在化學(xué)概念教學(xué)中思維模型建構(gòu)的教學(xué)案例

常詩音

摘要：對高中學(xué)生來說，“電解質(zhì)”與“非電解質(zhì)”的概念是高中化學(xué)里的一個重點和難點，理解掌握好這兩個概念，不僅幫助學(xué)生順利地書寫電離方程式，同時也能為后續(xù)離子反應(yīng)書寫和水溶液中的離子平衡打下基礎(chǔ)。本文通過問題討論、對比思考、結(jié)合多媒體輔助教學(xué)等教學(xué)方法，從具體性知識傳授到思維模型建構(gòu)，從知識解析為主到學(xué)生認識發(fā)展為本，以實現(xiàn)抽象概念形象化，微觀世界宏觀化的教學(xué)模式，有效引導(dǎo)學(xué)生從概念理解到思維模型的建構(gòu)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)概念形成;電解質(zhì);思維模型;微觀;宏觀

1 案例背景

化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的一門基礎(chǔ)自然科學(xué)。因此，化學(xué)研究主要是透過宏觀的性質(zhì)、現(xiàn)象分析微觀本質(zhì)。可以認為，“宏觀與微觀的聯(lián)系是化學(xué)不同于其他學(xué)科的特點也是化學(xué)學(xué)科最具特征的思維方式” [1]。

本文的“電解質(zhì)與非電解質(zhì)”是教材化學(xué)必修一第二章化學(xué)物質(zhì)及其變化第二節(jié)離子反應(yīng)教學(xué)內(nèi)容，是在學(xué)習(xí)了物質(zhì)的分類等相關(guān)知識的進一步深入。從抽象的化學(xué)概念學(xué)習(xí)建立學(xué)生學(xué)習(xí)的思維模型，能有效突破知識難點，幫助學(xué)生順利形成知識結(jié)構(gòu)，同時有效培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、知識探究、解決問題的能力，將復(fù)雜問題簡單化，促進教師有效教學(xué)和學(xué)生高效學(xué)習(xí)，讓學(xué)生明白對知識的學(xué)習(xí)不再停留在表面，而要透過現(xiàn)象看本質(zhì)，從具體性知識傳授到思維模型建構(gòu)，從知識解析為主到學(xué)生認識發(fā)展為本，建構(gòu)知識模型→概念模型→思維模型的轉(zhuǎn)變，促進教師有效教學(xué)和學(xué)生高效學(xué)習(xí)。

2 案例描述

根據(jù)知識內(nèi)容、教學(xué)要求，結(jié)合知識點中的重難點、思維分化點，著眼于教學(xué)中“牽一發(fā)而動全身”的知識進行設(shè)計，抓住知識的核心，激發(fā)學(xué)生的求知欲，將知識傳授與思維形成過程有機的結(jié)合在一起。

【創(chuàng)設(shè)情景，引入新課】

教師：同學(xué)們討論生活中有哪些物質(zhì)會導(dǎo)電，為什么？

學(xué)生活動（思考）：金屬會導(dǎo)電，因為有自由移動的電子;酸堿鹽溶液可以導(dǎo)電，比如初中實驗電解水中加入氫氧化鈉增強水的導(dǎo)電性，因為酸堿鹽在水中解離出自由移動的陰陽離子。

【電解質(zhì)與非電解質(zhì)定義引入】

教師講述：我們把這種在水溶液里或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔锝凶鲭娊赓|(zhì)。

教師提問：根據(jù)電解質(zhì)的定義可知，什么是非電解質(zhì)呢？

學(xué)生討論（思考）：在水溶液里和熔融狀態(tài)下均不夠?qū)щ姷幕衔锝凶龇请娊赓|(zhì)。

教師：觀察研究下列那些物質(zhì)是電解質(zhì)，哪些是非電解質(zhì)？

HCl、NaOH、NaCl、Al2O3、CO2、蔗糖、酒精

學(xué)生討論：根據(jù)定義學(xué)生回答電解質(zhì)有HCl、NaOH、NaCl、Al2O3，非電解質(zhì)：CO2、蔗糖、酒精。

教師提問：提醒學(xué)生注意兩個問題，這兩個概念有什么區(qū)別，即 “或”、“和”有什么區(qū)別？電解質(zhì)與非電解質(zhì)對象是什么？

學(xué)生交流：思考并積極回答

教師講解：①“或”是指具備其中一個條件，“和”是指同時具備兩個條件

②研究對象都是化合物

教師提問：學(xué)習(xí)完電解質(zhì)與非電解質(zhì)的概念，接下來我們一起從物質(zhì)分類的角度總結(jié)歸納電解質(zhì)與非電解質(zhì)的類別有哪些？

