溶液中水會發(fā)生電離的概念

【學(xué)以致用】家中水壺上的水垢如何清洗？是否應(yīng)該與水的電離有關(guān)

【學(xué)生活動】自主思考，分享成果

【設(shè)計意圖】將所學(xué)知識運用到生活中

（二）第二課時 溶質(zhì)的行為——弱電解質(zhì)的電離

【情境導(dǎo)入】鹽酸常常用來作為除去水壺水垢的試劑，為什么不用更安全的醋酸代替

【學(xué)生活動】小組討論，提出猜想

【設(shè)計意圖】與生活實際聯(lián)系，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

【實驗探究】測定0.1mol/L的鹽酸和醋酸溶液的pH，并用圖像表示出來

【學(xué)生活動】分組實驗，記錄數(shù)據(jù)，并畫出二者電離情況的圖像

【設(shè)計意圖】從宏觀和微觀視角理解知識，體會強弱電解質(zhì)的電離

【類比學(xué)習(xí)】建立化學(xué)平衡，討論：（1）醋酸的電離平衡是如何建立的？能否用圖像表示出來？（2）影響醋酸電離的因素有哪些？如何影響的？

【學(xué)生活動】到黑板上畫出圖像并分析圖像是如何得來的

【設(shè)計意圖】建立水溶液中弱電解質(zhì)電離平衡的概念，全部電離形成強電解質(zhì)，部分電離形成弱電解質(zhì)

【學(xué)以致用】能否通過加入熱水和鹽酸快速除去水垢？如果沒有鹽酸，可否用家中的食醋代替

【學(xué)生活動】利用廚房常見事物，動手操作除水垢

【設(shè)計意圖】體會化學(xué)知識在生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)社會責(zé)任感和熱愛化學(xué)的積極態(tài)度

（三）第三課時 可溶電解質(zhì)的行為——鹽類的水解平衡

【情境導(dǎo)入】從物質(zhì)分類角度，碳酸鈉屬于鹽類，但我們?yōu)槭裁捶Q它為“純堿”呢？為什么不同的鹽類會顯示不同的酸堿性呢？

【學(xué)生活動】小組討論，提出猜想

【設(shè)計意圖】設(shè)置認(rèn)知沖突，從弱電解質(zhì)過渡到鹽類的水解

【實驗探究】測定醋酸鈉、硝酸鈉和碳酸氫鈉的pH，記錄數(shù)據(jù)，畫出圖像。

【學(xué)生活動】分組實驗，結(jié)合得到的數(shù)據(jù)結(jié)果分析原因

【設(shè)計意圖】培養(yǎng)學(xué)生分析和總結(jié)歸納問題能力

【類比學(xué)習(xí)】類比醋酸的電離：電解質(zhì)會在水中電離出H+，醋酸鈉是如何電離的？用方程式表示出來

【學(xué)生活動】書寫醋酸鈉的電離方程式、水的電離方程式，進(jìn)一步推導(dǎo)出醋酸鈉的水解方程式

【設(shè)計意圖】訓(xùn)練學(xué)生通過符號表征微觀反應(yīng)的能力，形成鹽類水解的概念，豐富大概念體系

【學(xué)以致用】類比化學(xué)平衡，什么因素會影響鹽類的水解？用什么表征鹽類水解平衡

【學(xué)生活動】思考鹽類水解平衡的影響因素，得出可以用水解平衡常數(shù)表征鹽類水解，并說明其意義和應(yīng)用價值

【設(shè)計意圖】發(fā)展高階思維，完善思維模式

（四）第四課時 難溶電解質(zhì)的行為——沉淀的溶解平衡

【情境導(dǎo)入】視頻：美麗的溶洞是怎么形成的？是否存在絕對不溶的沉淀

【學(xué)生活動】培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)、勤于思考的習(xí)慣

【實驗探究】設(shè)計實驗驗證AgCl溶液中存在沉淀溶解平衡

【學(xué)生活動】分成兩個小組，分別向AgCl溶液中加入KI溶液和Na2S溶液，觀察現(xiàn)象

【設(shè)計意圖】培養(yǎng)學(xué)生實驗探究能力，知道沉淀也存在溶解平衡

【類比學(xué)習(xí)】類比化學(xué)平衡，AgCl溶液是如何溶解的？

【學(xué)生活動】結(jié)合實驗過程，分析沉淀平衡的影響因素

【設(shè)計意圖】發(fā)展學(xué)生的證據(jù)推理能力

【學(xué)以致用】已知水垢的主要成分是CaSO4，如何通過所學(xué)知識完善除去水垢的過程

【學(xué)生活動】加入Na2CO3溶解浸泡一段時間，再利用鹽酸或者醋酸除去

【設(shè)計意圖】培養(yǎng)科學(xué)的態(tài)度和社會責(zé)任感

五、總結(jié)與反思

（一）教學(xué)總結(jié)

