日常新課邏輯主線和亮點的教學設計

徐曉燕

摘要：介紹了課的邏輯主線的內涵與意義。要在分析教學內容的內部和外部聯系，了解有關知識的背景，了解學生的學習基礎、學習能力和發展空間，設計好教學目標的基礎上，確定主要問題、建構問題體系，構思問題解決的策略和方法，提煉、形成邏輯主線。討論了亮點的類型和判斷標準。討論了“弱電解質的電離”的教學設計，該課幾個可能的亮點以及需要注意的問題。

關鍵詞：邏輯主線；課的亮點；教學設計；弱電解質的電離

文章編號：1005–6629（2015）3–0027–06 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

最近看了幾節課，課題都是“弱電解質的電離”，覺得這節課能體現化學學科的一些特點；在教學設計中，一些問題頗具有典型性和挑戰性，值得深入地思考和討論。現就以“弱電解質的電離”教學設計為例對日常新課教學設計中邏輯主線和亮點的設計等問題作一些初步討論。

1 如何設計課的邏輯主線

教學邏輯是選擇、組織教學內容和教學活動的依據，是有效地開展新課程教學的基礎。恰當的教學邏輯應該遵從和反映教學內容的內部聯系、組織順序和結構，遵從和反映包括思維在內的學生活動的內在規律，也遵從和反映教學內容跟學生、教師相互聯系的規律，遵從和反映教學活動跟教學系統外部環境（包括社會需要等等）相互聯系的規律，因而能保證良好的教學效果。課堂教學中的邏輯主線是教學的核心思想和總的思路。它決定教學的基本格局、模式和教學活動的設計與選擇，貫穿于整個教學設計，是教學設計時的整體依據和主要線索。要搞好新課的教學設計，首先要設計好課的邏輯主線。

怎樣設計好課的邏輯主線呢？一般地說，課的邏輯主線反映著課堂中教、學活動的基本過程及其內在的思維路徑。由于思維是“指向問題解決的間接和概括的認知過程”[1]，問題解決是思維活動最普遍的形式[2]，思維活動的實質就是問題解決活動，因此課的邏輯主線可以表現為課堂內解決主要問題的基本過程，反映諸問題之間的內在聯系。也就是說，設計課的邏輯主線是設計（選擇）主要問題、建構課的問題體系，尋找問題解決策略以逐步解決問題，使教學活動能夠逐步深入，最終實現預期目標的過程。深刻地了解教學內容，了解有關知識的背景內涵，了解其內、外聯系，了解學生的學習基礎、學習能力和發展空間，明確教學目標等等，是設計好課的邏輯主線的基礎；課程理念是指導邏輯主線設計的重要因素。

怎樣具體地設計好“弱電解質的電離”這節課的邏輯主線呢？

1.1 充分做好各項設計準備

1.1.1 分析教學內容的內部和外部聯系

以“弱電解質的電離”為例，其內部和外部聯系的分析如表1所示。

電解質、電離和化學平衡是“弱電解質的電離”最重要的關聯概念，也是學習“弱電解質的電離”時的基礎概念。

1.1.2 了解有關知識的背景

了解有關知識的背景，就要了解知識所反映的對象整體以及構成整體的各個部分間的相互聯系，了解知識產生和存在的環境，了解知識的形成、實踐、價值和發展空間等隱含內容[3，4，5]。

人們很早就開始了對溶液、特別是電解質溶液的研究。但由于了解、認識溶液的微觀結構比較困難，直到19世紀中葉才開始逐步明朗起來。例如，19世紀50年代，威廉遜（A. W. Williamson，1824～1904）和克勞胥斯（R. J. E. Clausius，1822～ 1888）意識到電解質的分子和形成它的原子間存在著動態平衡，分子和鄰近分子不停地交換原子（或基），離解出的原子（或基）只能存在短暫時間，所占比例極小。1872年，法夫爾（P. A. Favre，1813～1880，法）進一步提出：鹽類電解成它自身的組分是由于水的溶解作用的結果，這個作用或者使鹽電解后的組分達到完全游離的狀態，或者至少達到彼此獨立的狀態。1885年，拉烏爾（F. M. Raoult，1830～1901，法）提出：組成鹽的“正電基”和“負電基”（正離子和負離子）在溶液中是簡單地混合著的。

1884～1887年間，瑞典化學家阿累尼烏斯（S. Arrhenius，1859～1927）提出電離假說，認為鹽溶入水中時就自發地離解成離子，離子帶有電荷而不同于原子；溶液越稀，鹽的電離度越大，溶液電導μ也越大；在無限稀釋時，分子全部變為離子，溶液電導達到最大值μ∞。阿累尼烏斯的電離假說可以成功地解釋離子的遷移數，可以說明強酸和強堿的中和熱，以及其他溶液的反應熱、沉淀水解、緩沖溶液、酸堿強度、酸堿指示劑變色原因等等，因而很快成為被越來越多人接受的學說。

