“離子反應”教學中的相關問題與對策

劉石易 鄺賢毅

“離子反應”教學中的相關問題與對策

劉石易1鄺賢毅2

（1湖南省安仁縣第一中學湖南安仁423600；2增城市新塘中學廣東增城511340）

分析“離子反應”實際教學中經常出現的問題，并提出了相應解決對策。

離子反應；教學；對策

離子反應是高中化學極其重要的一個概念,筆者曾多次執教離子反應,在教學過程中對許多問題產生過困惑與思考,相信這也是廣大一線教師的疑慮。現將其記錄下來,希望能給大家帶來些許啟發。

一、關干電解質教學中的相關問題的思考

1.引入電解質本質定義的思考

在電解質教學中,學生經常會提出這樣的問題：水是電解質嗎？CO2不是電解質嗎？細究問題背后的原因,是我們對電解質定義的教學出了問題。原來,教材為了考慮學生的初高中銜接,電解質的定義是從導電性角度給出的,很多教師據此認為電解質的定義是唯一的,教學過程也只根據課本定義進行設計。事實上課本關于電解質概念給出了兩條線索：一種是從導電性角度給出的,課本有明確的定義;另一條線索是從電離角度講解電解質,課本沒有給出明確的定義,但這才是電解質的本質定義。在教學中要不要引入這隱性的本質的定義,是一個值得探討的問題。筆者認為,電解質概念的本質定義應該引入。理由如下：①從學生的認知心理規律來看,由于課本所下定義不能反映電解質的本質,導致學生對電解質概念的認識膚淺、模糊,特別是當學生遇到CO2類物質(完全符合電解質課本定義,但不是電解質卻是非電解質),內心自然產生疑惑甚至對課本定義有不滿情緒,因此也必然充滿對電解質本質定義的渴求;②從知識的銜接教學來看,電解質概念是進一步學習強弱電解質、離子反應的基礎,引入電解質本質定義的學習,有利于與強弱電解質概念的自然銜接,有利于學生對離子反應的透徹理解和全面掌握;③從概念的發展來看,電解質概念有兩個定義充分體現了概念發展的階段性與規律性,以及概念組成的完整性。顯然只有引入電解質本質定義,才能幫助學生實現認識的飛躍,全面深入地理解、掌握電解質概念。

那么,如何從電解質的本質定義設計教學呢？下面是我的兩個設計(見下頁表)。

2.關于電解質相關概念教學深廣度的思考

在必修階段教學中,許多教師對電解質相關概念教學的深廣度把握不準,究其原因,是廣大教師對電解質相關概念認識不清,對電解質相關概念在高中課本中的螺旋呈現把握不準,現分析之：

根據高中化學課程標準,電解質相關概念主要分布在必修的化學l、化學2以及選修的化學反應原理模塊。根據教材中電解質相關概念的分布,我們發現,在化學1對電解質相關概念并沒有完整的章節,而是穿插在各個專題中,要求也不是很高。電離、電解質概念初中不要求,出現在高中化學1,但是在化學1電離只要求強電解質電離方程式書寫,要求明白電解質和非電解質的概念,但是淡化了二者的概念辨析。在化學1要求重點落實酸堿鹽是電解質以及強酸強堿及其鹽的電離。對于強電解質、弱電解質的概念在化學1中完全沒有出現,電解質相關概念的深化和應用則出現在化學反應原理模塊。

