“電解質(zhì)”迷思概念的探查與轉(zhuǎn)變方式研究

鐘思敏

(吉林師范大學(xué) 136000)

迷思概念是指存在于學(xué)生頭腦之中，與科學(xué)概念不符的認(rèn)識(shí).它的存在具有隱蔽、頑固性等特點(diǎn)，影響著學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的理解，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不知所錯(cuò)，亦不知為何錯(cuò).在學(xué)科教育中，越來越多的學(xué)者關(guān)注并對(duì)其進(jìn)行研究，其中物理、化學(xué)、生物等理科性學(xué)科研究尤為深入，也得出了一些相應(yīng)的概念轉(zhuǎn)變策略，如PDODE策略、認(rèn)知沖突策略等.

電解質(zhì)內(nèi)容是高中化學(xué)必修一第二章第二節(jié)的內(nèi)容，是學(xué)習(xí)離子反應(yīng)的基礎(chǔ),且在化學(xué)選修四《化學(xué)反應(yīng)與能量》中第三章電離水解平衡的要求對(duì)強(qiáng)弱電解質(zhì)有更進(jìn)一步的理解.對(duì)電解質(zhì)的理解與掌握程度會(huì)直接影響學(xué)生對(duì)后續(xù)離子反應(yīng)及相應(yīng)水解平衡的學(xué)習(xí).然而，初中所學(xué)酸堿鹽溶液能導(dǎo)電對(duì)高中階段電解質(zhì)知識(shí)的學(xué)習(xí)僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的鋪墊過渡，基礎(chǔ)一般的同學(xué)對(duì)于溶液導(dǎo)電的認(rèn)識(shí)幾乎處于空白狀態(tài)，并且電解質(zhì)內(nèi)容較細(xì)，學(xué)習(xí)時(shí)也不能靠死記硬背.

電解質(zhì)的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要包括三大類：定義(即判斷)，強(qiáng)弱電解質(zhì)，電離方程式的書寫.電解質(zhì)定義即在水溶液或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物.首先從上一章節(jié)分類的觀點(diǎn)出發(fā)，將電解質(zhì)牢牢歸屬于化合物的范圍之內(nèi)，包括酸，堿，鹽，部分金屬氧化物(熔融狀態(tài)).其次，導(dǎo)電是由于電離產(chǎn)生的自由移動(dòng)的離子.再次，水溶液或熔融狀態(tài)二者選一即可.一句話四個(gè)關(guān)鍵詞一個(gè)重點(diǎn)字，圍繞電解質(zhì)由宏觀世界轉(zhuǎn)向微觀世界，其中的微觀現(xiàn)象肉眼無法可見，只能通過表面現(xiàn)象去演化推算.強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)在于：電離是本質(zhì)，導(dǎo)電是現(xiàn)象.

一、迷思概念的探查

1.主次不分

在與學(xué)生的交流中，筆者發(fā)現(xiàn)存在的迷思概念有：主次不分，認(rèn)為一個(gè)物質(zhì)如果不是電解質(zhì)那就應(yīng)該是非電解質(zhì).而存在的迷思概念的原因可能在于，上課期間老師對(duì)非電解質(zhì)含義一筆帶過，或者非電解質(zhì)僅僅強(qiáng)調(diào)在水溶液和熔融狀態(tài)下的“和”字，對(duì)于物質(zhì)如氧氣不導(dǎo)電那就會(huì)迷惑，下意識(shí)看到有非電解質(zhì)的空就選填上了.在電解質(zhì)判斷上，對(duì)于給定的物質(zhì)，首先應(yīng)下意識(shí)觀察其是否為化合物，其次再去判斷是否導(dǎo)電的問題.因此，這一類問題的關(guān)鍵在于分清主次，在延續(xù)上一章節(jié)分類的觀念時(shí)乘熱打鐵強(qiáng)調(diào)為進(jìn)一步學(xué)習(xí)的需要，對(duì)化合物進(jìn)行分類.在判斷物質(zhì)屬于化合物的基礎(chǔ)上，再對(duì)電解質(zhì)和非電解質(zhì)進(jìn)行分析.

