基于學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的“電離平衡”深度教學(xué)研究

楊喜燕

一、問題的提出

“電離平衡”是人教版化學(xué)選修性必修一第三章第一節(jié)的內(nèi)容。四套教材關(guān)于“電離平衡”的內(nèi)容組織存在較大差異，這也引發(fā)了一線教師對(duì)“在電離平衡相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和研究中，電離平衡常數(shù)的功能和價(jià)值究竟是什么”“怎樣組織教學(xué)內(nèi)容更加有利于幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)”等問題的思考。北師大王磊教授也認(rèn)為目前國(guó)內(nèi)多數(shù)教師對(duì)于平衡常數(shù)的處理還停留在簡(jiǎn)單的描述說明水平，未能挖掘由Ｋ對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)以及反應(yīng)限度帶來的重要認(rèn)識(shí)方式的轉(zhuǎn)變與發(fā)展，全然未能體現(xiàn)新課程引入平衡常數(shù)并將其作為學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展核心概念的意義。

二、基于學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的深度教學(xué)實(shí)踐

1.情景應(yīng)用，復(fù)習(xí)電解質(zhì)的概念

【情境素材】展示脈動(dòng)、佳得樂、寶礦力等生活中常見的電解質(zhì)飲料。

【活動(dòng)1】結(jié)合生活常識(shí)理解電解質(zhì)飲料的作用，回顧電解質(zhì)的概念，思考電解質(zhì)溶液為什么能夠?qū)щ?，不同電解質(zhì)的導(dǎo)電能力是否相同？

【學(xué)生表現(xiàn)及評(píng)價(jià)】學(xué)生聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)知道電解質(zhì)飲料可以補(bǔ)充人體因流汗而消耗的水分及電解質(zhì)，進(jìn)而回憶電解質(zhì)的概念及電解質(zhì)導(dǎo)電的原因。通過層層遞進(jìn)的問題鏈，診斷學(xué)生原有關(guān)于電解質(zhì)的知識(shí)。

2.宏微結(jié)合，感知強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)

【情境素材】展示鹽酸和醋酸在生活中的應(yīng)用場(chǎng)景。

【活動(dòng)2】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明相同濃度的鹽酸和醋酸電離出的氫離子濃度是否相同？

問題1：你的實(shí)驗(yàn)方案是什么？

問題2：你預(yù)測(cè)的依據(jù)和預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是？

問題3：分組完成實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合證據(jù)佐證你的結(jié)論。

【學(xué)生表現(xiàn)及評(píng)價(jià)】學(xué)生能調(diào)用已有知識(shí)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明相同濃度的鹽酸和醋酸的電離程度不同。通過分組實(shí)驗(yàn)測(cè)定溶液的導(dǎo)電性、測(cè)定溶液pH值，和活潑金屬反應(yīng)的劇烈程度等，從宏觀辨識(shí)到微觀探析深入理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別，以此可診斷學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)的水平和實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)性質(zhì)的水平。

3.定性分析，建立電離平衡的概念

【思考與交流】：如何理解弱電解質(zhì)在水溶液中“部分電離”。

學(xué)生1：只有部分CH3COOH分子能發(fā)生電離。

學(xué)生2：CH3COOH分子全部電離成離子后，部分離子又重新結(jié)合成CH3COOH分子。

學(xué)生3：CH3COOH分子電離成離子的同時(shí)，H+和CH3COO-又重新結(jié)合成CH3COOH分子。

【活動(dòng)3】觀看 “醋酸的電離”動(dòng)畫，根據(jù)化學(xué)平衡理論，分析弱電解質(zhì)溶于水時(shí)各粒子濃度的變化情況，并據(jù)此畫出CH3COOH電離過程的V-t圖。

4.定量表征，理解電離平衡的程度

【活動(dòng)4】在一個(gè)弱電解質(zhì)電離平衡體系中，如何確定電離平衡最終能進(jìn)行到什么程度？如在醋酸溶液中，如何確定最終究竟有多少CH3COOH分子能電離成H+和CH3COO-？需要知道哪些物理量才能進(jìn)行具體的計(jì)算？

問題1：已知常溫下0.1mol/L CH3COOH溶液中c（H＋）＝1.32×10－3mol/L，計(jì)算CH3COOH的電離程度？

問題2：已知常溫下0.1mol/L CH3COOH溶液中c（H＋）＝1.32×10－3mol/L，計(jì)算該反應(yīng)電離平衡常數(shù)？

三、基于學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的深度教學(xué)效果與反思

本節(jié)課將電離平衡常數(shù)的內(nèi)容整合到電離平衡建立之后、電離平衡移動(dòng)之前，從定性和定量?jī)蓚€(gè)角度幫助學(xué)生完整地認(rèn)識(shí)弱電解質(zhì)的電離平衡，突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)“弱電解質(zhì)的電離是微弱的”及弱電解質(zhì)“部分電離”的程度其實(shí)非常小。從課堂的過程性評(píng)價(jià)和課后師生訪談來看，學(xué)生能較好地將化學(xué)平衡的知識(shí)遷移應(yīng)用電離平衡中，實(shí)現(xiàn)了平衡知識(shí)的拓展和提升，也為后續(xù)水的電離平衡、鹽類的水解平衡和難溶電解質(zhì)的溶解平衡打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。在教學(xué)中可適當(dāng)加大學(xué)生科學(xué)探究活動(dòng)的自主性和開放性，深挖學(xué)生的認(rèn)知障礙，通過合適的情景和有梯度的問題鏈，更好落實(shí)學(xué)生的平衡觀、微粒觀和變化觀的培養(yǎng)，幫助學(xué)生搭建更完善的水溶液中離子平衡的知識(shí)體系。

責(zé)任編輯? 邱? 麗