基于化學核心素養的教學設計

張旭波

針對“電離平衡”，教師將帶領學生穿越微觀的化學領域，深入探討溶液中的離子行為，并揭開化學反應平衡的神秘面紗。電離平衡是一門扣人心弦的科學，與日常生活中無數的現象密切相關，也是許多重要化學反應的前提和基礎。大家是否好奇在溶液中發生的那些微小的離子變化，以及它們是如何影響我們周圍的環境？在這個過程中，學生會通過理論知識的學習，深入了解電離平衡的概念，還將通過實驗感受電離平衡的神奇之處。

本文通過人教版高中化學選擇性必修1第3章第1節“電離平衡”課的教學設計，探討了如何在課堂上培養學生的核心素養，并引導學生進行深入探究和學習，幫助學生掌握所學知識。

一、教材分析

“電離平衡”是高中化學教學中的重要一課，深入研究在溶液中發生的離子行為和相應的平衡狀態。在該課的教學過程中，學生將逐漸理解電離平衡對化學反應造成的影響，探究其中的規律和原理。首先，教材從電離平衡的基本概念入手，引導學生認識溶液中離子的生成和消失過程。通過學習電離方程式，學生將逐漸領悟弱電解質和強電解質之間的差異，以及它們在水溶液中的離子產生規律。其次，教材詳細介紹了影響電離平衡的因素，包括溫度、濃度、壓力等對平衡位置的影響，學生根據理論學習和實驗操作，可以深刻理解這些因素是如何影響電離平衡的，從而掌握實際應用中的相關技能。再次，教材還通過案例分析，將電離平衡的知識和實際生活、工業生產聯系起來，以拓寬學生的視野，激發他們的學習興趣，并幫助他們更容易理解抽象的理論概念，以此加深對電離平衡的認知。最后，教材還強調了數學在電離平衡中的重要性，通過計算離子濃度等實際問題，培養學生的數理思維和解決問題的能力。（見表1）

二、學情分析

（一）學生的整體水平

學生在高中階段已經具備了一定的化學基礎知識，包括離子、溶液、化學平衡等概念。然而，電離平衡是一個較為抽象和復雜的概念，對于學生來說，可能是一個相對新鮮的主題。因此，在教學過程中，教師需要思考如何將學生已學的知識與電離平衡進行有效連接，再引導學生深入理解。

（二）學生的學習興趣和動機

學生對化學課程的興趣會因人而異。“電離平衡”涉及的實驗操作和案例分析，是通過生動有趣的實驗和相關的實際應用案例，來充分激發學生的學習興趣和學習動機。

三、教學目標

首先，了解離子平衡在弱電解質中的作用。了解各種條件，如濃度對離子平衡的影響。

其次，在教學中，利用演示式實驗來提高學生的實驗探究能力，并在討論和交流的過程中提高學生的分析能力。

最后，在教學過程中，還要注意培養學生主動探究的習慣，樹立辯證唯物主義世界觀。

四、教學重難點

教學難點：外界條件對電離平衡產生的影響。

教學重點：電離平衡的建立和電離平衡的移動。

五、教學過程

（一）學法引導

師：強電解質、弱電解質的定義和區別是什么？

生：強電解質溶液中只存在離子，而弱電解質溶液中卻不一樣，它們中既有離子又有分子。

師：當電離速率和結合速率之間差距越來越小，甚至相等的時候，有沒有可能使電離進入平衡狀態？

生：有可能。

師：CH3COOH溶液中存在微粒嗎？若是存在，則存在哪一些微粒呢？它們存在的狀態是什么樣子的，是靜止還是運動的？若是出現運動狀態，則會出現什么樣的情況？讓我們小組討論吧！

小組合作學習：讓學生以小組形式進行討論與合作，一起解決問題，同時也可以讓他們互相學習，交流思想，以此來增強他們的團隊合作精神。

（設計意圖：讓學生在觀察中進行分析和討論，以此促使其更好地理解CH3COOH電離過程中各粒子濃度存在變化的情況，且能在分析和練習中增加學生對電離平衡的認知，以此增強學生對知識的記憶效果。同時，教師還可以指導學生充分利用教材、參考書籍、互聯網等資源進行自主學習，以此培養他們主動探究的意識。）

（二）課堂導入

在課堂上，教師可以通過多媒體向學生演示兩種不同的物質。（見圖1）

師：從中大家可以得到哪些信息？

生：弱電解質電離的特點是部分電離。

師：根據此種情況我們能分析出什么？

生1：在酸性介質中，既有未離子化的CH3COOH，又有CH3COOH等分子電離產生的CH3COO-和H+。

生2：乙酸溶液中有兩種反向反應：CH3COOH=CH3COO-+H+。

（設計意圖：通過對強酸、弱酸溶液成分的對比分析，本項目將從微觀層面深入理解“材料—性質—功能”的本質，從微觀層面提升學生的學習水平與核心素養。教師讓學生經過探究思考以后提出假設，以此來發散學生的思維，讓學生體驗乙酸溶液中既有電離又有束縛的動力學過程，初步培養學生的轉變概念和均衡概念。）

