基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計

張旭波

針對“電離平衡”，教師將帶領(lǐng)學(xué)生穿越微觀的化學(xué)領(lǐng)域，深入探討溶液中的離子行為，并揭開化學(xué)反應(yīng)平衡的神秘面紗。電離平衡是一門扣人心弦的科學(xué)，與日常生活中無數(shù)的現(xiàn)象密切相關(guān)，也是許多重要化學(xué)反應(yīng)的前提和基礎(chǔ)。大家是否好奇在溶液中發(fā)生的那些微小的離子變化，以及它們是如何影響我們周圍的環(huán)境？在這個過程中，學(xué)生會通過理論知識的學(xué)習(xí)，深入了解電離平衡的概念，還將通過實驗感受電離平衡的神奇之處。

本文通過人教版高中化學(xué)選擇性必修1第3章第1節(jié)“電離平衡”課的教學(xué)設(shè)計，探討了如何在課堂上培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，并引導(dǎo)學(xué)生進行深入探究和學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生掌握所學(xué)知識。

一、教材分析

“電離平衡”是高中化學(xué)教學(xué)中的重要一課，深入研究在溶液中發(fā)生的離子行為和相應(yīng)的平衡狀態(tài)。在該課的教學(xué)過程中，學(xué)生將逐漸理解電離平衡對化學(xué)反應(yīng)造成的影響，探究其中的規(guī)律和原理。首先，教材從電離平衡的基本概念入手，引導(dǎo)學(xué)生認識溶液中離子的生成和消失過程。通過學(xué)習(xí)電離方程式，學(xué)生將逐漸領(lǐng)悟弱電解質(zhì)和強電解質(zhì)之間的差異，以及它們在水溶液中的離子產(chǎn)生規(guī)律。其次，教材詳細介紹了影響電離平衡的因素，包括溫度、濃度、壓力等對平衡位置的影響，學(xué)生根據(jù)理論學(xué)習(xí)和實驗操作，可以深刻理解這些因素是如何影響電離平衡的，從而掌握實際應(yīng)用中的相關(guān)技能。再次，教材還通過案例分析，將電離平衡的知識和實際生活、工業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系起來，以拓寬學(xué)生的視野，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，并幫助他們更容易理解抽象的理論概念，以此加深對電離平衡的認知。最后，教材還強調(diào)了數(shù)學(xué)在電離平衡中的重要性，通過計算離子濃度等實際問題，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)理思維和解決問題的能力。（見表1）

二、學(xué)情分析

（一）學(xué)生的整體水平

學(xué)生在高中階段已經(jīng)具備了一定的化學(xué)基礎(chǔ)知識，包括離子、溶液、化學(xué)平衡等概念。然而，電離平衡是一個較為抽象和復(fù)雜的概念，對于學(xué)生來說，可能是一個相對新鮮的主題。因此，在教學(xué)過程中，教師需要思考如何將學(xué)生已學(xué)的知識與電離平衡進行有效連接，再引導(dǎo)學(xué)生深入理解。

（二）學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動機

學(xué)生對化學(xué)課程的興趣會因人而異?！半婋x平衡”涉及的實驗操作和案例分析，是通過生動有趣的實驗和相關(guān)的實際應(yīng)用案例，來充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動機。

三、教學(xué)目標

首先，了解離子平衡在弱電解質(zhì)中的作用。了解各種條件，如濃度對離子平衡的影響。

其次，在教學(xué)中，利用演示式實驗來提高學(xué)生的實驗探究能力，并在討論和交流的過程中提高學(xué)生的分析能力。

最后，在教學(xué)過程中，還要注意培養(yǎng)學(xué)生主動探究的習(xí)慣，樹立辯證唯物主義世界觀。

四、教學(xué)重難點

教學(xué)難點：外界條件對電離平衡產(chǎn)生的影響。

教學(xué)重點：電離平衡的建立和電離平衡的移動。

五、教學(xué)過程

（一）學(xué)法引導(dǎo)

師：強電解質(zhì)、弱電解質(zhì)的定義和區(qū)別是什么？

生：強電解質(zhì)溶液中只存在離子，而弱電解質(zhì)溶液中卻不一樣，它們中既有離子又有分子。

師：當(dāng)電離速率和結(jié)合速率之間差距越來越小，甚至相等的時候，有沒有可能使電離進入平衡狀態(tài)？

生：有可能。

師：CH3COOH溶液中存在微粒嗎？若是存在，則存在哪一些微粒呢？它們存在的狀態(tài)是什么樣子的，是靜止還是運動的？若是出現(xiàn)運動狀態(tài)，則會出現(xiàn)什么樣的情況？讓我們小組討論吧！