2.因果倒置

3.知識(shí)的錯(cuò)誤遷移

學(xué)生在強(qiáng)弱電解質(zhì)的判斷還存在的迷思概念有：知識(shí)的錯(cuò)誤遷移.關(guān)于強(qiáng)弱電解質(zhì)的判斷，對(duì)于酸的判斷明顯優(yōu)于堿，提到弱堿腦海中只有NH3·H2O，部分學(xué)生對(duì)氫氧化銅和氫氧化鎂的弱堿性認(rèn)識(shí)還不足.有學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行錯(cuò)誤的遷移，認(rèn)為BaSO4和CaCO3作為難溶性物質(zhì)，溶于水的那一部分是完全電離，屬于強(qiáng)電解質(zhì)，直接的認(rèn)定沉淀都屬于強(qiáng)電解質(zhì)，Mg(OH)2以及Cu(OH)2是強(qiáng)電解質(zhì).當(dāng)然也存在部分教輔資料不全面，學(xué)生太過于依賴教輔沒有注重總結(jié)積累的結(jié)果.電解質(zhì)的強(qiáng)弱是由物質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定的，與外界因素?zé)o關(guān).如鹽的溶解度大小不是強(qiáng)弱電解質(zhì)判斷的依據(jù).然而學(xué)生并不了解物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為什么硫酸就是完全電離，醋酸就是部分電離，教師要想解釋清楚時(shí)間安排不允許，學(xué)生的理解能力也不足.因此，對(duì)于強(qiáng)弱電解質(zhì)的判斷唯一的方法就是通過做題積累，例如化學(xué)方程式書寫進(jìn)行書寫與練習(xí)對(duì)比.

在平時(shí)的練習(xí)題講解中，對(duì)電解質(zhì)本質(zhì)的理解尤其是酸堿鹽的知識(shí)反復(fù)多次的進(jìn)行訓(xùn)練，對(duì)于主次及因果關(guān)系的講解圍繞主要點(diǎn)，從原因本質(zhì)出發(fā)，由里向外的延展，完全電離在前強(qiáng)電解質(zhì)定義在后，電解質(zhì)的強(qiáng)弱是由物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的，與外界因素?zé)o關(guān)，鹽的溶解度大小與強(qiáng)弱電解質(zhì)的判斷無關(guān)，并且強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定比弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力強(qiáng)，溶液的導(dǎo)電能力與電解質(zhì)的強(qiáng)弱沒有必然的聯(lián)系，只取決于溶液中自由移動(dòng)離子的濃度和所帶電荷數(shù).電離才是核心的本質(zhì)，導(dǎo)電只是外部表現(xiàn)出來的現(xiàn)象.

在學(xué)生的實(shí)際練習(xí)題中會(huì)遇到需要單獨(dú)記憶的特殊情況，如CO2、SO3，其水溶液能夠?qū)щ姡皇腔衔镒陨黼婋x，而是它們與水反應(yīng)的產(chǎn)物發(fā)生的電離,

在離子方程式中，存在物質(zhì)拆與不拆的問題，弱電解質(zhì)在水溶液中屬于部分電離，反應(yīng)物中能拆離子在不斷的生成更難電離的物質(zhì)，弱電解質(zhì)在生成物中是相對(duì)于反應(yīng)物更難電離的存在，因此不可以拆.由此當(dāng)遇到這樣一個(gè)題目時(shí)：

判斷下列哪個(gè)物質(zhì)屬于電解質(zhì)( ).

A.NaOH固體溶于水后能導(dǎo)電，所以NaOH溶液是電解質(zhì)

B.CO2的水溶液能夠?qū)щ?，所以C02是電解質(zhì)

C.NH3不是電解質(zhì)，氨水可以導(dǎo)電是電解質(zhì)

D.CaCO3難溶于水，其溶液幾乎不導(dǎo)電所以不是電解質(zhì)

E.NaCl晶體不導(dǎo)電，NaCl是電解質(zhì)

F.Cu是可以導(dǎo)電的，因此Cu是電解質(zhì)

這個(gè)題目考察的是對(duì)電解質(zhì)定義的理解， A、C、F選項(xiàng)是對(duì)關(guān)鍵詞中化合物的考察NaOH溶液、氨水屬于混合物，Cu屬于單質(zhì).B、D則是屬于需要理解實(shí)質(zhì)性的電離含義，電離是本質(zhì)物質(zhì)在水作用下自身產(chǎn)生自由移動(dòng)的帶電離子，CO2是溶于水，與水反應(yīng)的產(chǎn)物碳酸導(dǎo)電，不屬于自身的原因造成的導(dǎo)電，CaCO3難溶不代表完全不溶，少部分溶于水的CaCO3是完全電離的存在.E是對(duì)物質(zhì)的所處狀態(tài)的探析，NaCl的水溶液能導(dǎo)電，熔融狀態(tài)的晶體也能導(dǎo)電，滿足要求的是物質(zhì)所處的狀態(tài).因此，只有在對(duì)電解質(zhì)定義理解深刻后才能保證正確率的.

對(duì)于電解質(zhì)的判斷：可以通過以下流程圖進(jìn)行理解:

二、概念的轉(zhuǎn)變方式

由此，關(guān)于電解質(zhì)存在的迷思概念主要有主次不分，因果倒置、知識(shí)的錯(cuò)誤遷移等.針對(duì)上述存在的迷思概念，筆者認(rèn)為可以通過兩種方式進(jìn)行概念的轉(zhuǎn)變.

