微觀世界的宏觀具象：離子反應(yīng)教學(xué)策略探析

李鑫悅，邱瑩瑛，張 欣

（江蘇師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221116）

人教版高中化學(xué)教材改版后，離子反應(yīng)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容在位置上較老版教材有所提前。在新版教材中，該部分內(nèi)容位于2019人教版高中化學(xué)必修一第一章《物質(zhì)及其變化》的第二節(jié)，上承“物質(zhì)的分類及其轉(zhuǎn)化”，下啟“氧化還原反應(yīng)”。有效掌握這部分的內(nèi)容，能夠讓學(xué)生較為輕松地學(xué)習(xí)和理解沉淀溶解平衡、原電池和鹽類水解等方面的知識，是學(xué)生了解和掌握化學(xué)物質(zhì)的一項必要儲備。國家教育部編撰的2017年版《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中就明確提出，學(xué)習(xí)該部分內(nèi)容的目的主要是讓學(xué)生學(xué)會以微觀視角認(rèn)識化學(xué)物質(zhì)，揭示化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)，幫助學(xué)生形成微粒觀。

1 離子反應(yīng)在高中教材中的地位與特點(diǎn)

微觀粒子世界具有“看不見、摸不著”的特點(diǎn)，因此，對于高一年級的新生來說，掌握、理解離子反應(yīng)相關(guān)知識具有一定難度。在高中階段，離子反應(yīng)部分的內(nèi)容始終是普通高中化學(xué)教學(xué)和學(xué)習(xí)的重點(diǎn)及難點(diǎn)。對于全體高中生來說，該部分是必修內(nèi)容，在高中學(xué)業(yè)水平測試以及高考中占有很大比例，學(xué)生在今后的日常生活中也能接觸到與離子反應(yīng)相關(guān)的現(xiàn)象，該部分知識被廣泛應(yīng)用于社會的各個領(lǐng)域中。 2017年發(fā)布的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，針對學(xué)生在核心知識的理解和認(rèn)知方面進(jìn)行了強(qiáng)化，并改善了認(rèn)識視角對其進(jìn)行修訂，提倡激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的探究意識，使學(xué)生能通過更加多樣化的學(xué)習(xí)方式來形成更有創(chuàng)新性的思維方法，使其化學(xué)學(xué)科方面的核心素養(yǎng)也能夠得到培養(yǎng)和提升。

“離子反應(yīng)”這一節(jié)主要分為兩部分內(nèi)容：電解質(zhì)的電離和離子反應(yīng)。在介紹離子反應(yīng)之前，需要先介紹電解質(zhì)和電離的概念，為學(xué)生理解和學(xué)習(xí)離子反應(yīng)奠定基礎(chǔ)。對于大部分學(xué)生來說，“離子反應(yīng)”課程的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容是較為抽象的，即在理論方面的學(xué)習(xí)壓力更大，需要學(xué)生更多地思考和探究。因此，在編寫教材時，需要通過構(gòu)建一些具有趣味性的情景來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，誘導(dǎo)學(xué)生自行思考。在呈現(xiàn)方式上，教材一方面緊密結(jié)合實驗引入概念，充分發(fā)揮實驗在化學(xué)概念學(xué)習(xí)中“現(xiàn)象直觀、通俗易懂、利于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣”的重要功能；另一方面注重基于實驗證據(jù)（宏觀現(xiàn)象）進(jìn)行分析和推理，逐步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)導(dǎo)電性及電解質(zhì)在溶液中反應(yīng)的本質(zhì)特征（微觀實質(zhì)），建立電離與離子反應(yīng)的概念模型，讓學(xué)生體會模型在解釋化學(xué)現(xiàn)象、揭示現(xiàn)象的本質(zhì)中發(fā)揮的重要作用，培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)。

2 離子反應(yīng)成為教學(xué)難點(diǎn)的原因

難點(diǎn)是指學(xué)生在經(jīng)過預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)以后，仍然難以理解的知識點(diǎn)，其產(chǎn)生的原因主要有3點(diǎn)：一是知識點(diǎn)本身難度較大，二是教師教學(xué)方式可能存在問題，三是學(xué)生的理解能力和接受程度等方面存在較大的差距[1]。

在針對該課程的教學(xué)難點(diǎn)進(jìn)行剖析時，筆者認(rèn)為，最關(guān)鍵的一點(diǎn)是學(xué)生能否吸收課程中與生活實際聯(lián)系較少、更加感性化和具體化的內(nèi)容。教學(xué)難點(diǎn)主要在教學(xué)過程中產(chǎn)生，一般來說，教學(xué)難點(diǎn)的理論性和抽象性較強(qiáng)，容易制約學(xué)生思維，學(xué)生短時間難以掌握[2]。任課教師在教學(xué)過程中確定教學(xué)難點(diǎn)時，要充分考慮學(xué)生的個人學(xué)習(xí)能力，這是因為不同的班級、學(xué)生存在基礎(chǔ)知識和認(rèn)知水平發(fā)展情況的差異，所以教學(xué)難點(diǎn)也不同[3]。