小組合作學(xué)習(xí)：讓學(xué)生以小組形式進行討論與合作，一起解決問題，同時也可以讓他們互相學(xué)習(xí)，交流思想，以此來增強他們的團隊合作精神。

（設(shè)計意圖：讓學(xué)生在觀察中進行分析和討論，以此促使其更好地理解CH3COOH電離過程中各粒子濃度存在變化的情況，且能在分析和練習(xí)中增加學(xué)生對電離平衡的認知，以此增強學(xué)生對知識的記憶效果。同時，教師還可以指導(dǎo)學(xué)生充分利用教材、參考書籍、互聯(lián)網(wǎng)等資源進行自主學(xué)習(xí)，以此培養(yǎng)他們主動探究的意識。）

（二）課堂導(dǎo)入

在課堂上，教師可以通過多媒體向?qū)W生演示兩種不同的物質(zhì)。（見圖1）

師：從中大家可以得到哪些信息？

生：弱電解質(zhì)電離的特點是部分電離。

師：根據(jù)此種情況我們能分析出什么？

生1：在酸性介質(zhì)中，既有未離子化的CH3COOH，又有CH3COOH等分子電離產(chǎn)生的CH3COO-和H+。

生2：乙酸溶液中有兩種反向反應(yīng)：CH3COOH=CH3COO-+H+。

（設(shè)計意圖：通過對強酸、弱酸溶液成分的對比分析，本項目將從微觀層面深入理解“材料—性質(zhì)—功能”的本質(zhì)，從微觀層面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)水平與核心素養(yǎng)。教師讓學(xué)生經(jīng)過探究思考以后提出假設(shè)，以此來發(fā)散學(xué)生的思維，讓學(xué)生體驗乙酸溶液中既有電離又有束縛的動力學(xué)過程，初步培養(yǎng)學(xué)生的轉(zhuǎn)變概念和均衡概念。）

（三）實驗驗證和評價

【實驗操作】

1.將兩個純度、重量、表面積相等的鋅粒放入一根管中，然后向其中加入等量的鹽酸和醋酸。

2.將4～5毫升1摩爾/升的醋酸加到一根試管中，加甲基橙溶液2～3滴，并將其分為兩份，在每個樣品中加入少量的乙酸氨晶體，搖晃，然后觀察顏色的變化。

【視頻實驗】在燒杯中加入濃乙酸，放入石墨電極，接上電流表，并將各個環(huán)節(jié)串聯(lián)起來，構(gòu)成一個閉環(huán)，接上電源，慢慢地往里面加蒸餾水，不停地攪動，觀察電流表上的指針是否發(fā)生變化。

【注意事項】首先，甲基橙具有一定的酸堿性，在pH<3.1時，它的顏色會發(fā)生變化，變成紅色;當(dāng)3.14.4時，它會變成黃色。其次，乙酸鹽的水溶液是中性的。

（四）小組實驗，對實驗過程進行觀察，并進行思考、討論、報告

【實驗一】現(xiàn)象：鹽酸氣體生成率高于醋酸

結(jié)論：CH3COOH在水溶液中不能充分離子化。

【實驗二】現(xiàn)象：由原本的顏色變?yōu)榧t色。加入醋酸銨后，得到的結(jié)果是由紅色變?yōu)槌壬?/p>

結(jié)論：提高有機溶劑中C（CH3COO-）含量，抑制醋酸電離，減少C（H+）。

【實驗三】現(xiàn)象：安培計指針的偏轉(zhuǎn)角先是增大，而后減小。

結(jié)論：水溶液中C（CH3COO-）、C（H+）的增加，有利于乙酸的離子化。

【證實猜想】在醋酸溶液中，分子離化為離子以及離子鍵合為分子的過程。

（設(shè)計意圖：通過對實驗方案的設(shè)計和完善，讓學(xué)生對“問題的出現(xiàn)→提出猜測→試驗證實→分析總結(jié)→得到結(jié)論”的探索方式有一個全面的認識，才能有效培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力。同時，通過實驗檢驗以及對同學(xué)的設(shè)計方案進行評估，讓學(xué)生認識醋酸溶液中既有電離又有束縛，進一步培養(yǎng)和強化學(xué)生的轉(zhuǎn)變概念和平衡概念。）

