基于“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的復(fù)習(xí)策略*
——以“水溶液中的離子平衡”為例

趙亞君 趙文嬌

(河北省固安第一中學(xué) 河北 廊坊 065500)

引言

“水溶液中的離子平衡”是高二化學(xué)選擇性必修一第三章的內(nèi)容，它是化學(xué)平衡的延伸和拓展。因此在學(xué)習(xí)過程中會延續(xù)化學(xué)平衡的一些學(xué)習(xí)方法，這也更考驗學(xué)生對上一單元的化學(xué)平衡的掌握程度。“水溶液”這一知識點貫穿整個高中化學(xué)，而這一部分的內(nèi)容知識點比較繁瑣復(fù)雜，所以教師在這一部分的備課過程中很明顯需要花費更多的時間，因此，在針對化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升以及“水溶液中的離子平衡”的研究顯得尤為重要。并且利用“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”進(jìn)行水溶液中的離子平衡的復(fù)習(xí)，并提出相應(yīng)的復(fù)習(xí)策略，并讓學(xué)生能夠進(jìn)一步加深了解。

1.證據(jù)推理與模型認(rèn)知之間的重要關(guān)系

理科的教學(xué)中，很多都涉及到推理的關(guān)系，其中，就化學(xué)學(xué)科而言，推理很重要，特別是對于一些反應(yīng)式而言，如果沒有一定的推理能力，那么，想要學(xué)好化學(xué)反應(yīng)，記住化學(xué)反應(yīng)的方程式是十分困難的，毫無依據(jù)的去背這些字母之間的化學(xué)推理公式是十分費勁的。因此，學(xué)生要想學(xué)好化學(xué)必須要具有一定的推理思維，其中，證據(jù)推理，對于化學(xué)的學(xué)習(xí)是十分有必要的。很多人都知道，在化學(xué)的教學(xué)過程當(dāng)中，利用模型的教學(xué)是十分有必要的，但是并非數(shù)學(xué)模型那樣簡單，可以直觀的看出式子關(guān)系，化學(xué)模型要利用一些物理物質(zhì)來代替化學(xué)物質(zhì)，通過物體的反應(yīng)來掩飾物質(zhì)之間化學(xué)變化的微妙反應(yīng)，所以，如果學(xué)生不具有一定的推理思維以及想象思維，那么，從物體與物體之間的模型變化根本看不出其中的化學(xué)反應(yīng)。因此，證據(jù)的推理與模型認(rèn)知有著重要的聯(lián)系，證據(jù)推理可以說是一種心理層面的模型認(rèn)知，化學(xué)教學(xué)的過程中，可以，通過理論的教學(xué)，讓學(xué)生有一定的推理證據(jù)，然后在心理層面形成自己對模型的推理，推理的過程當(dāng)中，又不脫離理論證據(jù)的判斷，這樣解題或是學(xué)習(xí)的時候就可以達(dá)到一定的想象能力，并且想象出來的結(jié)果是有一定證據(jù)證明的是符合化學(xué)理論的。在證據(jù)推理的過程當(dāng)中，在學(xué)生內(nèi)心形成的結(jié)論也是一種簡單的模型認(rèn)知，想要形成一定的模型認(rèn)知，那么，內(nèi)心必須要有科學(xué)的證據(jù)，并且能夠根據(jù)化學(xué)之間的邏輯關(guān)系進(jìn)行推理，簡而言之，模型認(rèn)知的前提是證據(jù)推理，證據(jù)推理的過程當(dāng)中，只要證據(jù)符合科學(xué)理論，有一定的邏輯關(guān)系，那么推模型的認(rèn)知一定是正確而合理的，所以二者缺一不可，有著十分重要的關(guān)系。在證據(jù)推理的過程中，如果學(xué)生的理論學(xué)習(xí)不夠扎實，想象能力不夠豐富，思維能力沒有邏輯化，那么，無法形成模型認(rèn)知，如果在教師的強力引導(dǎo)下，直接有了模型認(rèn)知，那么，學(xué)生對該模型的記憶達(dá)不到長久的記憶，也起不到實際的運用，在做題的過程中，學(xué)生根本無法利用已有的模型認(rèn)知去解決問題，他們根本不知道此模型是哪類反應(yīng)來的，也不知道該模型可以運用于哪些問題的解決當(dāng)中，所以在教學(xué)的過程中，教師首先要讓學(xué)生有扎實的理論知識，具備一定的推理證據(jù)，才可以有邏輯性的從心理層面構(gòu)成一定的模型認(rèn)知。模型認(rèn)知并不是在形成后就完全正確的模型，在認(rèn)知形成后，也需要基于新證據(jù)的一些修正，然后加深對模型的本質(zhì)認(rèn)識。就原電池模型來說，雖然這個模型在很早以前就已經(jīng)形成了，但是在教學(xué)過程中，對學(xué)生來說，還是一個新的模型認(rèn)知，在剛接觸化學(xué)初期，學(xué)生的理論學(xué)習(xí)還不夠扎實，推理證據(jù)也不是很充實，對模型缺乏一些比較性，在認(rèn)知的過程當(dāng)中，無法去忽略那些非本質(zhì)的關(guān)系和因素，但是在后期的學(xué)習(xí)當(dāng)中，隨著各種各樣的模型出現(xiàn)，理論認(rèn)知也不斷加深，就會不自覺的去剔除那些非本質(zhì)的關(guān)系，使模型得到一定的修正，最開始的認(rèn)知是銅鋅原電池的反應(yīng)模型，然后教師在教學(xué)的過程中會加入一些鹽橋、離子膜、電極等相關(guān)的知識，當(dāng)學(xué)生學(xué)完所有的知識后，就會基于新證據(jù)下，對原模型進(jìn)行一定的修正，然后在內(nèi)心達(dá)到，看到這類型的反應(yīng)就能寫出這類化學(xué)式的程度。