（三）實驗驗證和評價

【實驗操作】

1.將兩個純度、重量、表面積相等的鋅粒放入一根管中，然后向其中加入等量的鹽酸和醋酸。

2.將4～5毫升1摩爾/升的醋酸加到一根試管中，加甲基橙溶液2～3滴，并將其分為兩份，在每個樣品中加入少量的乙酸氨晶體，搖晃，然后觀察顏色的變化。

【視頻實驗】在燒杯中加入濃乙酸，放入石墨電極，接上電流表，并將各個環節串聯起來，構成一個閉環，接上電源，慢慢地往里面加蒸餾水，不停地攪動，觀察電流表上的指針是否發生變化。

【注意事項】首先，甲基橙具有一定的酸堿性，在pH<3.1時，它的顏色會發生變化，變成紅色;當3.14.4時，它會變成黃色。其次，乙酸鹽的水溶液是中性的。

（四）小組實驗，對實驗過程進行觀察，并進行思考、討論、報告

【實驗一】現象：鹽酸氣體生成率高于醋酸

結論：CH3COOH在水溶液中不能充分離子化。

【實驗二】現象：由原本的顏色變為紅色。加入醋酸銨后，得到的結果是由紅色變為橙色。

結論：提高有機溶劑中C（CH3COO-）含量，抑制醋酸電離，減少C（H+）。

【實驗三】現象：安培計指針的偏轉角先是增大，而后減小。

結論：水溶液中C（CH3COO-）、C（H+）的增加，有利于乙酸的離子化。

【證實猜想】在醋酸溶液中，分子離化為離子以及離子鍵合為分子的過程。

（設計意圖：通過對實驗方案的設計和完善，讓學生對“問題的出現→提出猜測→試驗證實→分析總結→得到結論”的探索方式有一個全面的認識，才能有效培養學生多方面的能力。同時，通過實驗檢驗以及對同學的設計方案進行評估，讓學生認識醋酸溶液中既有電離又有束縛，進一步培養和強化學生的轉變概念和平衡概念。）

（五）提出問題

之后讓學生根據實驗中的V電離與V結合濃度和時間的關系，用C（CH3COOH）、C（CH3COO-）或C（H+）的時間依賴性圖（見圖2），讓學生通過小組合作，將兩張圖象繪制出來。教師也要給予學生相應的指導，并對學生的完成情況進行展示和評價。

（設計意圖：通過與圖象的對比，讓電離平衡的形成過程更形象直觀，能有效突破教學難點。用化學符號表達微觀反應，讓宏觀和微觀的聯系更加密切。同時，在探索過程中學習協作，勇于對“異常”現象發表自己的看法。化學原理方面的內容，如“電離平衡”一直以來都是中學物理教學中的難點，也是學生學習的難點，運用習題不僅能鞏固學生認知，還能檢測其學習弱點，以此提高其學習效率。）

六、教學反思

核心素養的培養重點在于激發學生的思維能力，其主要功能是發現、分析、解決問題，找到一個關鍵的解決方法。在教學過程中，教師首先應把“實驗”作為一條線索，通過激發“探索性”的思想，使“抽象”的問題變得“具體”。教師要尤其注意把理論與實踐相結合，讓學生思考、討論、分析;通過各種方法，使學生對化學觀念有較深的了解，能夠自主解決一些具體問題，順利地突破教學的重點和難點。在教學過程中，教師還要讓知識變得更加生動、實用，而非僅僅停留在書本上的抽象理論。此時教師設置的實驗探究作為主要手段，為學生提供一個自由發揮的平臺，鼓勵他們通過實際動手操作發現問題、分析問題，最終能夠深刻理解化學概念。

其次，通過對實驗結果的分析，以圖示模型的方式為基礎，得出了醋酸溶液中既有“分子”又有“離子”這一“微”現象。該方法注重對實驗結果進行分析，通過對實驗結果的分析和觀察圖示模型的了解，讓學生理解溶液中化學物質的微觀結構，知曉溶液中化合物的微結構，并由此推斷：醋酸溶液中既有電離也有結合。

再次，在這個過程中，教師對學生的轉變觀念與平衡理念進行了訓練，使學生在培養中能逐步形成變化觀念與平衡思想的素養，讓他們更深刻地理解化學反應中微觀的變化和平衡狀態。在此基礎上，教師通過對以上問題的分析，使學生對所提出的假說進行檢驗。這個實驗的目的是提高學生的實驗探索能力和創造能力，增強學生的創造意識，使其能在學習中逐步增強自身的主動性，進而在觀念的內生動力激發下主動解決問題。通過實驗，學生能培養嚴謹求實的科學態度，同時不斷優化實驗方案，提高實驗設計能力。

最后，通過動畫、圖像等多媒體手段，教師在教學中根據學生的認知逐步引導學生進行分析，并在最后進行電離平衡概念的有效總結，讓學生在直觀的圖象呈現中理解抽象的化學，以此來培養學生證據推理和模型認知的素養，讓他們能夠更具有科學思維，通過觀察、實驗、總結形成對電離平衡的綜合認知。

（作者單位：陜西省安康市漢濱區漢濱高級中學）

編輯：陳鮮艷