基于問題的教學設計與課堂實證

　　摘要：以問題解答為載體，根據對預設問題的思考、討論和實驗探究，促成學生對強電解質與弱電解質概念辨析和理解，并學會合理控制變量進行探究活動方案設計，引導學生思考、提出問題，利用課堂生成的問題促進學生對概念的理解。
　　關鍵詞：強、弱電解質；教學設計；課堂實證
　　文章編號：1005–6629(2012)7–0028–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
　　1 設計思想
　　教學的核心就是讓學生參與到富有成效的學習活動之中，設計一系列適合學生做而又值得去做的學習任務，是教師需要仔細思忖的事情。在化學課堂上，透過學習任務的觀察與分析，我們可以清晰地看出教師對于學生學化學概念、對于如何教化學概念的理解?；瘜W教師對化學概念、化學概念教學、化學概念學習的理解直接影響他們在課堂中采用怎樣的行為，會給學生提供怎樣的學習機會，達成怎樣的目的。
　　在化學概念的教學中，給出定義→科學驗證→練習鞏固是常用的教學方法，往往以對概念進行完整描述與關鍵詞解讀，然后通過習題進行辨析。常常這樣教學，學生會感到枯燥，化學學習興趣會減退，甚至還不能很好理解概念。筆者在進行教學時采用了一種以習題解決為載體的問題設計，引導學生科學探究，建構化學概念，促進學生對化學概念的理解。下面以蘇教版選修4《化學反應原理》中“強電解質與弱電解質”的學習內容為例進行實證。
　　2 教學目標
　?。?）復習電解質與非電解質的概念，在實例判斷中鞏固判斷的方法。結合金屬與電解質導電原理來認識電解質導電能力與離子濃度及所帶電荷數相關。
　?。?）以等濃度的鹽酸和醋酸為例，試著學習控制變量的方法來進行實驗設計，并在實踐中比較HCl和 CH3COOH在水中電離能力的差異，得出強弱電解質定義與判斷方法，學習科學探究的一般方法，培養(yǎng)提出問題、探究問題和解決問題的能力，獲得成功的喜悅。
　　3 教學過程分析
　　3.1 教學環(huán)節(jié)1：強弱電解質概念與判斷的問題與課堂實證
　　活動1 實驗測定等體積、0.1 mol·L-1HCl與CH3COOH溶液中電流強度，學生讀數分別為2.5 A和10 mA。
　　問題：為什么電流強度不一樣，說明了什么問題？溶液導電性由什么因素決定？
　　結論1：等物質的量濃度的CH3COOH與HCl溶液導電性不相同！HCl更強一些。
　　師：鹽酸和醋酸的離子都帶一個單位的電荷，從這個實驗說明哪一個離子的濃度大？
　　生：鹽酸。
　　師：等物質的量濃度的鹽酸和醋酸中，鹽酸的離子
　　濃度更大一些，這就說明什么？
　　生：鹽酸比醋酸的電離程度更大。
　　結論2：HCl溶液比CH3COOH溶液中離子濃度更大，HCl比CH3COOH電離程度更大！
　　問題：通過精確測定（pH計），得0.1 mol·L-1 HCl溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1，說明了什么問題？
　　師：精確實驗測出來H+濃度是0.1 mol·L-1，說明鹽酸怎么樣？
　　生：完全電離。
　　師：鹽酸的電離程度是不是比醋酸更大，那醋酸呢？
　　生：不完全電離。
　　師：由上述實驗得出的結論，我們可以知道HCl和CH3COOH分別稱為什么電解質？在水溶液中有什么特點？
　　生：強電解質、弱電解質，強電解質在水中是完全電離和，弱電解質不完全電離。
　　結論3：在水溶液中完全電離的電解質稱為強電解質；在水溶液中只能部分電離的電解質稱為弱電解質。
　　活動2 設計與討論：請你思考并與周圍的同學討論更多其它實驗方案證明HCl比CH3COOH電離程度更大，并寫在紙上。
　　學生進行設計并與周圍的同學積極討論，將設計的方案寫在紙上，并相互點評設計中的不足。
　　生1：測導電性。（演示的實驗）
　　生2：測pH。（教師與學生交流后測0.1 mol·L-1 HCl與CH3COOH溶液中pH，換算成c(H+)）
　　生3：可以用鋅。取等物質的量濃度的鹽酸和醋酸與鋅反應產生氣泡的速率。
　　生4：與堿反應。中和反應看放出能量的多少。等物質的量濃度的HCl與CH3COOH與等物質的量的堿反應。（教師與學生對話后補充完整條件）
　　生5：用等物質的量濃度的鹽酸和醋酸和等物質的量濃度的氨水，氨水滴加到鹽酸里能產生白煙，而滴加到醋酸里不會產生白煙。（師生討論后否定了此方案）
　　問題：在科學研究過程中，多種變量如何進行設置和比較呢？