2.水溶液中的離子平衡單元內(nèi)容分析

2.1 知識概括。本章的學(xué)習(xí)是基于上一單元的化學(xué)平衡原理，水溶液中的離子平衡和化學(xué)平衡的知識點密切聯(lián)系，尤其是平衡的建立和平衡移動的原理的知識以及學(xué)習(xí)的方法都是大同小異，因此可直接用學(xué)習(xí)化學(xué)平衡的學(xué)習(xí)方法來進(jìn)行離子平衡的學(xué)習(xí)，這也就說明水溶液中的離子平衡是化學(xué)平衡的延伸與拓展。通過對本章的學(xué)習(xí)，不僅可以對之前學(xué)過的強弱電解質(zhì)、離子反應(yīng)以及離子方程的進(jìn)一步理解，而且本章的電離平衡、鹽類的水解、離子濃度的大小比較也是歷年高考的重點考試對象，因此這部分知識點的學(xué)習(xí)尤為重要。

2.2 知識點分析。本章知識點較為繁瑣，這要分為四大類：第一個是電離平衡，這一部分需要掌握電離平衡的影響因素以及電離常數(shù)的計算；第二個是水的電離和溶液的酸堿性，這一部分需要掌握水的電離的相關(guān)方程式書寫、水的離子積以及溶液酸堿性的判斷和pH值的計算；第三部分是鹽類的水解，這一部分需要掌握的是它的相關(guān)規(guī)律(誰弱誰水解，誰強顯誰性，越弱越水解，都弱都水解，無弱不水解，同強顯中性。)、影響因素以及它的相關(guān)應(yīng)用(比如比較濃度的大小、判斷溶液的酸堿性等)；最后一類是難容電解質(zhì)的溶解平衡，這部分知識點需要掌握的是它的相關(guān)應(yīng)用，比如沉淀的生成、沉淀的溶解、沉淀的轉(zhuǎn)化。因此學(xué)生在學(xué)習(xí)本章的知識點的時候要有計劃性的學(xué)習(xí)，學(xué)會構(gòu)建思維導(dǎo)圖，這樣能幫助學(xué)生高效的學(xué)習(xí)。

3.基于“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的復(fù)習(xí)策略

3.1 把握核心概念，完善知識結(jié)構(gòu)。復(fù)習(xí)最好的方法之一就是回顧課本內(nèi)容，在把課本內(nèi)容熟記于心的基礎(chǔ)上，再將理論聯(lián)系實際?？档抡f：“凡是在理論上正確的，在實踐上也必定有效?！庇纱丝梢钥闯鲈谙胍獙嵺`以前，理論必不可少。在查閱相關(guān)資料中發(fā)現(xiàn)有些人認(rèn)為，證據(jù)推理與模型認(rèn)知是基礎(chǔ)和水平的進(jìn)階關(guān)系，證據(jù)推理的高水平是模型認(rèn)知，而模型認(rèn)知是基于證據(jù)推理的論據(jù)。因此，在復(fù)習(xí)本章水溶液中的離子平衡的過程中，基礎(chǔ)知識是必不可少的。