從1871年直到1884年，人們發現和研究了溶液的多種依數性現象，發現溶液的滲透壓跟其體積和絕對溫度存在著如下關系：PV=iRT（R為氣體常數）。其原因何在？怎樣解釋i？當時的研究者并不清楚。直到電離學說提出后，才由范霍夫（J H Vant Hoff 1852～1911，荷）和阿累尼烏斯合作弄清了內在原因，搞清了i的含義。

但是，阿累尼烏斯的電離學說有其不足之處：它不能說明離子是如何帶電的；只適用于稀溶液，不能圓滿地解釋強電解質溶液的行為。它沒有解決電解質在溶解之前是否以離子形式存在的問題，也沒有考慮溶液中離子之間、離子和溶劑之間的相互作用、溶劑本性的影響等，具有很大的局限性[6]。

20世紀人們認識了原子的內部電子結構，才使離子如何帶電問題迎刃而解。1913年以后，晶體結構分析證實了鹽和金屬氫氧化物在固態就是以離子形式存在的。由此，強電解質在溶液中應該是全部電離的，但是實際上強電解質在溶液中并沒有表現為完全電離。1923年，德拜（P. J. W. Debye，1884～1966，荷）和休克爾（E Hückel，1896～1980，德）提出強電解質理論，認為在強電解質溶液中，離子會被相反電荷的離子包圍成為具有“離子氛”的中心離子。1926年，卜耶隆（N. Bjerrun，1879～1958，丹）提出“離子締合”概念：兩個電荷相反的離子間的庫侖作用達到一定程度時，可以克服熱運動影響，形成“締合對”，減少自由的離子，降低溶液的電導和離子的平均活度。克勞斯（Kraus）和伏阿斯（Fuoss）認為，電解質無所謂強弱，因為它的電離度是由溶劑的介電常數決定的。他們把硝酸化四異戊基（代）銨鹽溶解在水和二氧六圜的混合溶劑中，變更水和二氧六圜的比例，在25℃下使溶液的介電常數從78.6變至2.2，發現這個鹽在高介電常數溶劑中是強電解質，在低介電常數溶劑中則變為弱電解質。在介電常數達到臨界值43.6時，這個鹽完全離子化。人們也發現，許多化合物在水里是強電解質，但在非水溶劑中卻是弱電解質[7]。

人類探索弱電解質電離的過程表現了兩個重要特點：（1）人類認識弱電解質的過程也是致力于對其宏觀現象作出圓滿的微觀解釋的過程，了解其微觀結構對于深入地認識弱電解質的電離至關重要。（2）人類認識弱電解質的過程是不斷地根據宏觀事實作出微觀假設，用新的宏觀事實檢驗微觀假設的過程。

1.1.3 了解學生的學習基礎、學習能力和發展空間

“弱電解質的電離”在人教版教材中是高中化學選修模塊4《化學反應原理》的教學內容之一。根據現行的《普通高中化學課程標準（實驗）》，在學習這個內容之前，學生應該已經通過必修模塊的學習“知道酸、堿、鹽在溶液中能發生電離”，在選修模塊4《化學反應原理》中已經先期學習了“化學反應速率和化學平衡”。《普通高中化學課程標準（實驗）》和《義務教育化學課程標準（2011年版）》都沒有列入電解質這個條目，但一些初中化學教科書中已經出現了這個概念。教師必須事先了解學生是否學習過電解質概念并且掌握了電解質和電離概念，根據了解的情況作出相應安排。此外，還應該了解學生對原子分子運動狀況（運動圖景）、溶液微觀結構以及溶解微觀過程的了解和掌握情況，了解學生的學習能力和發展可能性，以利作出適當的教學設計。

1.2 設計好教學目標

本節課的教學目標，在知識技能方面應該包括：在掌握電解質概念的基礎上認識電解質可以分為強電解質和弱電解質，知道常見的強電解質和弱電解質；建立電離平衡概念，能從微觀角度合理、正確地描述和解釋電離平衡；知道電離平衡是化學平衡的拓展和特殊類型。

“弱電解質的電離”是滲透、提升和強化學生對假說-檢驗方法的了解，認識宏觀-微觀聯系，以及感悟化學學科特點的良好題材，應該在過程方面提出相應目標，同時要從學生實際出發，不能急于求成、要求過高。

