以微型探真知

李英

[摘 要] 以“弱電解質(zhì)的電離平衡”為例，闡述了利用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究等濃度的鹽酸和醋酸與金屬反應(yīng)的宏觀、微觀區(qū)別;利用數(shù)字化手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)探究等PH的鹽酸和醋酸在加水稀釋過程中PH變化的區(qū)別，將抽象的概念進(jìn)行信息處理和圖像輸出，分析醋酸電離平衡的微觀過程。采取宏觀表征、微觀表征、符號(hào)表征和曲線表征的四重表征教學(xué)模式，從定性和定量兩個(gè)角度，試述電離平衡移動(dòng)原理，通過化學(xué)概念的建構(gòu)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞] 弱電解質(zhì)的電離;平衡移動(dòng);四重表征

一、設(shè)計(jì)依據(jù)

多重表征理論（Mufti-Representation）指執(zhí)教者將間接經(jīng)驗(yàn)通過多種信息渠道表達(dá)出來，讓學(xué)習(xí)者自行將新信息和已掌握的知識(shí)做關(guān)聯(lián)，從而重新組織認(rèn)知結(jié)構(gòu)并逐步形成新的概念。錢揚(yáng)義、畢華林、黃婕等學(xué)者所提出的利用四重表征模式進(jìn)行教學(xué)的觀點(diǎn)是建立在堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)上的，通常應(yīng)用于引導(dǎo)學(xué)生從本質(zhì)上建構(gòu)化學(xué)概念、反應(yīng)本質(zhì)及原理的教學(xué)過程。

二、設(shè)計(jì)思路

弱電解質(zhì)電離的學(xué)習(xí)需要按照《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求進(jìn)行，必須能清晰、準(zhǔn)確地掌握電離平衡的概念，對(duì)于哪些因素會(huì)影響弱電解質(zhì)的電離平衡進(jìn)行分析，知道什么是電離平衡常數(shù)。讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)能夠形成以“化學(xué)反應(yīng)理論”為基礎(chǔ)的科學(xué)觀念。

本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)有一定難度，很抽象，知識(shí)點(diǎn)多，是上一章化學(xué)平衡移動(dòng)知識(shí)的應(yīng)用，直觀性差。在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)儲(chǔ)備了化學(xué)平衡理論和強(qiáng)弱電解質(zhì)的相關(guān)知識(shí)，初步建立了化學(xué)反應(yīng)的平衡觀，能初步應(yīng)用勒夏特列原理解釋濃度、溫度、壓強(qiáng)等外界條件對(duì)平衡移動(dòng)的影響，故學(xué)習(xí)基礎(chǔ)還是不錯(cuò)的。整節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)圍繞弱電解質(zhì)電離平衡的建立、電離平衡的移動(dòng)、電離平衡常數(shù)來進(jìn)行，教學(xué)模式以四重表征為主，從定性和定量兩個(gè)角度進(jìn)行闡述。導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)思路遵循從具體到抽象，先從身邊的事物和比較了解的概念入手，再接觸新的知識(shí);先學(xué)習(xí)簡單的再學(xué)習(xí)更深層次的知識(shí)，循序漸進(jìn)形成完整的知識(shí)體系。教師在課堂上承擔(dān)著指導(dǎo)學(xué)生掌握正確學(xué)習(xí)方向，組織學(xué)生按照正確方法分析、認(rèn)識(shí)、解決問題的責(zé)任，精心設(shè)計(jì)課件，預(yù)測(cè)學(xué)生可能出現(xiàn)的一些問題和解決方法，及時(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生的展示，查漏補(bǔ)缺。借助數(shù)字化手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)，探究鹽酸和醋酸在等PH的狀態(tài)下進(jìn)行稀釋，會(huì)分別產(chǎn)生怎樣的變化，用形象來表達(dá)抽象，讓電離平衡移動(dòng)的電解質(zhì)動(dòng)態(tài)信息能夠被學(xué)生真正理解，從感性的角度去認(rèn)識(shí)弱電解質(zhì)的電離平衡移動(dòng)。

三、教學(xué)過程

創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課

師：走進(jìn)超市，我們時(shí)常會(huì)注意到有這樣一個(gè)區(qū)域：洗滌區(qū)，里面的洗滌劑琳瑯滿目：洗潔精、潔廁劑、洗衣液、廚房油污凈……作為化學(xué)人，大家有沒有關(guān)注過它們的成分？

師：潔廁液中居然含有鹽酸，你知道還有哪種生活用品的主要成分是酸？

設(shè)計(jì)意圖：理論聯(lián)系生活實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探究的欲望。從生活中最常見的洗滌用品入手，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活離不開化學(xué)，化學(xué)讓生活更加美好。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)室有兩瓶失去標(biāo)簽的鹽酸溶液和醋酸溶液，濃度均為0.1mol/L，請(qǐng)你用實(shí)驗(yàn)的方法鑒別。