1.單元教學(xué)應(yīng)準(zhǔn)確確定大概念

教師應(yīng)站在更高一點的角度，精確理解“水溶液中的離子平衡”這一單元的知識，凝練單元大概念，才能為學(xué)生提供多樣化的學(xué)習(xí)方式并更好地幫助學(xué)生串聯(lián)知識。以本單元為例，本單元涉及不同類型化合物的電離，將其整合成在水溶液中的行為這一大概念，幫助確定單元核心思想，再進(jìn)一步學(xué)習(xí)知識就比較容易。

2.單元教學(xué)應(yīng)巧妙融合大情境

真實情境下的問題驅(qū)動可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，更好地將知識應(yīng)用起來。以本單元為例，從生活中除水垢問題入手，作為知識學(xué)習(xí)的線索，因為水垢的主要成分是難溶性沉淀，而通過鹽溶液的浸泡，沉淀平衡發(fā)生移動，最后通過醋酸這一弱電解質(zhì)與其發(fā)生的反應(yīng)將其除掉，此過程包含了這一單元核心知識的應(yīng)用。

3.單元教學(xué)應(yīng)完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)

選擇本單元作為復(fù)習(xí)課的重點單元，是因為本單元知識知識結(jié)構(gòu)分散，知識點復(fù)雜難以理解。這就需要教師大膽創(chuàng)新，通過對教材的深度加工，設(shè)計出更系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生重新構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，幫助學(xué)生建立新舊知識間的聯(lián)系。以本單元為例，學(xué)生初中時學(xué)過“復(fù)分解反應(yīng)”，“酸堿鹽”必修一學(xué)過“離子反應(yīng)”再到本單元的“水溶液中的離子平衡”，學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)在不斷豐富和完善，對知識的學(xué)習(xí)也是層層遞進(jìn)，化學(xué)核心素養(yǎng)也潛移默化地在不斷提升。

4.單元教學(xué)應(yīng)提升學(xué)生的元認(rèn)知能力

在學(xué)生學(xué)習(xí)和成長的過程中，元認(rèn)知能力起到一定的調(diào)節(jié)和監(jiān)控作用。提升學(xué)生的元認(rèn)知能力可以在學(xué)習(xí)過程中不斷改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，調(diào)整學(xué)習(xí)模式，并對知識批判性吸收，對于化學(xué)學(xué)科，一味地灌輸式教學(xué)是不會達(dá)到好的學(xué)習(xí)效果，所以單元教學(xué)應(yīng)著眼于提升學(xué)生的元認(rèn)知能力［5］。

以本單元為例，每課時均安排了實驗探究環(huán)節(jié)，通過學(xué)生的動手操作，借助現(xiàn)有證據(jù)，不斷修整，完善原有認(rèn)知，在無形中提升了元認(rèn)知能力。

（二）教學(xué)反思

（1）注重學(xué)生能力差異，因材施教。在具體教學(xué)前，應(yīng)分析不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，根據(jù)具體情況控制教學(xué)難度，根據(jù)不同層次學(xué)生劃分知識層次，整體把握教學(xué)難度。課后將習(xí)題分成難、中、易留給不同層次的學(xué)生。通過測試和評價，了解到不同學(xué)生對知識的掌握程度，對于學(xué)習(xí)能力較差的學(xué)生，可以進(jìn)行針對性輔導(dǎo)，確保每個層次的學(xué)生都能取得進(jìn)步。

（2）注重課標(biāo)要求，循序漸進(jìn)。本單元知識有以下重點：理論知識內(nèi)容：包括電離程度、水解程度、沉淀溶解平衡及符號的掌握。對學(xué)生的要求是：能正確書寫相關(guān)方程式，理解概念性知識，掌握強弱電解質(zhì)的概念；熟悉鹽類水解平衡基本規(guī)律，沉淀溶解及轉(zhuǎn)化；知道水的離子積常數(shù)，水解平衡常數(shù)，溶解平衡常數(shù)的意義，并會用符號表征［6］。以上內(nèi)容需要根據(jù)學(xué)情循序漸進(jìn)，首先引導(dǎo)學(xué)生將各種概念性的知識和化學(xué)觀念在頭腦中構(gòu)建思維模型，隨后將離子平衡規(guī)律和考點融入模型之中，并在做習(xí)題過程中實踐應(yīng)用。

（3）注重學(xué)生主體地位，教學(xué)相長。學(xué)生是課堂的主人，把學(xué)生放在課堂中心。在教學(xué)中，可以提出探究性問題引導(dǎo)學(xué)生積極參與到課堂，比如：為什么碳酸鈉是鹽類，卻呈堿性？如何證明水的電離？劃分實驗小組使學(xué)生自主找到證據(jù)加以理論解釋現(xiàn)象，通過真實情境創(chuàng)設(shè)，調(diào)動學(xué)生課堂參與積極性，提高課堂效率。

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作者簡介：趙悅（1999— ），女，吉林長春人，在讀碩士，研究方向：化學(xué)學(xué)科教學(xué)；王良（1974— ），女，吉林四平人，博士，教授，研究方向：化學(xué)學(xué)科教學(xué)。