基于真實情境發(fā)展核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)實踐

一、教學(xué)思想和創(chuàng)新點

“電解質(zhì)的電離”是新人教版必修一第一章第二節(jié)第一課時的內(nèi)容，其內(nèi)容是學(xué)生從初中到高中真正感受到化學(xué)研究的對象從宏觀到微觀的變化，“電解質(zhì)”“電離”概念是學(xué)生學(xué)習(xí)離子反應(yīng)的必要基礎(chǔ)，也是為后續(xù)學(xué)習(xí)元素化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)原理以及讓學(xué)生理解物質(zhì)在溶液中的行為埋下鋪墊。

基于以上分析，筆者認(rèn)為該節(jié)課的重點應(yīng)該放在電離的講解中。筆者將教材知識順序進行了調(diào)換，先講解了“電離”，在理解電離的基礎(chǔ)上講解“電解質(zhì)概念”。電解質(zhì)的電離是幫助學(xué)生建立從宏觀現(xiàn)象到微觀探析的良好素材，幫助學(xué)生構(gòu)建“微粒觀”，體現(xiàn)了宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。怎么樣讓學(xué)生認(rèn)識、理解物質(zhì)溶于水就發(fā)生了電離，產(chǎn)生了離子，是該節(jié)課重點、難點內(nèi)容。怎樣將微觀的離子外顯，讓學(xué)生真正感受到微觀離子的存在也是筆者一直思考的問題。筆者將教材中濕手觸電的素材進行了加工，展示人體導(dǎo)電實驗演示燈，手握燈就會亮，讓學(xué)生看到人體能夠?qū)щ?，進一步提出問題：手握燈泡為什么燈會發(fā)亮？引出該節(jié)課的課題。演示趣味小實驗——鹽水動力小車，驗證氯化鈉溶液可以導(dǎo)電（溶液產(chǎn)生了離子）?；谡鎸嵉暮暧^實驗現(xiàn)象提出問題——溶液中的離子從哪來？自然地過渡到電離的學(xué)習(xí)?；谡鎸嵡榫郴瘜W(xué)史一阿倫尼烏斯和法拉第之爭——電離是否需要通電？解決2位科學(xué)家的疑惑，在解決問題的過程中，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度的核心素養(yǎng)。在解答電離是否需要通電的疑惑中，設(shè)計實驗氯化鈉溶于水產(chǎn)生了微粒氯離子，針對于離子傳感器價格較為昂貴，學(xué)校沒有提供離子傳感器，筆者采用氯離子檢測試劑盒，檢測氯化鈉溶于水前后氯離子的濃度變化，通過明顯的宏觀現(xiàn)象使物質(zhì)在溶液中的微觀電離可視化，在實驗過程中順利地解決了電離不需要通電，解決了2位科學(xué)家的疑惑，也解決了學(xué)生的困惑（電離與電無關(guān)），概念逐漸形成，相比于傳統(tǒng)教學(xué)中概念認(rèn)同，學(xué)生對于電離的理解會更加深刻，讓學(xué)生認(rèn)識到電離是物質(zhì)溶液水自然發(fā)生的，也解決了溶液中的離子從哪兒來的問題。在引入電解質(zhì)概念時，通過實驗探究物質(zhì)的導(dǎo)電性，筆者采用微型溶液導(dǎo)電儀進行分組實驗，微型導(dǎo)電儀可以讓學(xué)生快速檢測不同溶液的導(dǎo)電性，通過小燈泡亮起的數(shù)量、明暗，學(xué)生更加直觀地看到不同物質(zhì)的導(dǎo)電性，節(jié)省課堂時間，提高課堂效率，在分組實驗的過程中電解質(zhì)概念逐漸形成。若無電導(dǎo)率儀可用TDS檢測筆檢測蒸餾水的電導(dǎo)率，從而證明純水是可以導(dǎo)電的，也為以后學(xué)習(xí)水是弱電解質(zhì)埋下鋪墊。由宏觀現(xiàn)象分析微觀原因，體現(xiàn)了宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。

二、教學(xué)流程

教學(xué)流程如圖1所示。

三、教學(xué)目標(biāo)

1．通過實驗以及科學(xué)史話，以探究的方式建立“電離”模型，并理解“電離”概念，通過實驗和微觀視頻動畫，明白酸、堿、鹽在水溶液中或熔融狀態(tài)時會發(fā)生電離，并將電離的微觀過程用電離方程式表示出。同時通過類比、歸納形成“酸”“堿”“鹽”概念。

