問題式教學(xué)策略在概念教學(xué)中的應(yīng)用例析

陳蘭芳

摘 要：通過初高中兩個概念教學(xué)的例析展示問題式教學(xué)策略的運用。

關(guān)鍵詞：概念教學(xué)；問題式教學(xué)策略

“教師和學(xué)生共同學(xué)習課本給出的概念的定義，然后教師加以解釋說明，再通過習題讓學(xué)生鞏固記憶”，這幾乎成了概念教學(xué)的固有模式，以至于提到概念教學(xué)似乎總給人以枯燥、乏味的感覺，難道概念化學(xué)概念原理知識教學(xué)就應(yīng)該是這種模式嗎？化學(xué)概念原理知識的學(xué)習應(yīng)與生產(chǎn)、生活、實驗的實際情景相聯(lián)系，應(yīng)在教學(xué)中提高學(xué)生的分析、推理、抽象、概括、歸納、演繹等邏輯思維能力，在學(xué)習的過程中培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際學(xué)以致用的學(xué)風。問題式教學(xué)策略的運用能夠較好的實現(xiàn)以上教學(xué)目標。下面以初、高中各一個案例加以說明。

一、初中化學(xué)關(guān)于“中和反應(yīng)”概念的教學(xué)。

教材內(nèi)容如下：

“酸和堿是兩類不同的物質(zhì)，具有不同的性質(zhì)。如果把酸溶液和堿溶液混合，會發(fā)生什么變化呢？

[實驗1]在盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中滴加2～3滴酚酞試液，插入一支溫度計，測量溶液的溫度。用膠頭滴管吸取稀鹽酸逐滴加入盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中。邊滴邊用玻璃棒攪拌，當燒杯中溶液剛好變成無色時，停止加入鹽酸。在實驗過程中，溶液的堿性發(fā)生什么變化？溶液的溫度有什么變化？

[實驗2]實驗1所得的少量溶液于一支使館中，另取一根膠頭吸管，向使試管中加入一滴氫氧化鈉溶液，溶液的顏色又發(fā)生什么變化？這說明什么？

[實驗3]取實驗1所得的少量溶液于蒸發(fā)皿中，加熱蒸干，觀察到什么現(xiàn)象？這說明了什么？

上述實驗說明，氫氧化鈉溶液能與鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)時放出熱量。當?shù)稳氲柠}酸較少時，溶液中氫氧化鈉有剩余，溶液呈堿性；當?shù)稳氲柠}酸與氫氧化鈉們恰好完全反應(yīng)時，溶液呈中性；當?shù)稳氲柠}酸過量時，鹽酸有剩余，溶液呈酸性。

鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉和水。氯化鈉是一種鹽。

NaOH+HCl=NaCl+H2O

酸與堿反應(yīng)的結(jié)果是酸和堿各自的特性都消失，生成了-鹽和水，這一反應(yīng)稱為中和反應(yīng)。

在教材中已鋪設(shè)了一系列的問題，我們應(yīng)充分運用這些問題幫助學(xué)生對有關(guān)中和反應(yīng)的3項實驗結(jié)果作分析、推理，抽象、概括，建立中和反應(yīng)的概念。

問題1.實驗1中“當燒杯中溶液剛好變成無色時，溶液的堿性發(fā)生什么變化？”應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注整個實驗1過程中氫氧化鈉溶液顏色變化：無→紅色→無，分析每一步顏色變化的原因，得出“溶液中堿的特性消失了”的結(jié)論，再追問“為什么消失了？”（答：堿與酸反應(yīng)消耗了。）

問題2.實驗2中“溶液的顏色又發(fā)生什么變化？這說明什么？”首先明確現(xiàn)象：無色→紅色，再引導(dǎo)分析出原溶液中“酸的特性也消失了”，追問“為什么消失了？”（酸與堿反應(yīng)消耗了。）

問題3.實驗3中“觀察到什么現(xiàn)象？這說明了什么？”明確現(xiàn)象：出現(xiàn)白色固體，引導(dǎo)分析：酸和堿都消失，白色固體可能是什么？（答：生成物）追問：可能是什么生成物？（答：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可能是NaCl。）

結(jié)合上述三個問題對三個實驗現(xiàn)象的分析，使學(xué)生經(jīng)歷以下認識過程，從而逐步獲得對中和反應(yīng)的全面認識：酸與堿溶液混合有熱現(xiàn)象、堿的特性消失，說明混合能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)——反應(yīng)結(jié)果酸和堿的特性都消失了，說明酸和堿都參加了反應(yīng)——反應(yīng)后溶液中有新物質(zhì)（鹽）出現(xiàn)，從而形成中和反應(yīng)概念。最后，設(shè)計以下問題全面認識中和反應(yīng)：從宏觀上看，反應(yīng)物和生成物是什么？從微觀上看，反應(yīng)實質(zhì)是什么？組成反應(yīng)物的原子（離子）是怎樣重新組合成生成物的？

