層層遞進(jìn)談守恒，循循善誘成素養(yǎng)

徐嘉慧

摘要：本文以人教版新教材下《水溶液中的守恒關(guān)系》一課為例，從學(xué)生已有認(rèn)知體系出發(fā)，緊抓“分步”、“微弱”、“守恒”等關(guān)鍵詞，設(shè)計(jì)一系列遞進(jìn)式問(wèn)題情境，發(fā)揮學(xué)生主體地位，調(diào)動(dòng)學(xué)生思維積極性，讓學(xué)生從問(wèn)題中思考，在問(wèn)題中學(xué)習(xí)，在思維的碰撞中形成守恒觀，強(qiáng)化變化觀，逐步引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中形成良好的化學(xué)核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：守恒關(guān)系;核心素養(yǎng);新教材;新課標(biāo)

1 文獻(xiàn)分析

1.1 化學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵與分析

在化學(xué)核心素養(yǎng)中，素養(yǎng)1“宏觀辨識(shí)與微觀探析”著眼于化學(xué)世界的“是什么”與“為什么”，要求學(xué)生建立物質(zhì)多樣性的意識(shí)。強(qiáng)調(diào)從微觀角度對(duì)物質(zhì)進(jìn)行一系列分析，并能在微觀與宏觀之間進(jìn)行科學(xué)轉(zhuǎn)化，建立“結(jié)構(gòu)”與“性質(zhì)”之間的聯(lián)系。素養(yǎng)2“變化觀念與平衡思想”強(qiáng)調(diào)多角度分析化學(xué)反應(yīng)，要求學(xué)生樹(shù)立“變”與“定”辯證統(tǒng)一的意識(shí)。理解并運(yùn)用“質(zhì)量守恒”、“能量守恒”、“電荷守恒”等定律0。素養(yǎng)3“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”要求學(xué)生具有證據(jù)意識(shí)，通過(guò)分析推理建立認(rèn)知模型，并能以此解釋現(xiàn)象，揭示規(guī)律。0

1.2 對(duì)關(guān)于“電解質(zhì)溶液中守恒關(guān)系”教學(xué)案例的文獻(xiàn)分析

前人對(duì)水溶液中守恒關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)的探討主要體現(xiàn)在抓住分析的思路關(guān)鍵和解題方法的歸納總結(jié)。如龐紅梅老師提出的“加和法”可快速解決單一溶質(zhì)或者兩種溶質(zhì)等量（或不等量）混合的溶液里出現(xiàn)的“質(zhì)子守恒”問(wèn)題。而這個(gè)守恒其實(shí)是建立在學(xué)生已經(jīng)熟練理解和掌握“電荷守恒”與“元素質(zhì)量守恒”的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)方法把兩等式進(jìn)行組裝即可得到。這些教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)的合適時(shí)間節(jié)點(diǎn)通常出現(xiàn)在高二完成反應(yīng)原理新授課之后，或是高三一輪復(fù)習(xí)過(guò)程中，又或者是在統(tǒng)考前的小專(zhuān)題復(fù)習(xí)強(qiáng)化過(guò)程內(nèi)。而把“電荷守恒”與“元素質(zhì)量守恒”作為新授課內(nèi)容，與新教材把這兩個(gè)守恒關(guān)系顯性化處理緊密掛鉤，讓學(xué)生能在學(xué)習(xí)過(guò)程中強(qiáng)化分類(lèi)觀、微粒觀、變化觀和守恒觀，是筆者本文重點(diǎn)呈現(xiàn)的內(nèi)容。

下面以新教材下《鹽類(lèi)水解》一節(jié)中“水溶液中的守恒關(guān)系”新授課的教學(xué)設(shè)計(jì)片段與實(shí)施為例，探討在新課標(biāo)的指導(dǎo)下，如何于教學(xué)過(guò)程中提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

2 教材分析

在舊教材中，人教版、蘇教版及魯科版等幾個(gè)版本內(nèi)均沒(méi)有將電解質(zhì)溶液中的“電荷守恒”與“物料守恒”明確地編入呈現(xiàn)。而溶液中的粒子守恒關(guān)系及其相關(guān)的粒子濃度大小比較又是歷年來(lái)高考中考查學(xué)生化學(xué)基本理論知識(shí)方面的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。新教材對(duì)溶液中粒子的守恒關(guān)系進(jìn)行了顯性呈現(xiàn)和表述修正。在《化學(xué)選擇性必修1》第72頁(yè)的<方法引導(dǎo)>中，教材明確指出“電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子所帶的電荷總數(shù)與陰離子所帶的電荷總數(shù)相等，即電荷守恒，溶液呈電中性?！本湍畴x子所含的某種元素而言，“其質(zhì)量在變化前后是守恒的，即元素質(zhì)量守恒?！?并以Na2CO3溶液為例，簡(jiǎn)潔明了地分析并呈現(xiàn)了該溶液中的電荷守恒及元素質(zhì)量守恒等式。