“弱電解質的電離”的學習有利于學生形成或強化某些觀念，在設計教學目標時可以提出相應要求，但一定要遵循科學觀念的形成和發展規律，要有重點，不宜要求過多、過高、過急。有人提出要通過“弱電解質的電離”的學習初步建立化學平衡觀、微粒觀、反應觀、實驗觀以及分類觀，在一課時內提出這么多觀念建構要求，實在是太多了。其中一些并沒有很強的必要性，這樣要求顯然是不適宜的。

1.3 確定主要問題、建構問題體系

筆者認為，從奠定基礎角度來說，掌握弱電解質電離的宏觀表現、微觀解釋和符號表征，以及弄清它跟前面所學化學平衡的關系，是這節課的主要任務，由此可以確定課的主干問題。

按照這個思路，這節課的問題體系[8]可以設計如下：

為什么電解質在溶液中能夠導電？不同電解質在溶液中的導電能力相同嗎？[前導問題]

為什么弱電解質在溶液中不能完全電離？[核心問題]可以根據哪些事實判斷弱電解質沒有完全電離？怎樣從微觀角度作出假設來解釋宏觀現象？怎樣證明假設？[關鍵問題]

怎樣用符號來描述（表征）弱電解質在溶液中的電離平衡？[衍生問題]

弱電解質的電離平衡跟以前所學的化學平衡有什么異同？[核心問題]離子濃度怎樣影響弱電解質的電離平衡？[衍生問題]……

有人把影響電離平衡移動的因素作為重點，這有利于學生認識電離平衡跟化學平衡的關系。需要注意的是：有些弱電解質的電離受溫度影響的情況比較復雜，在中學化學中難以講清楚，如果處理不當會影響教學效果。

1.4 構思問題解決的策略和方法

由于學生已經通過必修模塊的學習知道“酸、堿、鹽在溶液中能發生電離”，他們應該不難正確地回答第一個前導問題“為什么電解質在溶液中能夠導電？”。對于第二個前導問題“不同電解質在溶液中的導電能力相同嗎？”，需要引導學生通過實驗比較做出回答。

對于核心問題“為什么弱電解質在溶液中不能完全電離？”的解決，需要引導學生運用微觀想象作出假設來解釋宏觀現象并進行假設的論證和驗證。為了論證假設，需要應用已經學過的物質微粒知識。為了驗證假設，需要由假設推想可能的宏觀現象，然后設計實驗進行驗證。由某離子濃度的變化可以推斷弱電解質沒有完全電離，實驗驗證的關鍵在于如何鮮明地觀察到離子濃度的變化，利用酸堿指示劑或pH計是常見和簡便的方法。新的驗證實驗的設計是教師進行本節課教學創新的空間之一。

廣義地說，由核心問題“為什么弱電解質在溶液中不能完全電離？”衍生的問題“怎樣用符號來表征弱電解質在溶液中的電離平衡？”應該包括3個內容：（1）對“弱電解質的電離及電離平衡”進行界定；（2）書寫電離方程式（符號表征）；（3）衍生電離度、電離常數概念（抽象概念表征）。

對于核心問題“弱電解質的電離平衡跟以前所學的化學平衡有什么異同？”需要引導學生進行比較，使他們體會到電離平衡是化學平衡的拓展和特殊類型，從而實現電離平衡概念的升華。其衍生問題“離子濃度怎樣影響弱電解質的電離平衡？”有利于鞏固“電離平衡是化學平衡的拓展”的認識。此時，教師若以實驗證明濃度、溫度對其電離的影響，可以幫助學生形成對電離平衡的深刻印象，乃至于理解電離平衡的特殊性。這里的實驗設計也是教師進行教學創新的一個空間。

在具備條件時，還可以適當地介紹有關弱電解質電離的知識的應用和拓展。解釋強酸和強堿的中和熱、其他溶液的反應熱、沉淀水解現象、緩沖溶液、酸堿強度、酸堿指示劑變色原因等都可以歸屬于弱電解質電離知識的應用；電離平衡常數的介紹和酸堿指示劑理論則是對弱電解質電離知識的拓展。

1.5 提煉、形成邏輯主線

在上述工作的基礎上提煉、形成邏輯主線。就“弱電解質的電離”這節課來說，其邏輯主線是：

2 課的亮點如何設計

一節好課往往有其特別引人注目、值得贊賞的不同尋常之處，通常就把這種特別引人注目、值得贊賞的不同尋常之處稱為“亮點”。亮點對課的“成功”往往有著不小影響，因此不少人在進行教學設計時，總要著力于亮點的設計，亮點設計遂成為一個值得關注的話題。