例如，教師在帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行“水溶液中的離子平衡”這一章復(fù)習(xí)過程中時，以電解質(zhì)為例。首先說明電解質(zhì)的定義：是指在水溶液中或熔化狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物就叫做電解質(zhì)。然后再以表格的形式將電解質(zhì)分為強電解、質(zhì)弱電解質(zhì)，并且對兩種電解質(zhì)進(jìn)行解釋。在進(jìn)行電解質(zhì)解釋過后，再舉一些生活中常見的例子。比如強電解質(zhì)，氫氧化鈉、氯化鈉、氯化氫等，弱電解質(zhì)有水、氫氧化銅等，非電解質(zhì)有二氧化、碳三氧化硫等。在學(xué)生理解電解質(zhì)后，通過舉例的方式再把非電解質(zhì)給引導(dǎo)出來，比如在生物中可以分為生物和非生物，那么這一章同樣也有電解質(zhì)和非電解質(zhì)。通過引導(dǎo)把非電解質(zhì)的內(nèi)容概括出來，電解質(zhì)是離子化合物和共價化合物；非電解質(zhì)是共價化合物。

3.2 注重聯(lián)系實際的生產(chǎn)生活，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用?！皩嵺`是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，這句話適用于所有的教學(xué)，而對于化學(xué)來說，想要得出相應(yīng)的結(jié)論，就必須來做一些相應(yīng)的實驗。只有經(jīng)過實驗并且觀察其實驗現(xiàn)象，這樣的得到的結(jié)論才能深刻記在心中[2]。教師在帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)的過程中，也應(yīng)該從實際出發(fā)，考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，可以去很多貼近于生活的例子，這樣一來學(xué)生會通過對所學(xué)知識的學(xué)習(xí)，然后來應(yīng)用于實際生活中，學(xué)會對知識的轉(zhuǎn)移，并且強化學(xué)科的核心素養(yǎng)。

例如，在水溶液的離子平衡這一章中鹽類的水解的相應(yīng)知識，這一節(jié)內(nèi)容的話是學(xué)生在已經(jīng)通過對電解質(zhì)的電離水的電離等熟知的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行的一個更深層次的學(xué)習(xí)，而本節(jié)需要掌握的內(nèi)容就是了解鹽類水解的本質(zhì)，弱堿強堿的電離平衡及水的電離、沉淀溶解平衡這幾個知識點。因為學(xué)習(xí)理論的知識，學(xué)生可能會覺得比較乏味，所以在課前我們需要做一個導(dǎo)入，比如“為什么廚房中經(jīng)常用純堿清理油污？”將問題提出,然后教師可以在一張純白色的紙上用酚酞寫字，然后再噴灑碳酸鈉溶液自己會變紅，就會說明碳酸那些顯堿性。通過實驗現(xiàn)象，就可以讓學(xué)生進(jìn)行猜想之后得出結(jié)論就是碳酸鈉溶液顯堿性，因此可以用來清理油污。通過實驗現(xiàn)象的觀察和分析最后可以用相應(yīng)的化學(xué)符號進(jìn)行表示[3]。

3.3 開展分層教學(xué)，因材施教。由于水溶液這一章的內(nèi)容貫穿于整個高中化學(xué)階段，所以這一章的內(nèi)容就就顯得很繁瑣和復(fù)雜，并且知識點很細(xì)，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，也會覺得枯燥乏味，而每個學(xué)生他自身的理解能力不同，所以在教師帶領(lǐng)復(fù)習(xí)過后，由于學(xué)生的接受的能力也不一樣，所以會導(dǎo)致學(xué)生停留在不同的階段。這樣來就需要教師根據(jù)因材施教的原則，充分了解每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，制定一套適合學(xué)生的上課模式，做到讓每個學(xué)生都能學(xué)以致用。比如可讓基礎(chǔ)稍弱的學(xué)生課后來辦公室，教師給學(xué)生分析學(xué)生的基本情況，給學(xué)生一個學(xué)習(xí)目標(biāo)?；蛘呤钦f讓學(xué)生形成互幫互助的一種模式，讓基礎(chǔ)相對好一點的學(xué)生去幫助基礎(chǔ)稍弱一點的學(xué)生，在這種模式下學(xué)生可以減少在對是否去問老師問題的矛盾并且也可以讓學(xué)生在進(jìn)行互幫互助的過程中再次對知識點加深了解，做到真正的把課本內(nèi)容內(nèi)化。只有這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中才能得到事半功倍的效率。