2.1 學(xué)生學(xué)習(xí)的心理

在“離子反應(yīng)”這一節(jié)中，《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）要求學(xué)生在認(rèn)識電解質(zhì)的同時，也要通過電離方程式來表示電解質(zhì)的電離過程，同時學(xué)會概括、總結(jié)離子反應(yīng)的條件，掌握鑒別各種常見離子的方法。對于高中生來說，雖然離子反應(yīng)相關(guān)內(nèi)容的抽象性較強(qiáng)，但學(xué)生并不能通過自然的、直觀的經(jīng)驗直接轉(zhuǎn)換成微觀世界的認(rèn)知，所以，學(xué)生在學(xué)習(xí)該部分內(nèi)容時，往往不能直觀地理解，有時甚至?xí)驗檩^大的學(xué)習(xí)壓力而產(chǎn)生逆反心理，起到完全相反的效果。一般而言，學(xué)生在學(xué)習(xí)此章節(jié)時，重點(diǎn)和難點(diǎn)都集中在辨析電解質(zhì)概念和書寫電離方程式等方面[4]。實際上，微粒的世界距離學(xué)生的生活十分遙遠(yuǎn)，學(xué)生需要通過很強(qiáng)的意志力進(jìn)行抽象的理解和科學(xué)的想象，從而積累間接經(jīng)驗。

突破離子反應(yīng)教學(xué)難點(diǎn)的關(guān)鍵在于教師對于電解質(zhì)概念的教學(xué)方式，在此過程中，要求教師注意對電解質(zhì)、非電解質(zhì)概念的延伸和辨析，這對于后面知識的學(xué)習(xí)具有重要的基礎(chǔ)性作用。

2.2 教師教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方法

首先，高中化學(xué)教師在講解離子反應(yīng)相關(guān)內(nèi)容時，主要采用講授法。通過概念的講解和理論知識的灌輸，完成離子反應(yīng)的教學(xué)，學(xué)生很難在此教學(xué)模式下產(chǎn)生學(xué)習(xí)的積極性，對于較為抽象的知識點(diǎn)也不能很好地吸收，更不能在頭腦中建立微粒觀。因此，學(xué)生在理解和掌握離子反應(yīng)的內(nèi)容時，通常會面臨很多問題。其次，在教學(xué)過程中，時間緊、任務(wù)重，一些教師在設(shè)計教學(xué)活動時，以升學(xué)考試為主，時常會為了完成任務(wù)而縮短教學(xué)時間，減少化學(xué)實驗的演示和操作，將實驗的探索與實踐視作浪費(fèi)教學(xué)時間的活動，無法充分發(fā)揮化學(xué)實驗的教學(xué)價值。學(xué)生在此教學(xué)模式下，難以自主開展探索和聯(lián)想，很難產(chǎn)生探索知識的欲望和發(fā)散思維。最后，不同學(xué)校、不同班級中的學(xué)生各不相同，教師的精力也十分有限，無法精準(zhǔn)地掌握每個學(xué)生的特點(diǎn)，在教學(xué)中很難做到因材施教，進(jìn)而進(jìn)行有差異、有針對性的教學(xué)，最終導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。因此，教師在教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式上，要努力探尋更加適合學(xué)生的方式方法，盡力做到因材施教，正確引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究，提升化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量和效果。

2.3 教材內(nèi)容的編排

離子反應(yīng)的內(nèi)容與新版教材必修1《化學(xué)反應(yīng)原理》中的第二章“化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡”、第三章“水溶液中的離子反應(yīng)與平衡”密切相關(guān)，但由于學(xué)習(xí)時間間隔較長，學(xué)生難以全面地掌握這些知識點(diǎn)，更難以將這些知識聯(lián)系到一起，且該部分內(nèi)容的知識點(diǎn)繁雜，具有很強(qiáng)的邏輯性和理論性，大部分學(xué)生很難做到融會貫通。但研究這些問題有助于科學(xué)家對化學(xué)本質(zhì)進(jìn)行探索，對工農(nóng)業(yè)發(fā)展、人類日常生活、生命活動和環(huán)境保護(hù)等方面具有重要意義。