3.必修階段弱電解質定義要不要引入的困惑

必修階段,弱電解質定義要不要引入？這個問題一直困惑著許多一線教師,這里拿出來與大家一起探討,一方面必修教材完全沒有出現強電解質、弱電解質的概念,弱電解質概念在化學反應原理模塊才要求;另一方面由于沒有引入弱電解質的概念,給后面的教學帶來了很大困難。例如：化學l主要安排了電解質和電離的概念,其主要任務是讓學生建立起離子反應的概念,清楚物質在水溶液中的三種存在形式：“分子,離子,離子與分子共存”。因教材沒有引入弱電解質的定義(部分電離的觀念),教師在解釋氨水、醋酸為什么是弱堿、弱酸,氨水、醋酸溶液中為什么是離子與分子共存時頗費周折,許多教師只能將弱酸、弱堿的概念及其水溶液的粒子存在形式強行塞給學生。再如：離子之間反應的條件是：生成沉淀、生成氣體、生成弱電解質。由于沒有學弱電解質的概念,有的教師將它改成生成像水一樣的物質。但如何解釋像水一樣的物質呢？又如：在離子反應方程式書寫中是依據該物質在水溶液中的主要存在形式來決定寫成離子形式,還是寫成化學式,但學生沒有很好地理解清楚物質在水溶液中的三種存在形式,造成錯誤百出。因此,筆者以為,在教學中不要過于拘泥教材內容,要創造性地使用教材,從完全電離和不完全電離的角度適度地引入強弱電解質概念不失為明智之舉。

設計一：電解質本質定義的教學設計

教師活動學生活動設計意圖【活動】討論下列化合物在水溶液和熔融時的行為和存在形式。水溶液熔融態鹽觀看氯化鈉溶入水,熔融時的動漫,明硧離解成自由移動的離子的兩種方法,明確化合物在水中和熔融時的行為和存在形式,從電離的角度引岀電解質的定義,進而引岀強弱電解質的定義讓學生明確離解成自由移動的離子的兩種方法,進而建立起電離的概念,學會從新的角度即微觀的角度考慮問題氯化鈉、碳酸鈣氯化鈉、碳酸鈣堿氫氧化鈉、氨水氫氧化鈉、液氨酸硫酸、醋酸有機物蔗糖蔗糖設計二：電解質本質定義的教學設計教師活動學生活動設計意圖【活動1】討論C O2是電解質還是非電解質？學生討論,引發矛盾引發矛盾沖突,激發探究欲望。【活動2】探究下列問題：①C O2水溶液能導電的原因是什么？②C O2水溶液中自由移動的離子是C O2,還是由H2C 03電離生成的H+、C O32-？③C O2在水溶液中有沒有發生電離,為什么？那么C O2能否在液態時電離？④請同學們從電解質的本質電離角度給電解質概念重新下定義。分析、討論引導學生從電解質的本質電離角度給電解質概念重新下定義,深化學生對電解質概念的理解,培養學生問題意識與探究能力,使學生樹立用發展的眼光看待課本概念的觀念。

附表：電解質相關概念的教學階段

教師活動學生活動設計意圖【活動】討論下列化合物在水溶液和熔融時的行為和存在形式。水溶液熔融態鹽觀看氯化鈉溶入水,熔融時的動漫,明硧離解成自由移動的離子的兩種方法,明確化合物在水中和熔融時的行為和存在形式,從電離的角度引岀電解質的定義,進而引岀強弱電解質的定義讓學生明確離解成自由移動的離子的兩種方法,進而建立起電離的概念,學會從新的角度即微觀的角度考慮問題氯化鈉、碳酸鈣氯化鈉、碳酸鈣堿氫氧化鈉、氨水氫氧化鈉、液氨酸硫酸、醋酸有機物蔗糖蔗糖設計二：電解質本質定義的教學設計教師活動學生活動設計意圖【活動1】討論C O2是電解質還是非電解質？學生討論,引發矛盾引發矛盾沖突,激發探究欲望?！净顒?】探究下列問題：①C O2水溶液能導電的原因是什么？②C O2水溶液中自由移動的離子是C O2,還是由H2C 03電離生成的H+、C O32-？③C O2在水溶液中有沒有發生電離,為什么？那么C O2能否在液態時電離？④請同學們從電解質的本質電離角度給電解質概念重新下定義。分析、討論引導學生從電解質的本質電離角度給電解質概念重新下定義,深化學生對電解質概念的理解,培養學生問題意識與探究能力,使學生樹立用發展的眼光看待課本概念的觀念。

