“離子反應及其發生的條件”意義建構教學設計*

李艷玲 謝祥林** 劉 敏

（1 湖南師范大學化學化工學院 湖南 長沙 410081；2 廣州市鐵一中學 廣東 廣州 510600）

離子反應是化學科學基本概念之一，是中學化學課程中重要的基礎知識。在中學化學課程教學中，使學生認清離子反應的實質，自主構建起離子反應概念的意義，是學生能學好化學的基礎。倪娟［1］、保志明［2］、經志俊，李明星［3］等提出了關于離子反應概念相關的教學研究，通過設計教學環節以讓學生更好的掌握離子反應。因此，中學化學教學中對離子反應概念的教學是十分重視的，對離子反應教學的研究也是中學化學教學研究中的重要內容。中學化學教學中，離子反應是教學的重點和難點之一。在后續的化學學習中，用離子反應認識反應原理是研究化學反應常用的方法，所以離子反應是重要的概念。離子反應學習困難產生的基本現象主要有： 不清楚離子方程式的意義，不清楚如何寫出正確的離子方程式。從教學上分析，主要是教師對離子反應概念的科學意義和化學認識方法不深入，誤將教學重點放在離子方程式寫法規則的教學上，而對離子反應的認識方法和實質意義了解不深，在教學過程中沒能將離子反應原理當成重點內容，引導學生認識其原理的教學不足，學生對離子方程式的意義沒有真實的理解，對寫法規則就無法真正把握，常常只靠記憶一些離子方程式來學習離子方程式。也就是說，學生學習離子方程式只學習了符號寫法規則，同時記住了一些離子方程式，而對離子反應的實質缺乏認識。這種學習效率低，對學生的發展也沒什么意義。建構主義教學的根本信條是：學習是學習者主動建構知識而不是接受知識的過程，教學是支持學習者建構知識而不是灌輸知識的過程［4］。本文主要分析了離子反應概念的認知實質和離子反應及離子方程式概念的學習原理，以幫助學生意義建構的教學思想為指導，設計幫助學生自主認識離子反應的實質，構建離子反應和離子方程式概念、自主掌握離子反應方程式寫法的教學設計。實踐表明這種教學設計能有效幫助學生學習，教學過程簡約，學生學習積極性高，有極高的教學效率。

一、離子反應意義建構學習分析

化學學科是從分子、原子層面認識物質組成及變化規律的自然科學，多角度認識化學反應從而形成了化學科學的概念體系和理論體系。化學概念眾多是因為對化學反應用不同的認識方法去認識而形成的，因此化學概念的形成過程包含認識方法和科學方法的學習，這是促進學生思維發展的源泉和動力。很多化學反應是在溶液中進行的， 離子反應正是從參加反應的微粒形式來認識溶液中的化學反應， 這是離子反應認識方法；從概念的學習屬性分析，離子反應是指溶液反應中的一類反應，是一類化學反應所具有的共同特征，因此離子反應屬于抽象概念。從教學層面分析，學習離子反應首先應讓學生了解物質在溶液中存在的狀態（這是上課時“電解質在溶液中的電離”必須掌握的內容），繼而讓學生掌握認知的方法——分析電解質在溶液中反應的實質， 在此基礎上讓學生自主認識多個電解質在溶液的反應實質，從而找到這些反應的共同特征，抽象出離子反應的概念是離子反應認識的基本過程。

離子反應是對溶液中化學反應認識方法創新而產生的概念，因此教學過程中教會學生電解質在溶液中反應實質的認識方法是學習離子反應、認識離子反應概念教學的科學素養培養目標。教學過程中先觀察一系列的化學反應，根據電解質在溶液中實際存在的狀態，進行反應過程和反應結果的理論分析，是構建離子反應的概念和離子方程式概念的基本過程。原型定向階段——由教師對兩個離子反應實質進行分析，提供給學生分析方法的模型；原型操作階段——其余離子反應實質的分析應該交給學生模仿，要讓學生掌握其分析的方法和過程， 并完成對這些反應的分析，從而讓學生自主構建起離子反應的概念；原型內化階段——完成對多個離子反應實質的分析后，此時學生們已對反應過程的共同特點都了解清楚了，此時學生頭腦中實際上已形成了離子反應的概念，因此剩下的就是對離子反應下定義和給概念名稱了。離子反應方程式也不是刻意去學習的知識， 是對離子反應原理進行分析的過程中自然形成的一種對化學反應實質表達的方式。在對多個離子反應實質的認識過程中自然可以形成離子方程式的概念， 離子方程式的書寫過程和寫法規則，也可以從認識離子反應的過程中歸納出來。