二、高中化學(xué)關(guān)于應(yīng)用沉淀溶平衡的原理和的有關(guān)概念理解和解釋三個應(yīng)用實例，進一步理解認識溶度積概念

教材的內(nèi)容是：

“難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡在生產(chǎn)、科研和環(huán)保等領(lǐng)域有許多應(yīng)用。沉淀溶解平衡是一個動態(tài)平衡，當條件發(fā)生改變時，平衡也會相應(yīng)的發(fā)生移動。我們在生產(chǎn)生活中經(jīng)常根據(jù)平衡移動原理，選擇適當?shù)臈l件，使平衡向著需要的方向移動。

交流與討論：

請用沉淀溶解平衡的原理解釋下列事實，將你的想法與同學(xué)們交流討論。

1.如果誤食可溶性鋇鹽。造成鋇中毒，應(yīng)盡快用5.0%的硫酸鈉溶液給患者洗胃。

2.將溶液的pH調(diào)節(jié)到3～4，可以除去硫酸銅溶液中的鐵離子。

3.精制食鹽水時，可以加入適量的氫氧化鈉為溶液除去氯化鈉溶液中的鎂離子。

這一教學(xué)內(nèi)容，要求教師應(yīng)用沉淀溶解平衡的原理和溶度積的有關(guān)概念理解和解釋“沉淀生成”在生產(chǎn)、生活中的三個應(yīng)用實例。可設(shè)計如下問題鏈幫助理解，加深對溶度積概念的認識。

1.如果誤食可溶性鋇鹽。造成鋇中毒，應(yīng)盡快用5.0%的硫酸鈉溶液給患者洗胃。

提問1：什么是鋇中毒？（答：鋇離子濃度達到一定程度。因此，解毒，其實就是要降低鋇離子在體內(nèi)的濃度。）

提問2：用5.0%的硫酸鈉溶液給患者洗胃，可以使鋇離子完全除去嗎？（答：由于沉淀溶解平衡的存在，不能完全沉淀。）

提問3：殘留的鋇離子濃度為多少？安全嗎？（答：5.0%的硫酸鈉溶液，物質(zhì)的量濃度近似為0.36mol/L，當反應(yīng)達到BaSO4的沉淀溶解平衡時，Q=Ksp（BaSO4），即Ksp（BaSO4）=[Ba2+][SO42-]，計算得[Ba2+]=3.1×10-10，由此可知。殘留的Ba2+濃度極低，所以可以達到解毒的目的。

2.將溶液的pH調(diào)節(jié)到3～4，可以除去硫酸銅溶液中的鐵離子。

提問1：本題除去雜質(zhì)，應(yīng)注意哪些問題？（答：通常除去Fe3+而不減少CuSO4，不引入新雜質(zhì)。）

提問2：將溶液的pH調(diào)節(jié)到3～4，是利用什么離子反應(yīng)除去Fe3+？所謂Fe3+被除去，F(xiàn)e3+濃度為多少？（答：利用Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓即氫氧化鐵的沉淀反應(yīng)。通常認為某離子在溶液的濃度小于或等于1×10-5mol/L則被除盡。

提問3：假定溶液中Fe3+恰好除盡，即濃度為1×10-5mol/L，則溶液的pH為多少？此時，Cu2+是否也會被除去（已知Cu2+濃度為0.1mol/L）？

（答：當Fe3+被除盡時，根據(jù)Q=Ksp[Fe（OH）3]，[OH-]=4.7×10-10mol/L，此時pH=2.7，因此將溶液的pH調(diào)節(jié)到3～4，可以除去硫酸銅溶液中的鐵離子。此時[Cu2+][OH-]2

[思考]金屬陽離子形成氫氧化物沉淀一定需要堿性環(huán)境嗎？

3.精制食鹽水時，可以加入適量的氫氧化鈉為溶液除去氯化鈉溶液中的鎂離子。（答：通過增大[OH-]，使Q>Ksp[Mg（OH）2]達到除去Mg2+的目的。）

在教學(xué)中應(yīng)重視對過程和方法、對概念的形成、知識的理解和學(xué)生思維能力培養(yǎng)，不能停留在最初淺的從離子反應(yīng)認識沉淀生成的水平上，應(yīng)幫助學(xué)生理解實際生產(chǎn)中是怎樣利用沉淀溶解平衡的原理設(shè)計工藝流程，以使某種離子盡可能完全轉(zhuǎn)化為沉淀使之除去，即應(yīng)從定量角度幫助學(xué)生分析沉淀生成、沉淀完全需要的條件。