例如，教師在課上出了一道關(guān)于平衡常數(shù)的題，“在一個密閉容器中，aX+bY=cZ達(dá)到平衡常數(shù)時平衡常數(shù)為K1；在溫度不變的條件下向容器中，通入一定量的X與Y氣體，達(dá)到新平衡以后的濃度為原來的1.2倍，平衡常數(shù)為K2，則K1與K2的關(guān)系是？”針對這一個題目，不同層次的學(xué)生可能做題的速度也是不一樣的。比如基礎(chǔ)較好的同學(xué)可能在通過分析題目以及觀察圖像過后，就能立馬知道平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，對于同一反應(yīng)，只要溫度不變，平衡常數(shù)不變，所以K1等于K2。而位于中間階段的學(xué)生可能只能把題目分析到一半，但是在得出結(jié)論這一步可能會出現(xiàn)困難，而如果是基礎(chǔ)更弱一點的同學(xué)可能會在題目分析的過程中出現(xiàn)一些問題，所以每個學(xué)生的情況不一樣，所以教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的不同情況進(jìn)行分層教學(xué)。

3.4 精選例題講解，注重方法的引導(dǎo)。在經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，很大一部分學(xué)生在學(xué)完理論知識以后來做題完全處于模糊的狀態(tài)，知道題目相關(guān)的知識點，但卻無從下手。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因就是，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中太注重理論知識的理解，而缺乏了實際性的操練?；诖耍處熆梢栽趶?fù)習(xí)過程中運用一些典型例題來給學(xué)生進(jìn)行講解，典型例題可以是上課過程中曾講過的題目，也可以是教師在經(jīng)過分析學(xué)生的情況，從學(xué)生實際出發(fā)而自己出的題目。但這些題目必須要滿足以下幾點要求：核心概念不能少，對于核心概念的考查以及體現(xiàn)本核心概念的做題邏輯思維。在考察水溶液中的離子平衡這一知識點時，往往是以圖像的形式來進(jìn)行考察，而學(xué)生在做題時往往難以從微觀的角度解釋宏觀的化學(xué)實驗現(xiàn)象。所以在復(fù)習(xí)這一類題目時，教師應(yīng)該側(cè)重引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度看問題并且建立相應(yīng)知識體系的能力[4]。

例如，教師在帶領(lǐng)學(xué)生做平衡常數(shù)這一類題的時候，第一步應(yīng)該是帶領(lǐng)學(xué)生讀懂題目，讓學(xué)生理解題目中出現(xiàn)的知識點，以及怎樣去應(yīng)用知識點解題；接著就是平衡常數(shù)的計算步驟；第三就是用不同的方法去求平衡常數(shù)，這樣有利于發(fā)展學(xué)生的發(fā)散性思維，(比如：用平衡常數(shù)關(guān)系式來計算平衡常數(shù)、用多重平衡規(guī)則來計算平衡常數(shù)、用化學(xué)等溫式來計算平衡常數(shù)等)。在考試過程中，解題的方式多種多樣，所以在平常練題的過程中教師一定要從不同角度來激發(fā)學(xué)生解題的思維，讓學(xué)生在考試中可以從多個方面來進(jìn)行題目的分析并用最簡便的方式來解出答案。

3.5 創(chuàng)建思維導(dǎo)圖，致力于提升學(xué)生的遷移創(chuàng)新能力。遷移以字面意思來解釋就是從一個地方換到另一地方的形式。但在本文中的遷移指的是學(xué)習(xí)的遷移，學(xué)習(xí)遷移這個詞出現(xiàn)在教育心理學(xué)中，在教育心理學(xué)中對遷移這個詞做出了分類并且給出了更具體的解釋。而在化學(xué)學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)習(xí)的正遷移很是重要，它可以讓學(xué)生形成一個類似于知識網(wǎng)絡(luò)的思維導(dǎo)圖，可以讓學(xué)生能夠調(diào)理清晰的復(fù)習(xí)，這樣就不會導(dǎo)致知識的紊亂。而創(chuàng)新能力在教育改革以來一直是當(dāng)代學(xué)生需要具備的一種能力但是現(xiàn)在很大一部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏的就是創(chuàng)新能力，基本不知道怎樣去創(chuàng)新，也不知道創(chuàng)新的意義是什么，所以都會覺得創(chuàng)新沒多大用處。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，只會反復(fù)的去看學(xué)習(xí)過舊知識，而不會想到如何用舊知識去進(jìn)行新的知識的創(chuàng)新，因為在整個中學(xué)階段，每個知識點都是環(huán)環(huán)相扣的，每一個舊知識都是在為下一個新知識做鋪墊，所以培養(yǎng)學(xué)生的遷移創(chuàng)新精神尤為重要，這樣就能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中占主體。要求學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中能提升證據(jù)與結(jié)論之間的關(guān)系。