二、關于離子反應教學的困惑與思考

1.離子反應微粒觀構建的思考

離子反應不僅僅是要求學生掌握離子反應的概念,更重要的是教會學生從微粒的角度認識酸、堿、鹽在水溶液中的存在形式及行為。認識物質在水溶液中的反應實質是離子之間的反應。使學生初步建立起研究水溶液的思維方法,這無疑是離子反應教學的重點和難點。近幾年,筆者多次觀摩了離子反應的公開課,發現許多教師針對這個問題,要么一筆帶過、避而不談,要么避重就輕、蜻蜓點水。那么,如何在離子反應教學中構建微粒觀？下面是我整理出來的幾種設計,供老師們探討。

設計一：從溶液分類的角度構建

教師活動學生活動設計意圖【活動】請根據水溶液中物質的存在形式給下列溶液分類。NaCl溶液、HCl溶液、醋酸溶液、NaOH溶液、氨水、蔗糖溶液觀看上述物質溶入水的動漫,明確物質在水中的行為,從電離的角度引岀電解質的定義,進而引岀強弱電解質的定義分類是概念學習最基本的學習方式,新的分類方式可以給學生新的刺激,進而建立起離子的概念,學會從新的角度即微觀的角度考慮問題

設計二：從導電性的角度構建

教師活動學生活動設計意圖【活動】向含酚酞的氫氧化鋇溶液逐滴加入硫酸溶液, (大燒杯,酸堿式滴定管帶電流計的線路圖,圖略)觀察溶液導電性、顏色、沉淀的變化。觀察,記錄,分析原因,分組討論通過實驗讓離子“看得見”,明確物質在水中的行為,建立起離子反應的概念,歸納出離子反應是朝著某些離子濃度減小的方向進行。

設計三：從化學反應分類的角度構建

教師活動學生活動設計意圖【活動1】給下列化學反應分類：(1)碳酸鈣受熱分解(2)碳與氧氣反應(3)CuSO4溶液與BaCl2溶液(4)含酚酞的NaOH溶液與HCl溶液通過對反應方程式的分類,初步了解水溶液中反應的特點,引入離子反應,進一步加強電離的概念,又可以引發觀念的沖突。找出規律,分類【活動2】完成活動1中(3)(4)兩個實驗,觀察溶液顏色、沉淀的變化。觀察,記錄,分析原因,分組討論通過實驗讓離子“看得見”,明確物質在水中的行為,建立起離子反應的概念,歸納出離子反應是朝著某些離子濃度減小的方向進行。

2.復分解反應的發生條件遷移到離子反應條件教學的困惑與思考

在高二的水平測試中,經常有同學認為離子之間反應的條件是初中所學的復分解反應發生的條件,即生成沉淀氣體和水,為什么高二的學生還會出現這樣看似簡單的錯誤？為什么初中所學的舊概念的消極影響如此之深呢？這個問題困惑我很長時間。細究其原因,主要是老師錯誤地認為離子反應的條件學生容易掌握,沒有重視舊概念同化為新概念所要運用的教學策略。舊概念如何無障礙遷移到新概念上來呢？

設計一：離子反應條件的探究

教師活動學生活動設計意圖【活動1】判斷下列離子組能否發生反應：(1)Cu2+和OH-(2)H+和Cl-(3)NH+和OH-加熱(4)HCO3-和OH-(5)H+和CH3COO-(6)H+和ClO-完成練習調動學生的認知經驗,測查學生旳前概念。【活動2】指導學生實驗:在2支試管加入濃度相同稀鹽酸,用玻璃棒醮取溶液涂在pH試紙上;再在上面兩支試管中分別加入醋酸銨和氯化銨固體,振蕩后再分別用玻璃棒醮取溶液涂在pH試紙上,觀察顏色的變化。完成實驗,對比觀察顏色變化,分析得出醋酸根與氫離子發生了反應的事實,得出初中的復分解條件是片面的結論,修正片面的復分解型離子反應條件通過實驗引發沖突:生成弱酸弱堿的復分解反應不能用復分解反應條件解釋,激發求知欲望,同化舊概念,修正片面的復分解型離子反應條件。

