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岳庆先 （郑州市教育局教学研究室 河南郑州 450000） 摘要：按照“问题—活动—知识—认知发展”的线索脉络，以问题线和活动线为主线，立足于概念的建构进行教学设计，在化学课程基地实施后得到一线教师的广泛认同，教学效果显著。 关键词：概念建构；教学设计；高中化学；电解质 离子反应是电解质溶液中的核心知识，在中学基本概念、基本理论中占有很重要的地位。听课调研发现，在高一新学期讲解化学1“离子反应”一节内容时，不少教师一开始就过于关注离子方程式的书写方法和技巧，把很大篇幅都用在讲解离子方程式的书写方法上，开篇即是“写、改、删、查”的方法介绍，至于离子反应为何会发生？发生的本质是什么？学习离子反应有什么学科价值？等则很少涉及。经过反复训练，学生即使掌握了离子方程式的书写技巧，但由于缺乏对离子反应的深刻认识，并不知道为什么要写离子方程式；记住了哪些物质要“拆”，哪些物质“不拆”，但并不知道“拆”和“不拆”的本质是什么；强化记住了书写离子方程式的方法技巧，却不知道为什么要书写这些离子方程式。这种只重视技能训练而忽视概念建构的做法，对于学生树立学科观念、渗透学科素养、形成学科能力是极为不利的。 本文以鲁科版化学1第2章第二节第二课时“电解质在水溶液中的反应”为例，设计了一个基于概念建构、素养为本的教学案，在郑州市化学课程基地实施交流后，对一线教师的化学教学产生了很大触动，教师反响强烈。 一、本课题的基本观念化学基本观念是事实、概念、原理等具体化学知识经思维加工后在学生头脑中沉淀下来的一种学科素养，这种素养一旦形成，就会支配和影响学生在获取知识、解决问题时的思维方式和方法选择。化学基本观念包括知识类核心观念（如微粒观、元素观、变化观）、方法类核心观念（如分类观、实验观）和情意类核心观念（如化学价值观）。本课题的基本观念包括微粒观、变化观、实验观和化学价值观，学习了本课题后，学生要能从宏观和微观相结合的视角分析与解决离子反应的实际问题。具体见图1。  图1 离子反应的基本观念 学生在学习本课题中涉及到宏观、微观和符号的三重表征，其关系见图2。  图2 离子反应的三重表征 二、教学设计1.教学目标 （1）通过实验事实，感悟、认识离子反应及其发生的条件。 （2）通过类比，分析酸、碱、盐之间的反应，了解复分解反应类型离子反应发生的条件，认识离子反应的本质，初步学会书写一些简单的离子方程式。 （3）通过离子反应的学习，了解Cl-、CO32-、SO42-的检验方法。 （4）初步认识离子反应在生活和科研中的重要作用。 2.教学设计流程 依据问题线→活动线→知识线→认知发展线的线索脉络，设计了如下教学流程，见图3。  图3 离子反应教学流程 3.教学过程 一、离子反应活动1 观察·思考 ［师］通过上一节课的学习，同学们已经知道硫酸和氢氧化钡都是电解质，那么它们在水溶液中分别能电离出哪些离子？这些离子之间能否发生反应呢？请同学们认真观察实验，并思考分析下列问题： （1）稀硫酸与氢氧化钡在水溶液中分别能电离出哪些离子？ （2）溶液的颜色有何变化？变化的原因是什么？ （3）烧杯中还有什么现象？这种现象是什么微粒反应导致的？ （4）电流计的指针有何变化？这种变化是什么原因导致的？ 实验：向0.01mol·L-1Ba(OH)2溶液中滴入几滴酚酞试液，然后向Ba(OH)2溶液中滴加0.2mol·L-1 H2SO4溶液，请观察氢氧化钡与硫酸反应的现象。实验装置示意图见图4。  图4 实验装置示意图 设计意图：通过实验，直接观察电解质溶液反应过程中离子浓度变化所引发的一系列现象，让学生对离子反应有一个感性认识；通过问题链的设计，引导学生有针对性的思考离子反应的相关问题。 活动2 交流·研讨 ［生1］（1）稀硫酸在溶液中电离出氢离子和硫酸根离子，氢氧化钡在溶液中电离出钡离子和氢氧根离子，可表示为H2SO4======2H++SO42-，Ba(OH)2======2OH-+Ba2+。 ［生2］（2）滴加酚酞后，溶液颜色变红，随着硫酸的加入，红色逐渐变浅，最后变为无色。