2.1 亮點的類型和判斷標準

亮點的引人注目、不同尋常之處可能是教學內容（包括問題、舉例、拓展等）選得特別好，也可能是教學技術工具（包括實驗、模型、圖表、電化教具和現代信息技術等）設計或使用得特別好；可能是教學方法設計或者使用得特別好，也可能是教學過程設計或者組織得特別好；還可能是教學語言、板書、教態舉止等特別精彩、值得稱贊或者有特色，等等。

亮點的判斷應該以學生的感受為基準。常有人在設計“展示課”時只顧聽課教師的感受，而“亮點”實際上并不為學生注目，這樣的“亮點”恐怕可以算是嘩眾取寵，不是真正的亮點；一味標新立異，也不一定是亮點。不管屬于哪種類型，亮點都應該滿足以下一些要求，主要是：

●富有新穎性、創造性，體現教師的教學智慧；

●把握分寸恰到好處，特別適合于學生，有利于學生發展；

●體現先進的教學理念，符合教育教學規律；

●格調高尚、情操健康，沒有負面影響，等等。

2.2 “弱電解質的電離”課中幾個可能的亮點

亮點的設計是創造性思維的成果，沒有固定的公式可套。一節課也可能有不同的亮點，即使事先已經預設好了，在教學實踐時還常常需要根據具體情況要做出調整、變通。事先做好多種準備，實施時充分發揮教學機智作用，隨機應變，是亮點預設成功的關鍵。筆者認為，在“弱電解質的電離”這節課中，下面幾點做好了有可能成為亮點。

2.2.1 比喻和微觀動畫的應用

為了幫助學生了解電解質的溶解和電離過程，教師通常要應用比喻和動畫等。但是，微觀粒子的運動跟宏觀物體的運動截然不同，有很大的區別，不少人對此注意不夠，常常導致科學性錯誤，對此必須特別小心。也正因為如此，設計恰當的比喻和微觀動畫可以成為課的亮點。

2.2.2 假設-檢驗方法的應用

如前所述，人類認識弱電解質電離的過程，假設-檢驗方法的應用起了很大作用。參照人類的認識過程并從學生實際出發，引導學生根據宏觀現象提出微觀假設，引導學生對假設進行初步論證，剔除不合理的假設，然后對合理的假設進行適當推演并驗證假設的推演，包括對不同的假設進行比較，不但可以使學生形成對弱電解質電離的正確認識，而且可以加深學生對假設-檢驗方法的認識和了解，受到生動的科學方法教育，從而形成課的亮點。

2.2.3 科學觀念的熏陶

通過對弱電解質電離過程的微觀解釋，可以加深學生對微觀粒子運動特點的了解；通過對電離平衡與化學平衡關系的討論，可以加深學生對化學平衡的了解……新的事實和新的認識可以使學生原有的觀念得到發展、提升，并應用于新的問題解決之中，從而形成課的亮點。

2.2.4 實驗的創新和應用

效果很好的實驗，創新的實驗思路和先進的實驗手段，也可以形成課的亮點。例如，上海市大境中學馮晴老師在上“弱電解質的電離”這節課時，先引導學生測定不同濃度的醋酸、鹽酸和未知酸的pH，然后討論同濃度的醋酸和鹽酸的pH為什么不同、不同濃度醋酸的pH為什么不同、如何比較醋酸和未知酸的強弱3個基本問題，使課的內容逐步深入，主題突出，結構緊湊，效果很好，形成了亮點，顯示了其團隊的教學智慧。

3 需要注意的問題

（1）應用電離過程的速率曲線，可以說明強、弱電解質電離過程中離子生成和結合成分子的速率隨時間變化情況的不同。但是，從微觀角度看，電解質的溶解和電離過程是同時發生的，不是先溶解而后再電離。因此，電離過程的速率曲線是不符合真實情況的，要防止由此導致學生產生對電解質電離過程的錯誤認識。電離過程的速率曲線要慎用，最好不用。

（2）電解質的強弱跟溶劑的介電常數有關。在介紹常見的強電解質和弱電解質時，應說明是在水溶液中。

（3）不少人認為“分類觀”是化學的基本觀念之一，并且把“分類觀”的建構作為本節課的目標之一，這些看法都是不妥的。

上面對邏輯主線和亮點的討論主要是在認知領域進行的。實際上，在教學中情感活動的主線和亮點也是教學設計的重要內容，要努力做好，不應忽視。此外，還應注意做好作業設計等工作。

“弱電解質的電離”的教學可以彰顯化學科學宏觀研究與微觀研究結合、以實驗為基礎等特點，彰顯科學思維和科學方法的重要性。所以筆者認為這個內容具有典型性和挑戰性。怎樣進一步搞好“弱電解質的電離”的教學設計、創新“弱電解質的電離”的教學設計，值得我們不斷探索、不斷創新。

參考文獻：

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