引導學生歸納離子方程式寫法，可使學生清晰其寫法過程和規則。在離子方程的書寫中最關鍵的一步就是“拆”，即哪些物質寫成化學式，哪些物質寫成離子式。如果讓學生真正理解了電解質電離理論，清楚知道化合物在溶液中存在的狀態，那么如何“拆”也不是難點了。其規則就是在溶液中全部以離子狀態存在的物質寫成離子式，而分子和離子共存或以分子狀態存在的都寫化學式。由于必修1 沒有給出強弱電解質的概念，所以這個時候需要對“拆”（離子狀態）與“不拆”（分子＋離子，分子）的物質進行歸類。引導學生從電解質在溶液中存在狀態認識“拆”，不僅可加深學生對溶液的進一步理解，而且可引導學生對溶液的正確認識方法以及深化對化學反應實質的理解。

綜上所述，離子反應及其發生的條件學習的基本過程有：認識離子反應；區分離子反應和非離子反應；理解離子方程式的意義；學會書寫離子方程式；總結復分解反應發生的條件。

二、教學過程設計及其特點

1．教學過程設計

教學項目一：電解質在溶液中電離知識復習

請將下列物質歸類，并寫出電解質的電離方程式。

①Na2SO4②HCl ③NaOH ④NaCl ⑤BaCl2⑥Na2CO3⑦C2H5OH ⑧Fe ⑨SO2⑩KCl

（1）屬于電解質的是____，屬于非電解質的是____。

（2）寫出電解質在水溶液中的電離方程式。

（3）說明電解質在水溶液中存在狀態如何。

（教學意圖：復習電解質電離及電離方程式。認識本課時中所涉及到的電解質在溶液中的存在狀態，為分析離子反應提供知識支持。）

教學項目二：離子反應意義建構

教學活動1：進行實驗，并觀察現象。

①向盛有2mL Na2SO4溶液的試管中加入2mL KCl 溶液；

②向盛有2mL Na2SO4溶液的試管中加入2mL BaCl2溶液；

③向加有酚酞的試管中加入NaOH 溶液，然后逐滴加入稀硫酸至紅色消失；

④向Na2CO3溶液中加入稀鹽酸，至無氣體冒出；

⑤將鐵釘加入稀硫酸中。

教學活動2：觀察實驗現象，寫出化學方程式。

教學活動3：根據電解質在溶液中的電離理論，探討反應的實際過程，寫出各個物質反應前后在溶液中存在的狀態。

原型定向階段：

反應①：

（教學意圖：此反應不能進行，只是向學生展示認識方法。附帶讓學生頓悟有些復分解反應不能進行的原理。）

反應②：

（教學意圖： 原型定向演示兩個離子反應的認識實例，運用“出聲思維”將內隱在頭腦中的思維講解出來，為學生下一步的原型操作做示范。）

原型操作階段：

學生活動1：學生模仿老師示范的原型，進行自主分析③、④、⑤反應。

（教學意圖：（1） 學生模仿教師的分析， 完成③、④、⑤反應分析后，掌握認識方法。（2）為構建離子反應概念提供材料。）

學生活動2：（1）教師引導學生對5 個反應進行歸納，認識5 個反應中參加反應的微粒的共同特點構建離子反應的意義，形成離子反應概念。（2）學生討論認識離子反應，寫出離子反應定義，討論離子反應概念的內涵，就離子反應和非離子反應各舉一例。（3）學生認識離子方程式，寫出離子方程式的定義，歸納出離子方程式書寫過程。將學生各自所列舉的離子反應寫出離子方程式。

