小小pH計(jì)銜接高中化學(xué)必修和選修的電離理論教學(xué)

王芳

摘 要： 高中化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)內(nèi)容在必修和選修中所占比重均較大，基于化學(xué)反應(yīng)原理的理論概念比較抽象，研究化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)在必修和選修之間的銜接非常必要。本文以pH計(jì)運(yùn)用于電離理論教學(xué)的幾則案例闡述高中化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)中關(guān)于必修與選修實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的銜接教學(xué)。

關(guān)鍵詞： 化學(xué)實(shí)驗(yàn) pH計(jì) 電離理論教學(xué)

一

研究宏觀與微觀的聯(lián)系是化學(xué)不同于其他科學(xué)最特征的思維方式。物質(zhì)微粒觀作為化學(xué)的一個(gè)基本觀念，要求學(xué)生從微觀角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成，理解化學(xué)變化。微粒觀的建立對(duì)于深刻理解微粒理論與化學(xué)宏觀變化的相互關(guān)系相當(dāng)重要。電離理論的教學(xué)，能比較全面地體現(xiàn)微粒觀思維的特點(diǎn)，而在教學(xué)中恰當(dāng)運(yùn)用pH計(jì)可以幫助學(xué)生有效建立微粒觀。以下是筆者在教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)的關(guān)于pH計(jì)運(yùn)用于電離理論教學(xué)的幾則案例。

應(yīng)用一：反應(yīng)微觀本質(zhì)

案例1：強(qiáng)弱電解質(zhì)概念教學(xué)

在高中化學(xué)必修1《強(qiáng)弱電解質(zhì)》教學(xué)中，筆者的設(shè)計(jì)思路是：以實(shí)驗(yàn)情境不斷激發(fā)學(xué)生探究欲望，從定性實(shí)驗(yàn)到定量實(shí)驗(yàn)，逐步幫助學(xué)生建構(gòu)弱電解質(zhì)不能完全電離的觀念。

實(shí)驗(yàn)1：相同條件下1mol/L 的食鹽溶液、蔗糖溶液 、鹽酸 醋酸溶液的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)各種溶液導(dǎo)電能力不同，引發(fā)學(xué)生思考物質(zhì)在水中是否電離，同時(shí)復(fù)習(xí)電解質(zhì)和非電解質(zhì)概念。在醋酸溶液導(dǎo)電性弱的事實(shí)面前，學(xué)生的原有認(rèn)知在面對(duì)分類問(wèn)題時(shí)出現(xiàn)認(rèn)知沖突，從而產(chǎn)生繼續(xù)學(xué)習(xí)、探究的欲望。

實(shí)驗(yàn)2：相同條件下1 mol/L鹽酸和醋酸溶液分別與相同大小的鎂條反應(yīng)。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生從微觀的角度猜想：相同條件下、相同濃度的鹽酸和醋酸導(dǎo)電性不同的原因，并自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，尋找實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持或否定你的猜想。由實(shí)驗(yàn)結(jié)論引導(dǎo)學(xué)生思考，鹽酸和醋酸電離程度不同，因此氫離子濃度不同。此時(shí)學(xué)生急切想知道氫離子濃度究竟如何，第三個(gè)定量實(shí)驗(yàn)就呼之欲出了。

實(shí)驗(yàn)3：使用pH 計(jì)，測(cè)定相同條件下0.1mol/L鹽酸和醋酸溶液的pH值。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)實(shí)驗(yàn)1導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)達(dá)到兩個(gè)目的，一是進(jìn)一步鞏固電解質(zhì)和非電解質(zhì)的概念，二是從定性角度初步認(rèn)識(shí)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力有所不同，引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考。通過(guò)實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3，從定性和定量角度，將學(xué)生對(duì)電解質(zhì)分類的關(guān)注聚焦到微粒種類和數(shù)量的角度，初步形成強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的概念，這為選修化學(xué)《溶液中的離子反應(yīng)》要求分析溶液中微粒，進(jìn)而分析平衡打下了基礎(chǔ)。同時(shí)為《化學(xué)反應(yīng)速率》中濃度對(duì)速率的影響提供最直接的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。

應(yīng)用二：跟蹤反應(yīng)過(guò)程

案例2：離子反應(yīng)教學(xué)

在高中化學(xué)必修1《離子反應(yīng)》一課的教學(xué)中，這一教學(xué)內(nèi)容的難點(diǎn)在于要讓學(xué)生感受到溶液中看不見(jiàn)的離子發(fā)生了反應(yīng)，微粒的存在狀態(tài)發(fā)生了變化。這個(gè)過(guò)程單憑老師講解是不能讓人信服的。這時(shí)如果借助探究實(shí)驗(yàn)將其中本質(zhì)揭示出來(lái)，有助于學(xué)生深刻理解這些概念。怎樣讓學(xué)生自己通過(guò)對(duì)具體事實(shí)的體會(huì)并加以邏輯思考建構(gòu)出來(lái)的，教師必須從認(rèn)識(shí)概念的過(guò)程這一角度設(shè)計(jì)教學(xué)，即從表象入手，與思維聯(lián)系。在這一過(guò)程中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)通常是很好的載體，但如何用好實(shí)驗(yàn)是需要精心策劃的。筆者設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。

