基于證據(jù)推理與模型認知的教學實踐
——以高中化學蘇教版必修模塊的離子反應為例

何清松

（福建省莆田哲理中學，福建莆田 351100）

引 言

高中化學具有五項核心素養(yǎng)，其中證據(jù)推理與模型認知是化學學科知識原理的基礎部分，也是學生在學習過程中質(zhì)疑、解疑必備的品格和能力。因此，教師幫助學生理解化學核心知識、發(fā)展化學綜合能力、樹立化學核心價值觀，這和證據(jù)推理與模型認知核心素養(yǎng)息息相關。筆者以離子反應課堂教學為例，詳細分析如何在教學實踐中通過證據(jù)推理與模型認知核心素養(yǎng)落實構建學生的知識體系和應用能力。

一、用證據(jù)推理與模型認知建構離子反應的概念

【創(chuàng)設情境】演示：向三只盛有澄清的石灰水的小燒杯中通入CO2、滴加Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，觀察到三只燒杯中都出現(xiàn)了渾濁現(xiàn)象；然后再取三只盛有澄清的石灰水的小燒杯加入適量CaCl2溶液，重復上述實驗，觀察到只有加入Na2CO3溶液的小燒杯里出現(xiàn)了渾濁現(xiàn)象[1]。兩次實驗的現(xiàn)象不盡相同，造成這種現(xiàn)象的原因是什么呢？

【導學】建構認知離子反應與離子方程式概念的模型

（一）離子反應的建模

用電子白板給出離子反應的概念。強調(diào)以下幾點：高中常見的離子反應一定有電解質(zhì)參與反應；離子反應實質(zhì)上是電解質(zhì)電離出的離子之間的反應。

演示實驗：取一支試管，加入適量CuSO4溶液，再滴加KCl 溶液，無明顯現(xiàn)象。讓學生分析混合溶液中電解質(zhì)電離出的離子：Cu2+、SO42-、K+、Cl-，認知微粒之間不發(fā)生化學反應；另取一支試管，加入適量CuSO4溶液，再滴加BaCl2溶液，觀察到溶液出現(xiàn)白色沉淀。讓學生分析混合溶液中電解質(zhì)電離出的離子：Cu2+、SO42-、Ba2+、Cl-，認知微粒之間發(fā)生了化學反應，即Ba2++SO42-=BaSO4↓。

（二）離子方程式的建模

概念：用實際參加反應的_________來表示反應的式子。

讓學生根據(jù)上述實驗建構BaCl2溶液與CuSO4溶液反應的公式：

第一步：寫。正確書寫該反應的化學方程式：BaCl2+CuSO4=______________。

第二步：改。意識到電解質(zhì)中的易溶于水、易電離的物質(zhì)才可為離子的形式，注意那些難溶的電解質(zhì)、非電解質(zhì)(如CO2氣體)、水(可以適當?shù)靥崾臼侨蹼娊赓|(zhì))等仍用化學式表示。則上述反應的化學方程式可改寫為Ba2++2Cl-+Cu2++SO42-=BaSO4↓+______________。

第三步：刪。像數(shù)學方程一樣，刪去方程式兩邊相同(也就是不參加反應)的離子：Ba2++SO42-=_______。

第四步：查。檢查方程式是否滿足質(zhì)量守恒、電荷守恒。

創(chuàng)設目的：通過演示實驗幫助學生建構離子反應與離子方程式概念的認知模型，是課堂教學的重點內(nèi)容，尤其是離子方程式的書寫需要學生消化好并形成步驟[2]。因此，可采取在已有的電解質(zhì)電離的基礎上讓學生展開討論，采取證據(jù)推理的方式自主探究。

【創(chuàng)設情境】演示：①取一支試管，加入適量CuSO4溶液，再滴加NaOH 溶液，觀察到有藍色沉淀生成。

②取一支試管，加入適量NaOH 溶液，先滴加3 滴酚酞溶液，再滴加稀鹽酸，觀察到溶液先變紅，后紅色褪去。

③取一支試管，加入適量Na2CO3溶液，再滴加稀鹽酸，在試管口迅速套一只氣球，觀察到試管中有氣泡產(chǎn)生，氣球變大。

【導學】建構復分解反應類型離子反應發(fā)生條件的認知模型

讓學生寫出離子方程式，歸納其特征。實驗①中有沉淀生成，實驗②中有水生成，實驗③中有氣體放出。

創(chuàng)設目的：一組實驗出現(xiàn)不同現(xiàn)象，據(jù)此讓學生建構不同離子反應發(fā)生條件的認知模型，是一種建立在證據(jù)推理上的認知模型，充分體現(xiàn)了教學實踐中的證據(jù)推理與模型認知核心素養(yǎng)的運用過程[3]。

二、用證據(jù)推理與模型認知深化離子反應的概念

合作交流1：根據(jù)研究的需要，可以從多角度對物質(zhì)進行合理分類，化合物可從電解質(zhì)和非電解質(zhì)的角度進行分類。談談對這種分類的理解。

合作交流2：離子方程式能否表示某一具體的化學反應？說說理由。

創(chuàng)設目的：通過合作交流的方式讓學生進一步挖掘課堂新知，一方面，可以讓不同的智慧進行交融；另一方面，也是對化學概念的推理過程，是深化離子反應概念的過程，可以達到快速提升學生化學核心素養(yǎng)的目的。

三、用證據(jù)推理與模型認知內(nèi)化離子反應的概念

（1）電解質(zhì)和非電解質(zhì)概念的內(nèi)涵與外延。

用化合物電離出離子的種類，對酸、堿、鹽進行分類。

（2）強調(diào)離子方程式可以表示什么樣的化學反應，表示什么類型的離子反應。

離子方程式的概念建模，強調(diào)書寫離子方程式的一般步驟是：寫、改、刪、查。

（3）復分解反應都是離子反應，其發(fā)生反應的條件有沉淀生成、放出氣體或生成水。

創(chuàng)設目的：再次對本節(jié)重點內(nèi)容的模型認知進行畫龍點睛，引導學生歸納總結知識結構。這是用證據(jù)推理與模型認知內(nèi)化離子反應概念的過程，是提升學生化學學科核心素養(yǎng)的不可缺失的環(huán)節(jié)。

結 語

總之，離子反應是高中化學中的兩大反應之一，是認知化學反應原理的基礎，而離子方程式揭示了離子反應的內(nèi)在本質(zhì)。純粹的化學理論知識枯燥、乏味，如果教師滔滔不絕地講授，學生就會望而卻步[4]。因此，對離子反應進行課堂教學，需要將相關化學概念建模化，在演示實驗現(xiàn)象的證據(jù)推理中建構認知模型，讓課堂探究學習的氣氛變得輕松活躍，使課堂教學與學生的身心特點相適應，從而提高課堂教學效率。毋庸置疑，在課堂教學中用證據(jù)推理與模型認知建構離子反應的概念，然后深化離子反應的概念，最后內(nèi)化離子反應的概念，環(huán)環(huán)相扣，學生就能對其有深刻的理解，學生的化學核心素養(yǎng)也會得到有效提升。