三、關于離子反應方程式書寫相關問題的思考

1.離子反應方程式書寫第二步“拆”的思考

廣大化學教師都明白,離子反應方程式書寫教學中最難的是第二步“拆”。老師教得非常辛苦,而學生還是拆得千瘡百孔。為什么會這樣呢？多次施教離子反應方程式書寫和多次反思之后,我發現原因在于老師過分地強調學生死記硬背,而沒有給學生一個明確的理解和記憶思路,死記硬背的結果造成學生就是記不住。書寫離子方程式實際上是依據該物質在水溶液中的主要存在形式來決定寫成離子形式,還是寫成化學式。因此,我們的教學要圍繞幫助學生理解和記憶物質在水溶液中的主要存在形式來展開。下面是我的設計：

設計一：離子反應方程式書寫第二步“拆”的設計

教師活動學生活動設計意圖【活動1】請畫出物質分類的“樹狀分類圖”(圖中要求給酸堿鹽氧化物進一步分類)。鞏固樹狀分類法,給學生一個明確的記憶物質思路。學生畫“樹狀分類圖”,討論并完善“樹狀分類圖”?！净顒?】如果把“樹狀分類圖”中的各類物質放于水中,小組討論各物質在水溶液中的主要存在形式。小組討論,歸納各類物質在水溶液中的主要存在形式。得出三大強酸,三大強堿,可溶性鹽要拆,其它物質都不拆的結論。幫助學生理解和記憶物質在水溶液中的主要存在形式。

2.離子反應方程式書寫“三步法”與“四步法”的思考

傳統的離子反應方程式書寫已成了一種經典的模式,大家習慣稱之為“四步法”。山東版教材中出現了一種寫法只要三步,稱之為“三步法”。那么,哪一種書寫方法更適合學生,學習效果更好呢？這是一線教師關心和思考的問題。

筆者曾選擇兩個基礎較好的平行班進行測查,測查結果表明：“三步法”耗時顯著少于“四步法”,應當說這在教學預測之內,“三步法”是從電離和溶解性出發,考慮離子之間可能的反應,步驟少,思維長度短,因而耗時少。而“三步法”成功率更高于“四步法”,這是我預設之外的發現,這可能是“三步法”所需要的準備知識主要是電離方程式等知識,程序簡單,符合學生的最近發展區?！八牟椒ā币虺绦驈碗s,在“寫、拆、刪”三步中都出現了較多的錯誤點。

筆者也曾選擇兩個基礎較差的平行班進行測查,結果除“三步法”耗時顯暑少于“四步法”,與前次測試一致。而“三步法”成功率卻低于“四步法”。這可能是因為“四步法”是基于化學技能的教學,是一種記憶性的教學,靈活性小,學生易于掌握。而“三步法”是基于微粒觀的教學,一種理解性的教學,靈活性大,需要學生建立起從微觀的視角來看某個離子反應的實質,整體把握離子反應的真實面貌,才能順利地寫出表示其反應實質的離子方程式。對于基礎較差的學生短時間內建立微粒觀,整體把握離子反應的實質可能有些難度。

因此,對于基礎較好的學生選擇“三步法”,不僅省時,正答率高,更能培養學生以粒子觀的視角思考問題,符合基礎較好的學生喜歡使用靈活方法的特點?！八牟椒ā钡臅鴮懸巹t簡單,思維強度不大,學生容易入手,對于基礎較差的學生選擇“四步法”有利初學時培養信心。

［1］李順友.“離子反應”兩個概念教學的問題及對策［J］.教學與管理，2009，（10）

［2］徐守兵.離子方程式2種書寫規則比較研究［J］.化學教育，2009，（04）

1008-0546（2013）05-030-03

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10.3969/j.issn.1008-0546.2013.05.012