應(yīng)用三：顯現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡

案例3：弱電解質(zhì)的電離平衡

在高中化學(xué)選修《化學(xué)反應(yīng)原理》中《弱電解質(zhì)的電離平衡》一節(jié)教學(xué)內(nèi)容與必修2《強(qiáng)弱電解質(zhì)》教學(xué)內(nèi)容是一脈相承的。在必修2《強(qiáng)弱電解質(zhì)》教學(xué)中學(xué)生已經(jīng)知道弱電解質(zhì)的電離是不完全的，溶液中分子、離子共存。在選修《弱電解質(zhì)的電離平衡》教學(xué)中主要為學(xué)生解決溶液中分子、離子共存的原因是由于弱電解質(zhì)溶液中存在電離平衡這一難題。筆者根據(jù)這一教學(xué)要求，設(shè)計(jì)以下教學(xué)環(huán)節(jié)。

實(shí)驗(yàn)1： 0.1mol/L醋酸 溶液中加入少量醋酸銨晶體，分別測(cè)醋酸溶液和混合液pH。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生從上述實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)前后兩次溶液的pH變小，結(jié)合化學(xué)平衡的觀點(diǎn)，理解弱電解質(zhì)的電離平衡。

二

高中化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)內(nèi)容在必修和選修中所占比重均較大，基于化學(xué)反應(yīng)原理的理論概念比較抽象，研究化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)在必修和選修之間的銜接非常必要。從以上對(duì)pH計(jì)在電離理論教學(xué)的銜接作用，筆者認(rèn)為開(kāi)展化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)在必修和選修之間的銜接教學(xué)主要注意以下方面。

（一）把握概念之間的銜接關(guān)系

從以上電離理論在必修和選修的教學(xué)內(nèi)容可以看出，關(guān)于弱電解質(zhì)的概念學(xué)習(xí)呈現(xiàn)了層層遞進(jìn)的過(guò)程，首先掌握弱電解質(zhì)的電離是不完全的，進(jìn)而理解離子方程式中弱電解質(zhì)要用分子式表示，在選修化學(xué)學(xué)習(xí)了平衡理論以后，對(duì)弱電解質(zhì)的電離為什么不完全有了更深刻認(rèn)識(shí)。

（二）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究問(wèn)題要有層次性

關(guān)于原理方面的實(shí)驗(yàn)探究，主要涉及化學(xué)原理、反應(yīng)條件、反應(yīng)現(xiàn)象的探究。其特點(diǎn)是內(nèi)容較抽象，思維的深度和廣度均較大，因此從策略上要求教師通過(guò)科學(xué)整合教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生不斷給予啟發(fā)，設(shè)置階梯形的問(wèn)題，同時(shí)給予必要的知識(shí)和方法層面的幫助。如上述案例1《強(qiáng)弱電解質(zhì)》教學(xué)中筆者通過(guò)一組由淺入深，由定性實(shí)驗(yàn)到定量實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題探究幫助學(xué)生建立弱電解質(zhì)的概念，并把握宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和微觀粒子反應(yīng)之間的關(guān)系?；居^念具有內(nèi)隱性，所以，實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，要層層遞進(jìn)，這樣做有利于幫助學(xué)生建立思考問(wèn)題的方法和程序，增強(qiáng)思維的深刻性與邏輯性。

（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要系統(tǒng)直觀

實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)要系統(tǒng)全面。如在《離子反應(yīng)》教學(xué)中探究溶液中究竟有哪些離子參與反應(yīng)？可以有兩種方法。教師要給予學(xué)生思考的空間，讓他們?cè)O(shè)計(jì)各種方法，以此培養(yǎng)學(xué)生全面系統(tǒng)的思維品質(zhì)。另外，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)行概念、觀念的建構(gòu)，注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果所揭示的概念原理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)看到的宏觀現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)微觀事物的本質(zhì)，所以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要直觀化。

化學(xué)知識(shí)、情感體驗(yàn)和化學(xué)基本觀念在促進(jìn)學(xué)生發(fā)展中是互為依托的。依托化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)落實(shí)基本理論和建構(gòu)學(xué)科觀念的教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，教師都應(yīng)當(dāng)有一個(gè)高端視角，除了對(duì)知識(shí)本身熟練掌握以外，還應(yīng)當(dāng)充分利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)科特點(diǎn)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的重要作用。

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