2．通過書寫常見酸、堿、鹽的電離方程式，建立電離和電解質(zhì)之間的聯(lián)系；通過小組討論合作的形式，知道常見的電解質(zhì)。

3．通過物質(zhì)導(dǎo)電性實驗，能夠解釋濃度較大的濃硫酸為何不導(dǎo)電，稀硫酸可以導(dǎo)電，理解如液態(tài)硫酸、氣態(tài)氯化氫等只有分子構(gòu)成的物質(zhì)在水分子的作用下才能電離并產(chǎn)生自由移動的離子，加深對電離概念的理解。

4．通過物質(zhì)的導(dǎo)電性實驗、氯化鈉溶于水的微觀視頻動畫，由宏觀現(xiàn)象推測出微觀本質(zhì)，發(fā)展宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)，同時加深對電離概念的理解，提升證據(jù)推理和模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)水平。

四、教學(xué)實錄

【創(chuàng)設(shè)情境1】生活常識告訴我們，給電氣設(shè)備通電時，濕手操作電器容易發(fā)生觸電事故，這是因為我們?nèi)梭w本身就是導(dǎo)體。這是一個人體導(dǎo)電演示試驗燈，不需要通電，手握燈即可讓燈發(fā)亮（演示）。其實人體含有大量的水，體內(nèi)有很多電解質(zhì)，所以手握人體導(dǎo)電試驗燈，燈就亮了，那什么是電解質(zhì)？電解質(zhì)溶液為什么可以導(dǎo)電？讓我們一起走進電解質(zhì)的世界。

【創(chuàng)設(shè)情境2】這是一輛簡易的鹽水動力小車，不需要外裝電池，向杯子中加入氯化鈉固體，再加入適量水，這個鹽水動力小車就可以跑起來（如圖2所示），這說明氯化鈉溶液可以導(dǎo)電。固態(tài)的氯化鈉固體為什么不能讓小車動起來？氯化鈉溶于水為什么會導(dǎo)電？

【生】氯化鈉晶體不能導(dǎo)電。物質(zhì)導(dǎo)電需要有離子。

【師】氯化鈉固體中沒有離子嗎？（展示氯化鈉晶胞模型，讓學(xué)生觀察晶胞，并引導(dǎo)學(xué)生）

【生】氯化鈉固體中有鈉離子和氯離子，但是鈉離子和氯離子不能自由移動。

【師】那氯化鈉溶于水為什么可以導(dǎo)電？氯化鈉在水溶液中發(fā)生了什么？

【生】氯化鈉溶于水產(chǎn)生了鈉離子和氯離子，溶液中存在自由移動的鈉離子和氯離子。

【創(chuàng)設(shè)情境3】離子從哪里來呢？氯化鈉的水溶液為什么可以導(dǎo)電？在19世紀(jì)，法拉第和阿倫尼烏斯對此問題就持有不同觀點。1834年英國科學(xué)家法拉第提出：只有在電解質(zhì)通電的情況下，才會分解為帶電的離子。在相隔49年的時間后，1883年，阿倫尼烏斯卻提出其他的理論：純水不導(dǎo)電，固體食鹽也不導(dǎo)電，但是把食鹽溶解在水中，鹽水就可以導(dǎo)電了，是不是食鹽溶解在水中就電離Na+和CI-了呢？阿倫尼烏斯因提出“電離學(xué)說”，在1903年獲得了諾貝爾化學(xué)獎，成為全世界第3位獲得諾貝爾化學(xué)獎的科學(xué)家。

【師】其實純凈的水也可以導(dǎo)電，只是導(dǎo)電非常微弱，我們可以用TDS檢測筆測出純水的電導(dǎo)率。那我們?nèi)绾巫C明氯化鈉溶于水產(chǎn)生了鈉離子和氯離子？

【生】可以檢測溶液中氯離子或者鈉離子的濃度，濃度增大了則說明氯化鈉溶于水產(chǎn)生了鈉離子、氯離子。

【師】如何檢測呢？

【生】可以向溶液中加入硝酸銀溶液，如果產(chǎn)生了白色沉淀，則說明溶液中有氯離子的存在。

【師】回答的非常好，但是白色沉淀就一定是AgCI嗎？其實我們還可以采用更加直接的方法，直接檢測氯化鈉溶于水后氯離子、鈉離子的濃度，我們可以采用氯離子、鈉離子傳感器，在電腦顯示屏中顯示氯化鈉溶于水過程中鈉離子、氯離子濃度的變化曲線。但是由于學(xué)校并沒有離子傳感器，我現(xiàn)在用氯離子檢測試劑盒代替離子傳感器，檢測水中加人氯化鈉固體氯離子濃度的變化。