因为硫酸电离出的H+与氢氧化钡电离出的OH-反应生成了H2O，溶液中的c(OH-)逐渐减小，直至呈中性，最后呈酸性，所以红色消失。 ［生3］（3）烧杯中出现了白色沉淀，这是由于Ba2+与SO42-反应生成了BaSO4沉淀。 ［生4］（4）电流计的读数开始较大，随着硫酸的滴入，读数逐渐变小，最后接近为零，随后又逐渐变大。这是因为开始时氢氧化钡电离出Ba2+和OH-，溶液中离子浓度较大，导电性较强，电流计读数较大；但随着硫酸的加入，H+与OH-反应生成了H2O，Ba2+与SO42-反应生成了BaSO4，溶液中离子浓度逐渐减小，导电性逐渐减弱，当OH-与H+完全反应生成水、Ba2+与SO42-完全反应生成BaSO4时，溶液中离子浓度接近为零，溶液的导电能力最弱，继续加入硫酸时，过量硫酸电离的H+和SO42-使溶液的导电性又逐渐增强，因而电流计的指针又逐渐变大。 ［师］通过观察实验和交流研讨，同学们对硫酸和氢氧化钡的反应有了更加深入的认识。像这样，在溶液中有离子参加的反应称为离子反应。我们如果用化学式把上述参加反应的离子的变化表示出来，就是离子方程式，如硫酸在溶液中电离出H+和SO42-，氢氧化钡在溶液中电离出OH-和Ba2+，H+和OH-反应生成H2O，SO42-和Ba2+反应生成BaSO4沉淀，硫酸和氢氧化钡在溶液中反应的离子方程式为：2H++2OH-+SO42-+Ba2+======BaSO4↓+2H2O。 设计意图：通过交流研讨，初步建构电解质溶液之间的反应是离子反应这一概念，引导学生根据电解质在溶液中电离出的离子发生反应来直接书写离子方程式。 活动3 归纳·总结 ［师］请从电离的角度分析下列反应的实质，写出相应的离子方程式，并从离子浓度的变化和产物特点两个角度尝试归纳这些反应有哪些特点？ ①盐酸与NaOH溶液反应 ②NaCl溶液与AgNO3溶液反应 ③盐酸与碳酸钠溶液反应 ［生5］①是盐酸电离的H+与NaOH电离的OH-反应生成了H2O，离子方程式为H++OH-======H2O，离子浓度减小了，生成了难电离物质水。 ［生6］②是NaCl电离的Cl-与AgNO3电离的Ag+反应生成了AgCl沉淀，离子方程式为Cl-+Ag+======AgCl↓，该反应同样离子浓度减小了，生成了难溶物质AgCl。 ［生7］③是盐酸电离的H+与Na2CO3电离的CO32-反应生成了CO2和H2O，离子方程式为CO32-+2H+======CO2↑+H2O，该反应离子的浓度也减小了，生成了气体和难电离物质H2O。 ［师］通过以上几位同学的精彩归纳，我们可以得出复分解反应类型离子反应的两大特点： (1)离子反应发生后，离子的浓度减小； (2)离子浓度降低的过程，通常伴随着有沉淀、气体或水生成。 设计意图：通过对不同类型离子反应的分析，归纳出离子反应发生的特征和通常伴随的现象。 活动4 分析·整理 ［师］请同学们继续从电离的角度分析下列反应，写出对应的离子方程式，和反应①、②、③对比，你能看出离子反应能表示出哪些含义吗？ ④KOH溶液与H2SO4溶液反应 ⑤KCl溶液与AgNO3溶液反应 ⑥H2SO4溶液与碳酸钾溶液反应 ［生8］④H++OH-======H2O，和①的离子方程式相同，说明强酸和强碱反应的实质都是氢离子和氢氧根离子反应生成水，H++OH-====== H2O可以表示强酸和强碱反应的实质。 ［生9］⑤Cl-+Ag+======AgCl↓，和②的离子方程式相同，盐酸及可溶性盐酸盐与硝酸银溶液反应的实质都是氯离子和银离子反应生成氯化银沉淀，都可以用Cl-+Ag+====== AgCl↓来表示。 ［生10］⑥CO32-+2H+====== CO2↑+H2O，和③的离子方程式相同，强酸和可溶性碳酸盐溶液反应的实质都是氢离子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水。 ［师］从以上三位同学的分析，我们可以归纳出离子方程式的含义： （1）揭示出了离子反应的本质。 （2）代表了一类反应。 设计意图：通过分析比较，归纳总结出离子方程式的含义。 ［师］你书写上述离子方程式时经历了什么样的思维过程？ ［生11］首先写出电离方程式，然后分析哪些离子可以发生反应生成什么物质，用化学式表示该反应并配平。 ［师］书写离子方程式时一般经过三个步骤：首先分析反应物在水溶液中的存在形态，然后判断上述微粒中哪些能够相互作用生成沉淀、气体或水，用化学式表示这些物质，最后结合前两步，写出离子方程式，并配平（电荷守恒、微粒种类、原子守恒）。 设计意图：引导学生建构书写离子方程式的思维过程。 活动5 拓展·延伸 ［师］醋酸和碳酸钠溶液可以发生反应，老师提供两个离子方程式：CO32-+2H+====== CO2↑+H2O，CO32-+2CH3COOH======CO2↑+H2O+2CH3COO-，请分析回答哪个更合理？ ［生12］CH3COOH↽---- -⇀-H++CH3COO-，Na2CO3======2Na++CO32-，结合上述反应可以写出CO32-+2H+======CO2↑+H2O。 ［生13］由于醋酸是弱电解质，在水中部分电离，主要以CH3COOH分子存在，写离子方程式时要写物质存在的主要形态，后者正确。 ［师］电解质在水溶液中存在的形态有离子和分子两种形态，书写离子方程式时首先要考虑物质在溶液中存在的主要形态，以离子形式存在的就写离子形态，主要以分子形式存在的就写分子形态。通常情况下，水、弱酸、弱碱等弱电解质，难溶电解质，气体，氧化物，在离子方程式中都写成分子形态，强酸、强碱、中学阶段遇到的可溶性盐都写成离子形态。 设计意图：引导学生建构“书写离子方程式时写离子还是写分子，主要看电解质在溶液中存在的主要形式”的观念。 活动6 借石攻玉 ［师］书写离子方程式时还有另外一种常见的书写方法，请同学们阅读教材P45的“方法导引”，然后尝试用这种方法书写我们前面学习过的离子反应。 ［生］阅读、练习、比较、思考 设计意图：让学生了解书写离子方程式时还有另外一种常用方法。 活动7 迁移·应用 ［师］有3种白色固体分别为氯化钠、硫酸钠和碳酸钠，你能用所学过的知识将它们鉴别出来吗？写出相应的离子方程式。 ［生14］分别取少许3种白色粉末加入盐酸，有气体产生的是碳酸钠，在另外两种物质中分别滴加氯化钡溶液，有白色沉淀产生的是硫酸钠，没有明显现象的是氯化钠。有关离子方程式为CO32-+2H+======CO2↑+H2O，SO42-+Ba2+====== BaSO4↓。 设计意图：建构学以致用的学科思想。 活动8 概括·整合 通过这节课的学习，请同学们课下把“电解质在水溶液中的行为”一节按照“电解质的电离—离子反应—离子方程式的书写—离子反应的应用”的程序梳理一下，形成学习这一节课的知识脉略。  ［师］离子反应在生产生活、化学研究、环境保护等方面都有非常广泛的应用，在物质鉴别、污水处理、溶液除杂等方面都会大显身手，我们要学好离子反应，将来更好地服务于社会。 三、教学反思本节课一改重传授、重技巧、重操练的教学模式，通过实验观察、问题线、活动线等的教学设计，将重点放在对离子反应概念的建构和学科素养的养成上，引导学生认识电解质溶液之间的反应是离子反应这一重要概念，强化了要从电离的角度书写离子方程式，归纳出离子反应的本质和离子反应发生时的伴随现象，让学生初步体验学习离子反应的功能价值。学科素养不是由教师教出来的，而是在问题情境中借助问题解决的实践培育出来的。如何落实基于素养的教学，需要广大一线教师进一步思考和探索。 参考文献 ［1］ 王磊.普通高中课程标准实验教科书·化学1（必修）［M］.济南：山东科学技术出版社，2007：43-46 ［2］ 岳庆先,崔娟.递进式教学设计模型的建构［J］.化学教学，2015（12）：44-47 ［3］ 杨茵.以“盐类的水解”为例谈基于“观念建构”的化学教学［J］.中学化学教学参考，2015（4）：4-6 ［4］ 毕华林.基于化学基本观念构建的教科书设计［J］.化学教育，2007（10）：11-13 ［5］ 钟启泉.基于核心素养的课程发展：挑战与课题［J］.全球教育展望，2016，45（1）：3-25 文章编号：1008-0546（2017）11-0078-05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.11.026 |
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