基于支架式教學的《弱電解質的電離平衡》教學設計

趙春梅

[摘要]支架式教學模式對促進學生的自主學習能力、協作學習能力、實驗探究能力、提出問題的能力、良好的思維能力都是非常有效的，可以激發學生的學習興趣、轉變學生的學習方式、培養學生實踐能力和創新精神。以《弱電解質的電離平衡》教學設計為例，對基于支架式教學的化學課堂教學進行探討。

[關鍵詞]支架式教學；教學設計；弱電解質；電離平衡；實驗探究

一、何謂“基于支架式教學”

支架式教學是以著名心理學家維果斯基的“最近發展區”理論為基礎的一種建構主義教學模式。目前，比較有影響且流行的支架式教學法的定義源自于歐共體“遠距離教育與訓練項目”的有關文件。支架式教學被定義為：“支架式教學應當為學習者建構對知識的理解提供一種概念框架。這種框架中的概念是為發展學習者對問題的進一步理解所需要的，為此，事先要把復雜的學習任務加以分解，以便于把學習者的理解逐步引向深入。它是一種以學習者當前發展水平為基礎的、系統有序的，可運用多種方法引導學習者主動建構知識技能，并向更高發展水平邁進的教學模式，是一種以學生為中心，利用情境、協作、會話、意義建構等學習環境要素充分發揮學生的積極性、主動性和創造性，在教師和學習伙伴的幫助下最終達到使學生有效地實現對當前所學知識的自主建構的教學方法。”

本文所呈現的上科版高一下冊《電解質的電離》第3課時《弱電解質的電離平衡》的教學實例，就是基于上述理念的一次探索。

二、《弱電解質的電離平衡》教學設計

（一）建立課堂教學目標

1.課程標準解讀

對《上海市高中化學學科教學基本要求（試驗本）》中本節課內容的學習水平解讀如下：

具體要求：復述電離平衡的概念；歸納電離平衡的特征；列舉溫度、濃度等影響電離平衡的外界因素；根據勒夏特列原理解釋溫度、濃度等外界因素對電離平衡移動的影響。

學習經歷：設計探究稀鹽酸和醋酸的電離程度及影響因素的實驗，運用演繹、分析、類比、模擬等方法對實驗現象或定量數據進行微觀解釋，深化對強弱電解質以及電離平衡的認識。

2.教材分析

第七章《探究電解質溶液的性質》（滬教版）是第六章《化學反應速率和化學平衡》的延伸和拓展。本節課《弱電解質的電離平衡》是《電解質的電離》第三課時的內容，重點介紹濃度、溫度對弱電解質電離平衡的影響，并運用平衡移動原理加以分析。弱電解質的電離平衡是研究物質在水溶液中行為的重要環節，既可以鞏固前邊所學的有關化學平衡的知識，又能為理解水解平衡的移動及水解原理的應用打下基礎，起著承前啟后的重要作用。

3.學情分析

學生已經知道了化學平衡的含義及應用；能夠應用改變外界條件實現平衡移動的一般規律；掌握了水的電離、電解質的電離等知識；具備提出問題、分析問題和解決問題的能力，適合開展實驗探究、類比遷移、討論合作的學習方式；但學生對于如何從宏觀的現象分析、理解微觀的本質仍存在困難。

4.教學目標

（1）能自主概括電離平衡的概念、電離平衡的特征；能列舉溫度、濃度等影響電離平衡的外界因素。

（2）通過自主探索、合作學習，能將化學平衡原理遷移到弱電解質的電離平衡。

（3）通過實驗探究，增強自主學習意識、團隊協作能力和分析、解決問題的能力。

（4）通過弱電解質電離平衡的學習，體會化學知識在生產、生活中的作用，初步形成“化學平衡觀”。

5.教學重難點

重點：溫度、濃度對弱電解質電離平衡的影響。

難點：濃度對弱電解質電離平衡的影響。

（二）教學活動設計思路

本節課在設計上以課程標準及化學觀念為統領設計教學整體框架，知識建構始終貫穿兩條線索，一條是以“化學平衡觀”為統領建構教學內容主線，圍繞“電解質有強弱之分——弱電解質存在電離平衡——影響電離平衡的因素——電離平衡的實際應用”幾個方面展開教學，發揮“化學平衡觀”對弱電解質電離平衡教學的指導作用，類比遷移；一條是運用中心問題結合實驗探究，分析對比、歸納總結。

首先，在學生已有“強弱電解質”“電離”“化學平衡”等知識的基礎上，通過思維導圖支架和問題支架，引導學生發現和建構電離平衡的概念和特征。其次，確定以“影響電離平衡的因素”建構“最近發展區”，在此基礎上搭建問題支架、實驗支架、建議支架、工具支架和通過獨立探索、小組合作、討論交流、實驗操作、圖像解讀、數據分析，得出溫度、濃度的改變對弱電解質的電離平衡的影響，歸納出電離平衡移動也符合勒夏特列原理。整個教學過程都是基于學生的“最近發展區”搭建符合學生認知水平又具有一定開放性和挑戰性的問題支架，幫助學生建構電離平衡的知識。教學過程設計見圖1。

三、教學實錄

（一）情境創設，引發遷移

[引入]①當人被蚊蟲、螞蟻叮咬時，皮膚上會起小包，過一段時間后小包會自行痊愈。②如果嬰兒長時間啼哭不停，會發生手腳抽搐。這是什么原因呢？

[學習情境]健康人的血液的pH值范圍為7.35～7.45，因為血液中存在如下平衡：H2O+CO2=H2CO3=H++HCO-。醫學上稱之為血液酸堿平衡，若血液的pH值低于7或高于7.8，就會出現酸中毒或堿中毒，有生命危險。現在你能用所學的平衡知識解釋兩個問題嗎？