此外，在目前基礎(chǔ)教育界大力提倡貫徹落實核心素養(yǎng)的前提下，離子反應(yīng)的相關(guān)內(nèi)容與社會發(fā)展和人們的生活實際關(guān)系緊密，是教師培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的有力工具。教師在開展該版塊的教學(xué)時，需要付出更多的時間，以保證學(xué)生能夠完全掌握知識點(diǎn)，所以，迫切需要教育工作者們探索合理有效的教學(xué)策略。在離子反應(yīng)的教學(xué)中，教師要幫助學(xué)生認(rèn)識水溶液中的微粒存在及微粒間的相互作用，建立微粒作用觀念，理解離子反應(yīng)本質(zhì)。因此，經(jīng)過對教學(xué)內(nèi)容的研究和思考而形成的教學(xué)策略，可以十分高效地達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

3 以宏觀表征微觀：突破離子反應(yīng)教學(xué)難點(diǎn)的教學(xué)策略

教學(xué)策略是構(gòu)成、實施課程計劃的特定的全部教學(xué)技術(shù)和教學(xué)方法的總和[5]，能夠反映教師對特定教學(xué)內(nèi)容的理解以及對教學(xué)技術(shù)和教學(xué)方法的熟練運(yùn)用[6]。教師針對不同的教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)建特定的教學(xué)情境，組織學(xué)生開展相關(guān)活動，并通過特定的教學(xué)方法來完成預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生能夠高效地完成學(xué)習(xí)任務(wù)[7]。

化學(xué)教學(xué)策略是化學(xué)教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，對教學(xué)情境、教學(xué)活動類型、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、所學(xué)知識的類型和順序開發(fā)和實施的一組方法。

3.1 結(jié)合化學(xué)實驗，創(chuàng)建宏觀現(xiàn)象與微觀反應(yīng)之間的聯(lián)系

實驗部分在高中化學(xué)學(xué)科中十分重要，《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）明確指出，實驗是學(xué)生在進(jìn)行化學(xué)知識學(xué)習(xí)過程中的重要環(huán)節(jié)。因此，教師在教學(xué)過程中，要加強(qiáng)實驗部分的教學(xué)和應(yīng)用，引入學(xué)生易理解、好操作的化學(xué)小實驗、趣味實驗、多媒體數(shù)字化實驗等，以此充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)、進(jìn)行科學(xué)探究的興趣。教師在對微觀世界中的粒子變化進(jìn)行講解時，配合宏觀上的實驗現(xiàn)象，學(xué)生在這樣的教學(xué)中會更加深入地理解相關(guān)知識，更全面地掌握課本內(nèi)容。這種宏微結(jié)合的教學(xué)，能夠使學(xué)生將離子反應(yīng)的微觀本質(zhì)和宏觀現(xiàn)象聯(lián)系起來，使學(xué)生真正理解“生成沉淀、氣體和水”是離子反應(yīng)發(fā)生的條件，為后續(xù)知識的學(xué)習(xí)奠定堅實基礎(chǔ)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生對實驗進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，培養(yǎng)和提高學(xué)生自主探究的能力。教師要充分將實驗探究和證據(jù)推論相結(jié)合，幫助學(xué)生建立“宏觀現(xiàn)象”與“微觀粒子”之間的關(guān)聯(lián)，以實驗為手段，讓學(xué)生認(rèn)識離子反應(yīng)的微觀本質(zhì)，體驗從宏觀到微觀、從實驗現(xiàn)象到反應(yīng)本質(zhì)的科學(xué)認(rèn)知和思考過程，通過證據(jù)推理和模型認(rèn)知，初步形成分析水溶液中微粒間作用的基本思路，使學(xué)生突破學(xué)習(xí)上的障礙。