儀器：微型試管、微型試劑瓶。

試劑：PH試紙、鎂條、失去標(biāo)簽的鹽酸、醋酸溶液。

設(shè)計(jì)意圖：通過微型實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在宏觀角度上認(rèn)識(shí)等濃度鹽酸和醋酸的區(qū)別，再激發(fā)引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度探究分析鹽酸和醋酸的區(qū)別，從而達(dá)到知其然且知其所以然的目的，培養(yǎng)學(xué)生觀察、總結(jié)、分析能力。

師：引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度認(rèn)識(shí)鹽酸和醋酸，比較兩者的相同點(diǎn)、不同點(diǎn)，總結(jié)歸納，提取強(qiáng)弱電解質(zhì)的概念。

生：宏觀角度：比較金屬鎂分別與0.1mol/L鹽酸、0.1mol/L醋酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;

微觀角度：比較兩溶液中c（H+）的大小

推測(cè)：兩溶液中微粒的行為、微粒的種類。

學(xué)生討論：實(shí)驗(yàn)室的鹽酸溶液和醋酸溶液PH均為2，有兩瓶沒有明確的標(biāo)識(shí)，請(qǐng)你用實(shí)驗(yàn)的方法鑒別。已知：PH=-lg c（H+），則c（H+）=10-PH

生：1.對(duì)PH=2的鹽酸和PH=2的醋酸進(jìn)行試劑分析。2.方案討論、總結(jié)匯報(bào)。

測(cè)定PH、分別加熱，測(cè)PH、加水稀釋，看溶液PH的變化、分別加入Na2CO3溶液，比較生成氣泡的速率。

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，既承接上一環(huán)節(jié)醋酸溶液中的微觀表征，又為下一環(huán)節(jié)醋酸溶液中的曲線表征做準(zhǔn)備。學(xué)生先從微觀角度對(duì)PH均為2的鹽酸和醋酸溶液的進(jìn)行分析比較，從而猜想出醋酸溶液中可能存在電離平衡，然后運(yùn)用化學(xué)平衡理論知識(shí)，試提煉出鑒別兩者的實(shí)驗(yàn)方法。

師：往PH均為2的鹽酸和醋酸溶液中加水稀釋，利用數(shù)字化手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)，得出加水稀釋過程中鹽酸和醋酸溶液的PH-t曲線，分析曲線變化的原因，得出醋酸溶液中存在電離平衡，并且在稀釋過程中平衡發(fā)生了移動(dòng)。

設(shè)計(jì)意圖：此環(huán)節(jié)是本節(jié)課的亮點(diǎn)，先向?qū)W生介紹數(shù)字化手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)的基本原理，重點(diǎn)是怎么對(duì)數(shù)字化手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)獲取的新信息進(jìn)行分析、推理和應(yīng)用。此時(shí)，教師要適時(shí)給出提示，對(duì)曲線的變化趨勢(shì)以及某些特殊點(diǎn)進(jìn)行分析，降低難度，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建弱電解質(zhì)電離平衡概念的基本模型，認(rèn)識(shí)弱電解質(zhì)電離平衡的基本特征，并對(duì)稀釋過程中電離平衡的移動(dòng)進(jìn)行探討，“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”作為一種核心素養(yǎng)才能夠在學(xué)生身上得以體現(xiàn)。

交流討論：下表是25℃時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)定的醋酸電離達(dá)到平衡時(shí)各種微粒的濃度，計(jì)算■和■×100%，將你的結(jié)論與同學(xué)交流討論。

生：獨(dú)立思考，與同學(xué)交流討論，尋找有價(jià)值的數(shù)據(jù)，提煉電離平衡常數(shù)和電離度的概念。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在建構(gòu)了宏觀表征、微觀表征、曲線表征之后思考：醋酸電離程度用什么物理量表征更為合適，該如何從定量的角度去表征醋酸的電離程度大??？引導(dǎo)學(xué)生從電離平衡常數(shù)和電離度入手，進(jìn)行模型認(rèn)知的應(yīng)用，使學(xué)生的思維完成從定性分析到定量研究的轉(zhuǎn)換，培養(yǎng)學(xué)生基于證據(jù)進(jìn)行分析推理的學(xué)科核心素養(yǎng)。

四、教學(xué)反思

開展數(shù)字化手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)，可以給予學(xué)生更廣闊的邏輯思維空間和判斷依據(jù)，是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的強(qiáng)有力的手段之一?！坝绊戨婋x平衡的外界因素”片段的教學(xué)以新課程理念為指導(dǎo)，基于數(shù)字化手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)，可設(shè)置多個(gè)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，從而幫助學(xué)生建構(gòu)起證據(jù)支撐下的內(nèi)容體系，使學(xué)生“知其然且知其所以然”。課上僅僅只設(shè)置了一個(gè)數(shù)字化手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)，略顯單薄。

在運(yùn)用四重表征教學(xué)模式過程中，教師引導(dǎo)很到位，故學(xué)生對(duì)曲線表征的分析很透徹，通過提出不同問題實(shí)現(xiàn)了學(xué)生在不同的表征之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化，有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)抽象概念過程中對(duì)概念整體的理解和把握。

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（責(zé)任編輯：朱福昌）