“離子反應(yīng)”教學(xué)中的化學(xué)核心素養(yǎng)與探討

馬偉華

【摘 要】筆者以高中化學(xué)“離子反應(yīng)”概念片段教學(xué)為例，基于“宏觀辨析與微觀探析”化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計(jì)了三個(gè)環(huán)節(jié)組織教學(xué)活動(dòng)，探討化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的幾點(diǎn)做法。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)核心素養(yǎng)；離子反應(yīng)；宏觀；微觀

1.“離子反應(yīng)”的化學(xué)核心素養(yǎng)價(jià)值

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）對(duì)化學(xué)核心素養(yǎng)“宏觀辨析與微觀探析” 有這樣的表述：“能從不同層次認(rèn)識(shí)物質(zhì)的多樣性，并對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類”“能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問題”。而離子反應(yīng)是高中化學(xué)核心概念之一，離子反應(yīng)承擔(dān)的主要教學(xué)功能之一即是使學(xué)生分析問題的思維從以往的宏觀角度轉(zhuǎn)變到微觀角度。故離子反應(yīng)具有培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨析與微觀探析”化學(xué)核心素養(yǎng)的重要價(jià)值。

筆者將蘇教版《化學(xué)1》（必修）教材專題2“離子反應(yīng)”概念的教學(xué)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，對(duì)基于培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)進(jìn)行初步探討和反思。

2.教學(xué)實(shí)錄

2.1環(huán)節(jié)一：舊課復(fù)習(xí)，初涉“離子觀”

【生1】反應(yīng)生成水，硫酸鋇沉淀，不以離子形式存在，導(dǎo)電能力一定減弱；

【生2】不一定，要看二者的量；

【師】讓實(shí)驗(yàn)事實(shí)說話。我們按PPT投影上的裝置（圖1）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)大家注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【師】（按右圖方式講解）

【思考2】從物質(zhì)電離的角度，該反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？

【結(jié)論】是離子之間的反應(yīng)。

（評(píng)析：由于學(xué)生沒有建立“離子觀”，不能從直接從微觀的角度探析物質(zhì)間的反應(yīng)。故遵從學(xué)生當(dāng)下的認(rèn)知水平，先讓學(xué)生辨析宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再通過交流與討論活動(dòng)中“問題串”的方式逐步引導(dǎo)學(xué)生探索微觀的本質(zhì)，認(rèn)識(shí)到有些反應(yīng)的本質(zhì)是離子直接參與反應(yīng)，順利得出離子反應(yīng)的概念。整個(gè)過程符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，重視“離子觀”的建構(gòu)過程。并初步建立了一個(gè)分析離子反應(yīng)的思維模型（如圖2），即先分析溶液中有的離子種類，直接考慮離子間的反應(yīng)。

2.3環(huán)節(jié)三：宏觀現(xiàn)象辨析，微觀探討離子反應(yīng)條件

【思考3】氫氧化鈉溶液與稀鹽酸混合，是否發(fā)生離子反應(yīng)？什么離子參與反應(yīng)？

【交流討論】如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你的推測？

學(xué)生設(shè)計(jì)各種方案，比如：往氫氧化鈉溶液中加酚酞，再滴加稀鹽酸，觀察溶液酸堿性變化；測定溶液導(dǎo)電性變化；加硝酸銀溶液，檢驗(yàn)氯離子是否存在等。教師對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)、修正，最終得出一個(gè)合理的方案。

【演示實(shí)驗(yàn)2】繼續(xù)按圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，往0.1mol/L氫氧化鈉溶液中加酚酞，再滴加0.5mol/L稀鹽酸，觀察溶液酸堿性變化，及導(dǎo)電性變化。

【師】看來，不是所有的離子都會(huì)參加反應(yīng)，有些離子只是“旁觀者”。

【思考4】結(jié)合實(shí)驗(yàn)1和2，分析離子反應(yīng)發(fā)生的條件。

【生5】生成不以離子形式存在的物質(zhì)，比如沉淀、水。

【師】還可能生成哪些不以離子形式存在的物質(zhì)？

【生6】生成氣體，生成難電離的弱電解質(zhì)都可以。

【歸納】（1）溶液中進(jìn)行的復(fù)分解反應(yīng)本質(zhì)是離子反應(yīng)；（2）復(fù)分解型離子反應(yīng)的條件是生成沉淀，氣體，弱電解質(zhì)。