（教學意圖：教師引導學生進行歸納，逐項完成各概念的構建并完成相應的學習任務。）

原型內化階段：

教學活動4：總結歸納，講清難點，并整理板書。

離子反應：有離子參加的反應（或以離子的形式參加的反應）。

離子反應特點：

（1）反應是在溶液中進行的。

（2）反應物是以離子形式存在并參加反應。

（3）有沉淀、氣體、水等新物質生成。

離子方程式：

（1）定義：用實際參加反應的離子表達化學反應的方程式。

（2）特點：表示了反應的實質，更簡明。

（3）離子方程式的書寫步驟：（略）。

學生活動3： 教師引導學生總結出書寫離子方程式過程中拆與不拆的物質。

（教學意圖： 熟悉離子方程式寫法， 解決難點“拆”。）

教學活動5：（1）認識離子方程式的意義：代表一類反應。（2）由多個化學反應方程式寫出同一離子方程式，由一個離子方程式寫出多個化學方程式。

（教學意圖：化學方程式與離子方程式互變，深入認識離子方程式的意義。）

教學活動6：課堂教學小結，作業布置。

2．教學設計特點

此教學設計符合學生的認知規律。離子反應屬于抽象概念。所謂抽象概念是指事物共同的本質屬性。離子反應是將化學反應中有離子參加反應的共性體現出來了。這個教學設計采用歸納法，歸納法是首先展示給學生一系列的事實材料，然后對這些事實材料進行分析研究，找到其共同的、本質的屬性，然后根據事物的本質屬性下定義，并給出概念的名稱。在離子反應概念教學中，選定的形成離子反應概念的教學材料只能是很明確地只有離子參加的反應，而不能有其它反應原理在其中，能夠準確而清晰地體現出事物的本質屬性。其次，所列舉的事實材料要到達一定的數量，才能引導學生完整的形成概念。材料太少，學生不能觀察概念的全貌，形成的概念就有缺陷；材料太多，在形成概念的過程中所花時間太長。在離子反應教學中，本文設計了5 個離子反應，分別是：不反應，生成沉淀，生成水，生成氣體，氧化還原反應等，各反映了一個離子反應發生條件，這些反應都很清晰地體現了離子反應的實質，無其它雜念。另外，通過教師對其中2 個反應進行示范分析，給學生提供思維的模型，后面3 個反應的分析讓學生模仿教師的思維進行分析，使學生基本形成了認識方法，清楚地了解了反應的實質，構建這些反應中“參加反應的微粒是離子”的概念，自主歸納出離子方程式的書寫步驟和方法。有關離子反應概念建構的部分是本節課的重點。在實際教學中，給學生充足的時間進行化學方程式到離子反應方程式轉化的分析過程，不同的每一類物質的化學式都給學生多個物質進行建構練習。離子反應意義建構建立起來后，有關離子方程式的書寫、意義、復分解反應發生的條件都可以從離子反應建構過程中推導出來，這種有實例，再通過實例認識形成概念的過程，是化學教學的基本策略。因此，這部分內容在教師的引導下，由學生一項項推導得出，由于認識方法清楚，學習材料難度不大，學生可以自主學習，且能順利完成學習過程， 因而調動了學生思維積極性，自主地構建起離子反應及其相關的概念。

三、教學結果及分析

此教學設計在長沙市長郡中學和廣州市廣州鐵路局第一中學進行教學實踐，其中長沙市長郡中學已進行了2年的教學實踐。教學結果表明，這種離子反應抽象概念意義建構教學， 能讓學生清晰地構建起離子反應意義， 能正確書寫離子方程式， 教學效率高，學生能輕松達成教學目標。其階段測試成績比其他班級成績要高得多。對于概念的意義建構教學設計并不是空談，不是外表華麗，內里空虛的理論，而是具有實際教學意義的， 對其它內容的學習也有很好的促進作用［5］。

［1］倪娟．論基于學科觀念的化學概念教學——以離子反應教學設計為案例［J］．化學教育，2014，（1）：1－3

［2］保志明．運用實驗體現概念的建構過程——“離子反應”的教學與思考［J］．中學化學教學參考，2012，（3）：16－17

［3］經志俊， 李明星．凸顯化學思維特征 順勢建構化學觀念——基于觀念建構的“離子反應及其發生的條件”課堂教學設計［J］．化學教與學，2014，（1）：11－14

［4］王希華．現代學習理論評析［M］北京：開明出版社，2003：196－199

［5］彭程．中學化學基本概念分類及意義建構教學設計實踐［D］．長沙：湖南師范大學碩士論文，2014