【師】我們把氯化鈉同體溶于水產(chǎn)生離子的過程，稱為電離。請大家思考在整個過程中，我是否對溶液進行了通電？誰的觀點是正確的？

【生】沒有。阿倫尼烏斯是正確的。

【師】這說明電離不需要通電，它是物質(zhì)溶于水后自然發(fā)生的一種行為，大部分的物質(zhì)溶于水都可以產(chǎn)生自由移動的離子。從微觀視角，我們一起看看氯化鈉溶于水如何產(chǎn)生了鈉離子、氯離子。（播放氯化鈉溶于水的微觀視頻動畫）

【師】我們知道了氯化鈉的水溶液可以導(dǎo)電，那熔融的氯化鈉能否導(dǎo)電呢？我們一起觀看熔融氯化鈉的導(dǎo)電實驗（播放實驗視頻）。那電離的定義是什么？請大家在書中找到并大聲讀出。

【生】電解質(zhì)溶于水或受熱熔化時，形成自由移動離子的過程，叫電離。

【師】化學(xué)反應(yīng)可以用化學(xué)方程式表達，那電離的過程我們是否可以用符號表達出來呢？

【生】可以，用電離方程式表達。

【師】大家觀察以上電離方程式（展示ppt），小組討論總結(jié)出在書寫電離方程式需要注意哪些事項？

【生4】書寫電離方程式需要以下幾點：電荷守恒、原子守恒；陰陽離子需要拆開寫。

【師】總結(jié)的很好，除了以上，還需要注意對于碳酸、一水合氨等弱酸、弱堿，我們在書寫電離方程式時需要用“可逆號”相連，同時碳酸這類多元弱酸需要分步書寫電離方程式。

【師】從電離角度分析，稀硫酸、鹽酸、醋酸溶液、硝酸溶液中存在哪些相同的、自由移動的離子？

【生】都存在陽離子H+。

【師】像這種電離時生成的陽離子全部是H+的化合物，我們稱為酸。同理，什么是堿？什么是鹽？

【生】電離時生成的陰離子全部是OH-的化合物，是堿；電離時能生成金屬離子（或NH4+）和酸根陰離子的化合物，是鹽。

【師】酸、堿、鹽是否在任何狀態(tài)下都能導(dǎo)電呢？讓我們一起探究物質(zhì)的導(dǎo)電性。

（學(xué)生分組實驗，利用微型溶液電導(dǎo)儀分別檢測以下物質(zhì)是否導(dǎo)電。小組代表匯報。

實驗藥品：C，H5OH、蔗糖固體、蔗糖溶液、NaCI固體、NaCl溶液、稀H2S04、濃H2SO4、NaOH固體、NaOH溶液、鹽酸、醋酸溶液。

實驗儀器：微型導(dǎo)電實驗儀、燒杯。）

【生】C2H50H、蔗糖固體、蔗糖溶液、濃H2SO4、NaCI固體、NaOH固體不導(dǎo)電。NaCI溶液、稀H2SO4、NaOH溶液、鹽酸、醋酸溶液可以導(dǎo)電。

【師】我們知道NaCI固體、NaOH固體不導(dǎo)電的原因，濃H2SO4為什么不導(dǎo)電？而稀H2SO4可以導(dǎo)電？

【生】導(dǎo)電需要自由移動的離子，濃硫酸中不存在自由移動的離子，主要是以硫酸分子的形式存在。稀硫酸中存在自由移動的離子，所以可以導(dǎo)電。

【師】諸如NaCI這類可以在水溶液或熔融狀態(tài)下，能夠?qū)щ姷幕衔铮覀兎Q為電解質(zhì)。例如，NaOH固體、NaCI固體均是電解質(zhì)。鹽酸、稀H2S04、NaCI溶液也可以導(dǎo)電，它們是電解質(zhì)嗎？電解質(zhì)一定能導(dǎo)電嗎？

【生】它們不是電解質(zhì)。上述物質(zhì)都是混合物，電解質(zhì)必須是化合物。電解質(zhì)不一定能夠?qū)щ?，例如，氯化鈉固體是電解質(zhì)，但是氯化鈉是固體的時候不能導(dǎo)電，溶于水或者加熱融化的時候才會導(dǎo)電。

【師】請大家根據(jù)實驗、結(jié)合書本定義，小組討論，總結(jié)出常見的電解質(zhì)。

【生】我們組認(rèn)為常見的酸、堿、鹽是電解質(zhì)。

【師】有沒有補充的呢？

【生】我們組認(rèn)為金屬氧化物也是電解質(zhì)，例如，氧化鈉、氧化鈣等。

【師】大家總結(jié)的基本很完善，常見的電解質(zhì)有酸、堿、鹽。我們一起完成一些練習(xí)題，鞏固所學(xué)內(nèi)容。

五、教學(xué)反思（略）