3.2 利用多媒體動畫教學(xué)，形象地展示微觀粒子變化過程，使其具象化

宏觀物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的，物質(zhì)的本質(zhì)變化是由微粒性質(zhì)決定的。在離子反應(yīng)的教學(xué)中，教師可選擇性地進(jìn)行可視化教學(xué)，熟練使用多媒體教學(xué)技術(shù)，為學(xué)生呈現(xiàn)離子反應(yīng)的內(nèi)部過程示意圖或者動畫片，使學(xué)生能夠直觀地觀察和感知到微觀世界的動態(tài)變化，通過思考，加深對離子反應(yīng)變化的理解。在實際開展教學(xué)時，離子反應(yīng)中的微粒反應(yīng)變化情況一直是重點(diǎn)和難點(diǎn)，教師在教學(xué)過程中，可以充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，將微觀世界的反應(yīng)過程有效放大，使學(xué)生可以從更加直觀的角度認(rèn)識微觀世界。建構(gòu)主義教學(xué)觀認(rèn)為，有效的學(xué)習(xí)需要在一定的情境中進(jìn)行，多媒體技術(shù)的出現(xiàn)為創(chuàng)設(shè)生動活潑、形象直觀的情景教學(xué)提供了可能，為學(xué)生有效建構(gòu)微粒觀提供了助力。多媒體將抽象的內(nèi)容具體化，直觀地展示在學(xué)生面前，再借助宏觀上的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象，為學(xué)生理解有關(guān)概念和微觀世界奠定堅實基礎(chǔ)。教育學(xué)之父夸美紐斯認(rèn)為，感官是學(xué)習(xí)所有知識的根源。例如講到氯化鈉的電離時，通過動畫模擬，將氯化鈉分子分裂成氯離子和鈉離子，帶領(lǐng)學(xué)生書寫電離方程式，可以幫助學(xué)生感知變化過程，加深學(xué)生腦海中對于電離知識的印象。在高中化學(xué)教學(xué)中，敢于利用多媒體動畫教學(xué)展示微觀世界的特點(diǎn)和變化過程，對于教師突破微觀教學(xué)的難點(diǎn)、學(xué)生樹立微粒觀有較大助益。

3.3 重新編排教學(xué)內(nèi)容，注重聯(lián)系與反饋

針對當(dāng)下高中化學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀，教師需要通過深入研究教材來達(dá)到更好的教學(xué)效果。教師要熟悉教材的內(nèi)容，有效地整合和編排離子反應(yīng)的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，發(fā)掘教材中相關(guān)的知識點(diǎn)，在這些知識中建立有效聯(lián)系，使學(xué)生能夠站在全新的視角了解離子反應(yīng)的相關(guān)知識，幫助學(xué)生借助離子反應(yīng)方程式理解和學(xué)習(xí)微粒在反應(yīng)過程中所發(fā)生的實際變化。教師在教學(xué)過程中要讓學(xué)生有充足的時間去探究和理解離子反應(yīng)的過程和條件。同時，教師要及時關(guān)注學(xué)生掌握這部分內(nèi)容的情況，通過布置學(xué)習(xí)任務(wù)等方式，得到學(xué)生學(xué)習(xí)成果的反饋，確保教學(xué)的有效性。

3.4 構(gòu)建微觀世界的教學(xué)情境，促使學(xué)生形成微粒觀

在離子反應(yīng)的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生無法通過肉眼看到粒子，也無法看見微粒間的相互作用。因此，對于他們來說，建構(gòu)有效的微粒觀具有很大難度。在離子反應(yīng)的教學(xué)過程中，教師常利用微觀的化學(xué)式來幫助學(xué)生建立離子反應(yīng)的微粒觀，如通過三維立體的粒子運(yùn)動圖像加深學(xué)生的記憶。教師可以通過構(gòu)建微觀世界的教學(xué)情境，將學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容串聯(lián)起來，構(gòu)建一個完整的化學(xué)學(xué)習(xí)體系。在構(gòu)建教學(xué)情境的同時，教師以發(fā)展學(xué)生的微粒觀為目的，將化學(xué)知識的本質(zhì)與現(xiàn)實中的實例和現(xiàn)象相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生自主探究的動力和學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，發(fā)散學(xué)生的思維，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)更加抽象的理論知識，使學(xué)生的學(xué)習(xí)能力能夠在探索的過程中得到提高。構(gòu)建微觀世界的教學(xué)情境，促使學(xué)生形成微粒觀，在幫助學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)實質(zhì)、解釋宏觀現(xiàn)象等方面具有重要的作用。

4 結(jié)語

通過宏觀現(xiàn)象表征微觀反應(yīng)，尋求離子反應(yīng)的有效教學(xué)策略。結(jié)合化學(xué)實驗、利用多媒體動畫教學(xué)、編排教學(xué)內(nèi)容、以微觀世界為基礎(chǔ)構(gòu)建模擬教學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生自主探究相關(guān)知識的能力，使學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)能力得到提升，促使其更好地理解化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)。在教學(xué)過程中，在深入研究新版高中化學(xué)教材的同時，合理利用、開發(fā)多媒體資源，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，提高教師的教學(xué)效率，幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)的微粒觀，使學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)得到培養(yǎng)和提高。微粒作用是中學(xué)化學(xué)的一個核心概念，構(gòu)建學(xué)生對于微觀世界的認(rèn)識，從微觀視角出發(fā)來認(rèn)識化學(xué)知識和本質(zhì)規(guī)律，是高中化學(xué)教學(xué)的一項重要任務(wù)。通過宏觀現(xiàn)象來表征微觀反應(yīng)，對于離子反應(yīng)教學(xué)乃至整個高中階段的化學(xué)教學(xué)都有重要意義。