3 教學(xué)過(guò)程片段摘錄及分析

<教學(xué)環(huán)節(jié)一> ?新課開(kāi)始前——巧設(shè)問(wèn)題情景，消除恐懼心理

【問(wèn)題引入】：進(jìn)入本課內(nèi)容之前先請(qǐng)同學(xué)們思考回答幾個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題：1L含1mol Na2SO4的水溶液中存在哪些微粒？

【生答，師副板書(shū)】：Na+、SO42-、H+、OH-

【問(wèn)題引導(dǎo)】：你會(huì)如何對(duì)這4種離子進(jìn)行分類(lèi)？

【生答】：可分為陰離子和陽(yáng)離子兩類(lèi)！（爭(zhēng)相回答，表示簡(jiǎn)單）

【分析】：溶液呈電中性，所以陽(yáng)離子的電荷總量=陰離子的電荷總量

【板書(shū)】：n（Na+）+ n（H+）= 2n（SO42-）+ n（OH-）

【分析】：又因?yàn)殡x子所處溶液體積相同，則上述等式可改寫(xiě)為：c（Na+）+ c（H+）= 2c（SO42-）+ c（OH-）

【問(wèn)題引導(dǎo)】：同學(xué)們能否算出這1L含1mol Na2SO4的水溶液中Na+和SO42-的物質(zhì)的量分別為多少呢？

【生A】：分別是2mol和1mol?。ㄊ熘膯?wèn)題，反應(yīng)迅速）

【師答】：很好！我們可以把兩者的量用比例式表達(dá)出來(lái)，就像這樣：

【板書(shū)】：n（Na+）：n（SO42-） = 2：1，則n（Na+）= 2n（SO42-），同一體積的溶液中就有了c（Na+）= 2c（SO42-）

【總結(jié)】：像這樣的等量關(guān)系也普遍存在于其它的電解質(zhì)溶液中，通常把它們稱為“水溶液中的守恒關(guān)系”

【設(shè)計(jì)意圖及效果】：

教師從學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)0入手，用主體熟悉的情境和問(wèn)題引入，成功消除學(xué)生對(duì)理論性知識(shí)新授課的恐懼心理。巧妙運(yùn)用分類(lèi)觀念切入設(shè)問(wèn)，突破學(xué)生思維障礙，自然點(diǎn)明中心內(nèi)容，為緊接著的概念引出及詮釋降低理解難度。

<教學(xué)環(huán)節(jié)二> ?明確“電荷守恒”和“元素質(zhì)量守恒”概念后——強(qiáng)化平衡思想，助成核心素養(yǎng)

【問(wèn)題引導(dǎo)】：Na2CO3固體溶于水中的第一行為是......？

【生B】：碳酸根水解？

【生C】：不是的，碳酸鈉是強(qiáng)電解質(zhì)，它首先會(huì)完全電離！

【師點(diǎn)評(píng)】：C同學(xué)回答正確。我們可以輕易寫(xiě)出碳酸鈉得電離方程式

【副板書(shū)】：Na2CO3 = 2Na++ CO32-

【分析引導(dǎo)】：碳酸鈉在完全電離后某些微粒的可逆行為決定著溶液中存在的粒子種類(lèi)與濃度，也會(huì)體現(xiàn)在“電荷守恒”和“元素質(zhì)量守恒”等式中。下面請(qǐng)同學(xué)們分組討論，群策群力，完成學(xué)案中[問(wèn)題組2]的（2）至（4）小題。

【投影】（學(xué)生代表分別把小組答案的（2）、（3）、（4）小題答案板書(shū)，教師參與討論、批改）

【師分析總結(jié)】：溶液中CO32-的第一步水解是微弱的，第二步水解在第一步的抑制下更弱;此外，溶液中還存在水的電離平衡。

【設(shè)計(jì)意圖及效果】：

創(chuàng)設(shè)遞進(jìn)式問(wèn)題情境，讓學(xué)生運(yùn)用剛學(xué)完的鹽類(lèi)水解知識(shí)，結(jié)合水的電離平衡知識(shí)，明確決定溶液中微粒種類(lèi)和影響微粒濃度大小的主要平衡體系。教師指出由微弱水解產(chǎn)生的HCO32-和H2CO3太少，這里可以忽略它們的后續(xù)行為，幫助學(xué)生把問(wèn)題簡(jiǎn)化，避免誤入思考的死循環(huán)。

4 教學(xué)反思

在課后的訪談中，學(xué)生反饋學(xué)習(xí)感受良好，普遍認(rèn)為在本課中對(duì)溶液中的守恒關(guān)系有了較深刻的認(rèn)識(shí)，部分學(xué)生還能較詳細(xì)地說(shuō)出如NH4Cl、CH3COONa等溶液的守恒關(guān)系和粒子濃度大小關(guān)系。但對(duì)于綜合性較強(qiáng)的題目情境，需要學(xué)生樹(shù)立并能善用守恒思想，熟練掌握?qǐng)D像數(shù)據(jù)處理技巧，并把攫取的有用信息進(jìn)行準(zhǔn)確處理。學(xué)生這種素養(yǎng)和技能的強(qiáng)化，還需要老師在后續(xù)的教學(xué)中，對(duì)同類(lèi)型專(zhuān)題繼續(xù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和斟酌。

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