（五）提出問題

之后讓學(xué)生根據(jù)實驗中的V電離與V結(jié)合濃度和時間的關(guān)系，用C（CH3COOH）、C（CH3COO-）或C（H+）的時間依賴性圖（見圖2），讓學(xué)生通過小組合作，將兩張圖象繪制出來。教師也要給予學(xué)生相應(yīng)的指導(dǎo)，并對學(xué)生的完成情況進行展示和評價。

（設(shè)計意圖：通過與圖象的對比，讓電離平衡的形成過程更形象直觀，能有效突破教學(xué)難點。用化學(xué)符號表達微觀反應(yīng)，讓宏觀和微觀的聯(lián)系更加密切。同時，在探索過程中學(xué)習(xí)協(xié)作，勇于對“異常”現(xiàn)象發(fā)表自己的看法?；瘜W(xué)原理方面的內(nèi)容，如“電離平衡”一直以來都是中學(xué)物理教學(xué)中的難點，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點，運用習(xí)題不僅能鞏固學(xué)生認知，還能檢測其學(xué)習(xí)弱點，以此提高其學(xué)習(xí)效率。）

六、教學(xué)反思

核心素養(yǎng)的培養(yǎng)重點在于激發(fā)學(xué)生的思維能力，其主要功能是發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題，找到一個關(guān)鍵的解決方法。在教學(xué)過程中，教師首先應(yīng)把“實驗”作為一條線索，通過激發(fā)“探索性”的思想，使“抽象”的問題變得“具體”。教師要尤其注意把理論與實踐相結(jié)合，讓學(xué)生思考、討論、分析;通過各種方法，使學(xué)生對化學(xué)觀念有較深的了解，能夠自主解決一些具體問題，順利地突破教學(xué)的重點和難點。在教學(xué)過程中，教師還要讓知識變得更加生動、實用，而非僅僅停留在書本上的抽象理論。此時教師設(shè)置的實驗探究作為主要手段，為學(xué)生提供一個自由發(fā)揮的平臺，鼓勵他們通過實際動手操作發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，最終能夠深刻理解化學(xué)概念。

其次，通過對實驗結(jié)果的分析，以圖示模型的方式為基礎(chǔ)，得出了醋酸溶液中既有“分子”又有“離子”這一“微”現(xiàn)象。該方法注重對實驗結(jié)果進行分析，通過對實驗結(jié)果的分析和觀察圖示模型的了解，讓學(xué)生理解溶液中化學(xué)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，知曉溶液中化合物的微結(jié)構(gòu)，并由此推斷：醋酸溶液中既有電離也有結(jié)合。

再次，在這個過程中，教師對學(xué)生的轉(zhuǎn)變觀念與平衡理念進行了訓(xùn)練，使學(xué)生在培養(yǎng)中能逐步形成變化觀念與平衡思想的素養(yǎng)，讓他們更深刻地理解化學(xué)反應(yīng)中微觀的變化和平衡狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上，教師通過對以上問題的分析，使學(xué)生對所提出的假說進行檢驗。這個實驗的目的是提高學(xué)生的實驗探索能力和創(chuàng)造能力，增強學(xué)生的創(chuàng)造意識，使其能在學(xué)習(xí)中逐步增強自身的主動性，進而在觀念的內(nèi)生動力激發(fā)下主動解決問題。通過實驗，學(xué)生能培養(yǎng)嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，同時不斷優(yōu)化實驗方案，提高實驗設(shè)計能力。

最后，通過動畫、圖像等多媒體手段，教師在教學(xué)中根據(jù)學(xué)生的認知逐步引導(dǎo)學(xué)生進行分析，并在最后進行電離平衡概念的有效總結(jié)，讓學(xué)生在直觀的圖象呈現(xiàn)中理解抽象的化學(xué)，以此來培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理和模型認知的素養(yǎng)，讓他們能夠更具有科學(xué)思維，通過觀察、實驗、總結(jié)形成對電離平衡的綜合認知。

（作者單位：陜西省安康市漢濱區(qū)漢濱高級中學(xué)）

編輯：陳鮮艷