　　生：當實驗中有多個反應變量時，為比較某一因素（變量）差異，則其它變量則都要一樣才可以。
　　活動3 表面積大小相同的鎂與1 mol·L-1 HCl和CH3COOH反應，觀察氣球脹大的快慢。
　　師：鹽酸。（倒醋酸）醋酸。然后呢？這是鎂帶，我剛擦過，再擦一下。取量呢，應該取一樣。我用手就可以弄斷了。說明鎂條很軟。然后把它裝在氣球里面。（把鎂條裝進氣球）這個是醋酸（把氣球扎到錐形瓶上），這是鹽酸。一起放鎂條。（醋酸的鎂條先掉進瓶里）這個先放進去的。
　?。▽W生觀察實驗現(xiàn)象，裝鹽酸的錐形瓶氣球很快脹大，而過了約2分鐘后裝醋酸的錐形瓶氣球才脹大）
　　實驗證明了HCl比CH3COOH電離程度更大。
　　活動4 問題討論：強電解質與弱電解質溶液導電能力與判斷方法。
　　教學點評：在實驗過程中通過定量的大小判斷與離子濃度與電解質濃度大小關系，理解電解質在水溶液中可以發(fā)生完全電離與部分電離，在實驗結論基礎上推理得出強、弱電解質概念。在自主設計與合作討論的過程中獲得實驗方案設計與變量控制思想運用。以BaSO4為物質載體，連續(xù)設問中鞏固強電解質定義與溶液導電性之間的關系。
　　電解質根據是否完全電離分為強電解質和弱電解質，下面通過一道習題來辨別電解質與非電解質定義與判斷方法。
　　3.2 教學環(huán)節(jié)2：電解質與非電解質概念與判斷的問題與課堂實證
　　例：a.銅絲 b.H2O c.石墨 d.NaCl e.鹽酸 f.蔗糖g.CO2 h.NaOH i.氯化鈉溶液 j.冰醋酸 k.碳酸 l.CaO m.熔融的氯化鈉 n.AgCl o.NH3
　　教學點評：在學生思考回答問題過程中復習了電解質與非電解質概念，關注了電解質、電解質溶液、熔融電解質、能導電的電解質、物質或溶液的導電之間的關系，加深對電解質的認識并理解原理，在實踐中學會從物質的類別上判斷電解質與非電解質。
　　3.3 教學環(huán)節(jié)3：實踐中對強、弱電解質概念的理解
　　活動5 練習：請選擇給定的物質回答問題：
　　a.NH3 b.H2O c.NH3·H2O d.NaCl e.鹽酸 f.蔗糖 g.CO2 h.NaOH i.氯化鈉溶液 j.冰醋酸 k.碳酸l.CaO m.熔融的氯化鈉 n.(CH3COO)2Pb
　　強電解質有 ；弱電解質有 ；非電解質有 。
　　課堂教學中有兩類問題，一類是預設的問題，另一類是生成的問題。預設的問題需要我們在課前認真思忖和設計，如強、弱電解質概念得出，通過比較兩種不同物質的電離程度差異，設計問題如下：等物質的量濃度的一元酸比較離子濃度，等物質的量濃度一元酸測pH，等物質的量濃度的一元酸與活潑金屬或碳酸鹽反應產生氣泡快慢等，當這些問題都理解了，自然的知道了電離程度有差異，則得出鹽酸與醋酸不同之處，同時得出研究過程中如何限定變量的問題。生成的問題是靈動的，有學生提出的，有教師根據學生困惑提出的，還有問題解決中出現(xiàn)的認知沖突等，這需要因時、因題而解決。這樣的問題有明顯的層次，在解決問題過程中不僅實現(xiàn)了概念理解，而且獲得了比較研究中變量控制的思考點。問題設計還要表述準確、指向明確，如：
　　4.2 對習題選擇與設計的思考
　　在復習舊知建構新知過程中，習題也是一種很好的學習載體，選擇和設計怎樣的習題能很好地吻合教學需要呢？筆者在實踐中進行了下列的思考，一要考慮學生已有的學科知識，例如：電解質與非電解質概念是高一已經學習過的內容，高二的學習是復習鞏固過程，但要有所提升，金屬氧化物、非金屬氧化物與氫化物是不是電解質，這樣有新的內容，不同學生都有新的認識。二要考慮學生分辨提取信息的能力，對于學習能力較強的學生，可以將被選擇內容設置復雜一點，干擾因素也可以多一點，上述習題設置中可選擇的物質有16種，涉及的物質種類盡可能地多。三要圍繞目標、重點和難點，進行有效的組合，突出核心知識與概念的理解，如這一課時重要是理解強、弱電解質概念及掌握判斷方法，習題中選擇冰醋酸、NaOH、H2O和AgCl等。四要有明確的比較對像，在判斷方法學習上就有作用發(fā)揮，如CaO和CO2，冰醋酸與HCl，NaCl、熔融的NaCl和NaCl溶液等。
　　參考文獻：
　　[1]呂鋒.嘗試以“實驗組”整合教學教學素材[J].中學化學教學參考，2012，（1-2）：35~37.
　　[2]李發(fā)順.基于課堂實證的問題設計[J].教育研究與評論，2011，（12）：78~82.