3.6 注重規(guī)范解題，強化書寫格式。通過以往的學(xué)生做題不難發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生在進(jìn)行方程式的書寫上很是不規(guī)范，沒有運用專業(yè)的術(shù)語進(jìn)行表達(dá)，因此會在書寫上丟分。本章內(nèi)容大部分會涉及到方程式的書寫以及配平，學(xué)生會因為書寫不規(guī)范忽略了很多的細(xì)節(jié)問題，這就需要啊教師不斷的提醒學(xué)生書寫規(guī)范的重要性。

例如，水電離的平衡方程是本章較為簡單的方程式，但在書寫過程中學(xué)生往往會忘記配平或者是忘寫陰陽性以及忘記寫溶液的狀態(tài)，因此在復(fù)習(xí)的過程中教師應(yīng)該著重強調(diào)這些細(xì)節(jié)問題，讓學(xué)生在做到類似題的時候，能最大程度上得分。

3.7 學(xué)會教學(xué)反思。古人云：“見賢思齊焉，見不賢而內(nèi)自省也”在日常的學(xué)習(xí)生活中，每個學(xué)生多多少少的會遇到學(xué)習(xí)的瓶頸期，因此這個時候就要靜下心來，就針對存在的問題進(jìn)行反思。而教學(xué)過程中必不可少的一個階段就是學(xué)會反思，在學(xué)生對知識的認(rèn)識、理解、掌握、應(yīng)用之后要引導(dǎo)學(xué)生對知識點進(jìn)行反思，反思不僅是對知識點的進(jìn)一步鞏固也是對知識點的進(jìn)一步升華。反思能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行定位以及發(fā)現(xiàn)自己存在的不足并及時改正，這樣才能更快的提升。

例如，以弱電解質(zhì)的電離為例，這部分知識點在高考題中會涉及到很多的計算題，因此在進(jìn)行復(fù)習(xí)影響水的電離平衡常數(shù)的因素時只引導(dǎo)學(xué)生去了解強酸和強堿對電離常數(shù)的影響，但是卻沒有意識到弱酸和弱堿的影響。因此在進(jìn)行教學(xué)反思過后就可以發(fā)現(xiàn)，除了溫度、酸堿鹽的影響之外，還有弱酸陰離子和弱堿陽離子的鹽這部分知識點會和鹽的水解相聯(lián)系，這樣一來就會讓學(xué)生對知識點進(jìn)行串聯(lián)，這樣會更利于學(xué)生更快的鞏固知識點。

結(jié)束語

在水溶液中的離子反應(yīng)平衡這一章內(nèi)容中，探討了電解質(zhì)溶液的相關(guān)知識點，比如概念、計算方法、知識總結(jié)等。其知識點比較繁瑣細(xì)微。這就要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，建立一定的知識網(wǎng)絡(luò)體系，這樣方便在復(fù)習(xí)過程中做到知識不紊亂、有條理。而學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，也應(yīng)該理論加實踐利用實驗的現(xiàn)象與生活進(jìn)行結(jié)合，這樣才能培養(yǎng)發(fā)散性思維，從而能和同學(xué)進(jìn)行交流，并且創(chuàng)新。通過本文的學(xué)習(xí)學(xué)生除了能夠掌握離子平衡知識以外，還能從宏觀、微觀的等角度對物質(zhì)的性質(zhì)和變化進(jìn)行表述，并且學(xué)會收集和提取證據(jù)，利用證據(jù)推理出新的知識，通過也有的模型或者自己建立的知識網(wǎng)絡(luò)，將所有的知識串聯(lián)起來解決化學(xué)問題。而學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)生活中，應(yīng)該將所學(xué)習(xí)的內(nèi)容與生活順產(chǎn)密切聯(lián)系，只有這樣學(xué)生才能回家，提升對社會價值觀，加強社會責(zé)任，并且能得到更深層次的追求。化學(xué)是一門聯(lián)系實際生活的學(xué)科，并且對培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理和模型認(rèn)知的能力有很大的作用。