設計意圖：引入生活問題，激發學生學習興趣，引導學生帶著疑問學習。在課程結束時，投影出學習情境，首尾呼應。學生在解決生活中的問題時，學會用化學的視角去發現和解決生產、生活中的問題，提高了學生化學學科素養，增強了知識遷移應用能力。

（二）問題討論，形成網絡

[問題支架]

我們這節課的研究課題是“弱電解質的電離平衡”，“弱電解質”“電離”及“平衡”的概念我們已學過，大家回憶一下，回答下列問題：①什么是弱電解質？②什么是電離？③弱電解質的電離有哪些特點？④化學平衡狀態是如何建立的？有什么特征？類比得出電離平衡的定義和特征。⑤根據化學平衡的影響因素，猜測弱電解質的電離平衡移動受哪些因素影響？又是如何影響的？⑥完善思維導圖。endprint

學生經過獨立思考、小組討論得出結論。師生共同完善思維導圖，詳見圖2：電解質的電離（第三課時）思維導圖。

設計意圖：通過問題支架，引發學生的認知沖突，激發學生的求知欲望，引出新課的內容，層層深入在學生的最近發展區搭建支架，引導學生不斷探索。共同歸納形成思維導圖支架，作為下面實驗探究的理論依據，同時，使中學化學知識系統化、結構化和網絡化，并在教材基礎上進行拓寬和加深，從而形成一個系統的、完整的知識體系。

（三）實驗探究，協作學習

[問題支架]

1.你的猜想是否正確，需要實驗驗證，請設計實驗方案，填寫在學習單上。

[建議支架]

①設計實驗的一般思路：明確原理-選擇儀器和藥品-設計實驗裝置和步驟-記錄現象數據-分析得出結論；

②設計實驗的原則：原理正確，裝置簡單，操作方便，現象明顯；

③實驗操作要注意變量的控制；

④答題要領：實驗操作、實驗現象（如導電性、pH值、反應的快慢等）、作出判斷，三元素缺一不可。

[實驗支架]

2.用給出的實驗儀器和藥品，做實驗驗證你的猜想。

[工具支架]

實驗藥品及器材：小燒杯、pH試紙、比色卡、表面皿、玻璃棒、醋酸鈉固體、0.1 mol/L的醋酸鈉、醋酸銨固體、0.1 mol/L的醋酸銨、0.1 tool/L的醋酸、冰醋酸、蒸餾水、pH計。

[建議支架]

1.pH試紙的使用方法：①取一小塊試紙在表面皿上；②用潔凈的玻璃棒蘸取待測液點滴于試紙中部，觀察變化穩定后的顏色；③與比色卡對照，讀出pH值。

2.pH計的使用方法：①先用蒸餾水洗電極頭部，然后用被測液清洗一次；②把電極浸入被測溶液中，用玻璃棒攪拌溶液，使溶液均勻，在顯示屏上讀出溶液的pH值。

學生活動：1.學生獨立設計實驗方案。2.小組交流討論實驗方案的可行性，完善形成組內的最佳方案。3.小組匯報設計的實驗方案。4.師生一起評析實驗方案。5.選用合適的實驗方案、實驗藥品和儀器進行實驗探究，動手操作，記錄現象，分析歸納。

設計意圖：通過設置問題支架、建議支架、實驗支架、工具支架，為學生的實驗探究指明方向。學生在獨立探索、協作學習中增強設計簡單實驗的能力，通過實驗現象推理和歸納出實驗結論的能力，團隊合作、解決問題的能力。

（四）實驗數字化，內化認知

[問題情境]

1.展示數字化實驗系統DIS測出來的0v1mol/L的醋酸溶液隨溫度升高pH值的變化曲線，見圖3，以及0.1 mol/L的醋酸溶液稀釋10倍的過程中pH值的變化曲線，見圖4。從中你能得出什么結論？

[問題支架]上述兩種情況，如果換成0.1 mol/L的鹽酸，pH值的變化又是怎樣的呢？

設計意圖：通過問題情境，展示DIS作出的pH值變化曲線圖，感悟數字化實驗技術對化學研究的支持，鍛煉從圖表中讀取信息的能力，并結合問題支架，化解難點，落實重點。

四、教學反思

“弱電解質的電離平衡”是研究物質在水溶液中行為的重要環節，比較抽象難懂，也是學生學習過程中的難點。本節課利用支架式教學模式針對學生感興趣的日常生活中的問題搭建問題支架，設置學生活動來驅動學生進行思考，在不斷的提出問題、解決問題的螺旋式上升過程中建構新知識。大膽放手讓學生探究，給予學生充分的信任，讓學生在做中成長，在錯中進步，使學生體驗到理論建構的過程，有效幫助學生順利地建構電離平衡基本原理，很好地突破了難點，落實了重點。

“弱電解質的電離平衡”既體現了化學科學宏觀研究與微觀研究結合、以實驗為基礎等特點，又體現了化學平衡等核心化學觀念，還彰顯了化學思維方法，具有典型性和挑戰性。怎樣進一步創新《弱電解質的電離平衡》的教學設計，值得我們不斷探索。

（責任編輯 羅艷）endprint