1.化學(xué)史引入

對(duì)于電解質(zhì)的研究，開始于法拉第時(shí)代，法拉第在研究電解反應(yīng)時(shí)，把電解以前未被分解的物質(zhì)叫做電解質(zhì)(electrolyte)，認(rèn)為它是一種能夠被電流分解的物質(zhì).他還認(rèn)為，溶液中的電流是由帶電荷的被分解的物質(zhì)輸送的，這種物質(zhì)叫做離子，它的含義是被電流分解出來的物質(zhì).但這樣的認(rèn)識(shí)是不足片面的.隨著科學(xué)家的進(jìn)一步研究，特別是阿累尼烏斯通過研究發(fā)現(xiàn)在通電以前，電解質(zhì)就已經(jīng)在水溶液中離解了.電離并不需要電流，但由于歷史原因電解質(zhì)這個(gè)名詞被保留了下來，并一直沿用至今.就像鉛筆的主要成分是石墨，因?yàn)樽畛蹉U筆是由鉛制作的，其名稱未改變一直延續(xù)下來.因此，讓學(xué)生理解電解質(zhì)的緣由，能更好的幫助他們理解電解質(zhì)這個(gè)名詞.

2.學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究

電離并不需要電流的參與，電離產(chǎn)生的條件又是什么呢？

這時(shí)，可以讓學(xué)生對(duì)電解質(zhì)的電離內(nèi)容進(jìn)行活動(dòng)探究，尋找原因，例如：

①Ba(OH)2少量固體，放入盛有水的燒杯中，觀察前后水的pH變化將新制的HCl 氣體通入水中后，觀察前后水的pH變化.

②取2支相同的試管，加入等量BaCl2固體，加入相同量的水.其中一只試管滴加加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察反應(yīng)現(xiàn)象：另一只試管滴加稀硫酸溶液，觀察反應(yīng)現(xiàn)象.

③取2支相同的試管，加入等量BaCl2溶液(由①中Ba(OH)2溶液和②中鹽酸反應(yīng)制得)其中一支試管滴加加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察反應(yīng)現(xiàn)象：另一支試管滴加稀硫酸溶液，觀察反應(yīng)現(xiàn)象.

通過上述實(shí)驗(yàn)的探究，酸、堿、鹽在水的作用下發(fā)生電離，產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子.通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)電離的真相，理解電解質(zhì)的真實(shí)定義.

3.互聯(lián)網(wǎng)“+”微課

互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，相信大部分老師都掌握對(duì)于PPT的使用，因此在利用office軟件中PPT自帶的動(dòng)畫效果基礎(chǔ)上，年輕教師可以嘗試接觸微課的設(shè)計(jì)，利用Focusky,EVC 手繪或相應(yīng)動(dòng)畫剪輯軟件等，將微觀粒子的不可視離子反應(yīng)，用“可視化”動(dòng)畫效果的間接展示，比起板書上一筆一劃的文字會(huì)更讓學(xué)生感興趣，例如在NaCl溶于水的過程環(huán)節(jié)，適當(dāng)加入一些動(dòng)畫及聲音的特效.就同一信息的接受程度而言，文字的接受程度小于圖片及視頻接受程度.同時(shí)視頻使學(xué)生更易理解電離的實(shí)質(zhì)，方便后續(xù)離子反應(yīng)教學(xué)的進(jìn)行.其次每個(gè)教師對(duì)于動(dòng)畫的表現(xiàn)形式都可以是不一樣的，在與學(xué)生互動(dòng)交流中可以根據(jù)學(xué)生的腦海中關(guān)于電離的理解想象進(jìn)行制作動(dòng)畫或者短視頻編輯.

高中階段關(guān)于強(qiáng)弱電解質(zhì)的分類條數(shù)對(duì)于該階段的學(xué)生而言，是存在一定困難的，綜合來看，電解質(zhì)知識(shí)點(diǎn)細(xì)又多教輔書知識(shí)點(diǎn)收錄不全，多數(shù)為易錯(cuò)點(diǎn)提醒分析，學(xué)生注意平時(shí)添磚加瓦的積累，務(wù)實(shí)打基礎(chǔ)，考試時(shí)才不會(huì)出現(xiàn)分?jǐn)?shù)忽高忽低的情況.最后決定電解質(zhì)學(xué)習(xí)的好壞，就是本質(zhì)的理解加日常的積累.迷思概念的存在也是在理解不到位的基礎(chǔ)上滋生出來的，如果教師不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，它就會(huì)越發(fā)的牢固扎根學(xué)生頭腦之中，影響學(xué)生對(duì)正確科學(xué)概念的理解，因此，希望大家能對(duì)電解質(zhì)迷思概念引起重視，將問題消滅在萌芽狀態(tài).