學(xué)生思考：通過習(xí)題可知有酸堿鹽、金屬氧化物為電解質(zhì)，非金屬氧化物、部分有機物為非電解質(zhì)。

教師補充：還有水、金屬氧化物為電解質(zhì)，除有機酸堿外，絕大多數(shù)有機化合物為非電解質(zhì)，還有某些非金屬化合物如：NH3也屬于非電解質(zhì)。

教師提問：同學(xué)們思考BaSO4、CaCO3、AgCl是電解質(zhì)嗎？（易錯點）

學(xué)生回答：大部分說是，少部分說不是。

教師講解：BaSO4、CaCO3、AgCl都是難溶物，但是也有少部分溶解在水中，少部分溶解的完全電離，他們在融融狀態(tài)也能解離出自由移動的離子而導(dǎo)電。

【電離定義引入】

教師提問：電解質(zhì)導(dǎo)電的原因是什么？

學(xué)生回答：發(fā)生了電離。

教師提問：什么是電離，為什么會發(fā)生電離？

學(xué)生回答：在水溶液或熔融狀態(tài)下解離出自由移動的離子。

3 案例分析

3.1實驗探究與思維建構(gòu)，宏觀實驗與微觀本質(zhì)結(jié)合

本節(jié)課在教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計上始終體現(xiàn)的是先引導(dǎo)學(xué)生從生活實際出發(fā)，舉例進行物質(zhì)導(dǎo)電的分析及推理，再由宏觀實驗來驗證氫氧化鈉的不同存在形式的導(dǎo)電情況進行證據(jù)推理，引導(dǎo)得出電解質(zhì)與非電解質(zhì)的概念，層層遞進，挖掘出物質(zhì)導(dǎo)電的本質(zhì)是因為在水溶液或熔融狀態(tài)下發(fā)生電離，進一步理解電離的概念，理解物質(zhì)在水溶液中的微觀表現(xiàn)形式，從離子的角度去理解微觀世界。

3.2構(gòu)建認知沖突，建立思維模型

“根據(jù)建構(gòu)主義理論，概念的轉(zhuǎn)變就是要促進學(xué)生依靠原有的前概念不斷建構(gòu)科學(xué)的概念”[2]。利用物質(zhì)分類思想是否為化合物，借助外在條件水溶液或熔融狀態(tài)下，剖析物質(zhì)在水中的行為電離，揭示化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，激起學(xué)生新的思考與原有舊觀念的認知沖突，從而建立起辯證的、科學(xué)的、正確的新概念。

3.3新舊知識銜接，思維建模

與學(xué)生過去熟悉的知識對比， 在原有概念的基礎(chǔ)上形成對新概念的理解。根據(jù)學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過離子的形成，酸堿鹽、溶液的相關(guān)概念和酸堿鹽之間的化學(xué)反應(yīng)，前一節(jié)學(xué)習(xí)了物質(zhì)的分類，以舊知識作為銜接橋梁，引入新知識電解質(zhì)的概念，類比得出非電解質(zhì)的概念，進而得出電解質(zhì)導(dǎo)電是在溶液或熔融狀態(tài)下發(fā)生電離，電解質(zhì)的電離為電離方程式的學(xué)習(xí)和離子反應(yīng)方程式書寫埋下伏筆，同時也為選修4化學(xué)反應(yīng)原理第三章水溶液中離子平衡的學(xué)習(xí)作鋪墊。

4案例反思

本節(jié)課的設(shè)計由舊知到新知的引入，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，采用探究性實驗和啟發(fā)式教學(xué)對化學(xué)概念進行思維建模，通過動畫展示，“把課本上的靜態(tài)圖片變?yōu)閯討B(tài)圖片，將微觀過程進行宏觀模擬，對于瞬間發(fā)生的變化進行定格分析”[3]。通過新舊知識的結(jié)合及概念的辨析進一步促進概念的理解把抽象的概念較為形象地展現(xiàn)，化枯燥為生動，教學(xué)效果達到了最佳狀態(tài)：理解透徹、掌握準確、印象深刻、記憶牢固。在教學(xué)理念上不僅關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，更關(guān)注到學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)”[4]。

參考文獻：

[1] 吳海霞. 基于觀念建構(gòu)的化學(xué)概念教學(xué)——以蘇教版選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》“強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)”教學(xué)為例[J]. 中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考， 2014（z1）：20-23.

[2] 洪燕珍.淺析中學(xué)化學(xué)概念轉(zhuǎn)變教學(xué)[J].化學(xué)教學(xué)，2009（2）：27-29.

[3] 羅顯昭. Flash動畫在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 教育科學(xué)論壇， 2016（10）：45-46.

[4] 張紅俊. “難溶電解質(zhì)的溶解平衡”復(fù)習(xí)課教學(xué)案例與評析[J]. 中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考， 2008（10）：28-29.