（評(píng)析：通過演示實(shí)驗(yàn)2，讓學(xué)生由宏觀現(xiàn)象“燈泡一直都亮著”的辨析，“看到”有部分離子一直都存在于溶液中，幫助學(xué)生進(jìn)行微觀想象，發(fā)現(xiàn)不是所有離子都會(huì)發(fā)生反應(yīng)。且自然地引出離子反應(yīng)發(fā)生條件的探討。離子反應(yīng)條件的探討過程可以看到，學(xué)生也是關(guān)注了產(chǎn)物的微觀存在形式，學(xué)生回答：“生成不以離子形式存在的物質(zhì)”，表明學(xué)生能初步從微觀的角度考慮問題。）

3.教學(xué)反思

3.1依托教學(xué)內(nèi)容，確定合適的核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)

化學(xué)核心素養(yǎng)有五個(gè)方面：“宏觀辨析與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”。一節(jié)課很難承載上述所有化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，而且同一個(gè)方面的核心素養(yǎng)還有不同層次、不同水平的要求。就需要教師研究教學(xué)內(nèi)容與化學(xué)核心素養(yǎng)的價(jià)值關(guān)聯(lián)，并依據(jù)學(xué)生當(dāng)前的學(xué)情，確定合適的素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)。

上述離子反應(yīng)的教學(xué)，就是引導(dǎo)學(xué)生先從宏觀現(xiàn)象的辨析，再探索物質(zhì)變化的微觀本質(zhì)，最后能直接從微觀離子角度分析離子間的反應(yīng)，初步達(dá)成“能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問題”的素養(yǎng)培養(yǎng)。當(dāng)然，作為化學(xué)核心素養(yǎng)中的“宏觀辨析與微觀探析”，還有不同層面的目標(biāo)指向，比如“形成‘結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用的觀念”，“能根據(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)預(yù)測物質(zhì)在特定條件下具有的性質(zhì)和發(fā)生的變化，并能解釋其原因”等等。這些素養(yǎng)目標(biāo)就需要其他合適的教學(xué)內(nèi)容來承載、培養(yǎng)、達(dá)成。

3.2及時(shí)探查素養(yǎng)的達(dá)成情況

在教學(xué)過程中， 要及時(shí)探查學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成情況，以便及時(shí)了解學(xué)生的問題，認(rèn)識(shí)誤區(qū)。上述“離子反應(yīng)”概念教學(xué)中就有承擔(dān)探查任務(wù)的環(huán)節(jié)，比如：

環(huán)節(jié)一，判斷強(qiáng)弱電解質(zhì)在水溶液中的存在形式，診斷學(xué)生基本學(xué)情， 研判學(xué)生能否從微粒的角度看待電解質(zhì)溶液。

環(huán)節(jié)三， 學(xué)生自主分析氫氧化鈉和鹽酸的反應(yīng)本質(zhì)，診斷學(xué)生能否初步用剛建構(gòu)的離子反應(yīng)概念分析問題。

通過設(shè)計(jì)這些問題思考、學(xué)生活動(dòng)來診斷學(xué)生當(dāng)前的發(fā)展水平，及時(shí)做出指導(dǎo)，消除認(rèn)知障礙，逐步達(dá)成學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

3.3合理利用實(shí)驗(yàn)，助力素養(yǎng)培養(yǎng)

微觀粒子看不見、摸不著，微粒觀的建構(gòu)需要學(xué)生要有一定的微觀想象能力。借助實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生獲得宏觀的感性認(rèn)知，在宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的支持下，設(shè)計(jì)問題串，引導(dǎo)學(xué)生將宏觀事實(shí)與微觀變化結(jié)合起來，逐步達(dá)成“宏觀辨析與微觀探析”的化學(xué)核心素養(yǎng)。比如，演示實(shí)驗(yàn)1、2，通過“燈泡亮度”的現(xiàn)象就能很直觀地使學(xué)生感受到溶液中離子濃度的變化，自然地從微觀離子的角度去思考溶液中發(fā)生的反應(yīng)，對(duì)“離子反應(yīng)”概念的建構(gòu)和深入理解自然水到渠成。

【參考文獻(xiàn)】

[1]普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版），人民教育出版社，2018年1月第1版

[2]王星喬，滕瑛巧，汪紀(jì)苗，包朝龍.關(guān)于化學(xué)核心素養(yǎng)教學(xué)設(shè)計(jì)——以“鐵及其化合物的應(yīng)用”為例[J].化學(xué)教學(xué)，2017（5）：51～55

[3]王衛(wèi)軍.基于化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的“電解質(zhì)”教學(xué)實(shí)踐與探討[J].化學(xué)教與學(xué)，2018（3）：28～31