基于教材二次開發(fā)發(fā)揮實驗教學(xué)功能

吳菊華+楊梓生

摘要：“鹽類水解”是高中化學(xué)重難點內(nèi)容。在教學(xué)比賽中發(fā)現(xiàn)有些教師不能很好地發(fā)揮教材實驗的功能。認為該課的關(guān)鍵之處在于轉(zhuǎn)變學(xué)生已有的“電離模型”，并建立“水解模型”。對教材六個實驗進行分組呈現(xiàn)，從而使它們分別承擔起產(chǎn)生認知沖突，感知建立新認知“必要性”、“合理性”和“可行性”等功能。對教材進行二次開發(fā)，體現(xiàn)教材實驗的教學(xué)功能，進而真正實現(xiàn)從教教材到用教材教的轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：鹽類水解；電離模型；水解模型；實驗教學(xué)功能；教材二次開發(fā)

文章編號：1005–6629（2015）8–0043–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

新一輪基礎(chǔ)教育課程改革倡導(dǎo)教師從“教教材”向“用教材教”轉(zhuǎn)變。這一轉(zhuǎn)變，意在喚醒教師教學(xué)活動的“目標意識”、服務(wù)教學(xué)的“資源意識”。具體來說，要求教師認識到，教材的案例素材是承載教學(xué)目標的一種而非唯一的資源，教材的組織線索是引導(dǎo)教學(xué)活動的一種而非唯一的方式；教學(xué)時可以（而且應(yīng)該）根據(jù)教學(xué)目標和學(xué)生實際，靈活地開發(fā)、重組、調(diào)整教材，從而保證教學(xué)目標的達成。下面以“鹽類水解”實驗教學(xué)為例，談?wù)勅绾蝿?chuàng)造性使用教材。

1 問題提出

在一次“鹽類水解”教學(xué)比賽中，參賽教師無一例外地按如下思路教學(xué)：先復(fù)習(xí)溶液酸堿性概念、溶液酸堿性與c（H+）和c（OH-）關(guān)系、酸（堿）溶液顯酸（堿）性的原因；接著，教師自己或讓學(xué)生一次性測量六種溶液的pH；在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生從溶液存在的微粒、微粒間相互作用、微粒間作用后溶液酸堿性等方面分析，并歸納鹽類水解的實質(zhì)。

上述教學(xué)，教師將實驗功能定位在獲取鹽溶液酸堿性或鹽溶液不一定顯中性的感性印象，這引發(fā)了評委們的深思。有評委提出：如果僅讓學(xué)生獲得鹽溶液酸堿性印象，只需選擇三種溶液（若僅讓學(xué)生獲得鹽溶液不一定顯中性的印象，選擇其中之一即可）；測量六種溶液pH，不僅耗時、耗物，而且過多的現(xiàn)象會給學(xué)習(xí)帶來不必要的認知負荷，反而“會對學(xué)習(xí)和理解造成消極的效應(yīng)”[1]。

2 教學(xué)研討

解決上述問題，有必要重新研究教材和教師用書，以便理解編者意圖。對于教材，在提出“鹽溶液都顯中性嗎”之后，安排用pH試紙測六種溶液pH的實驗，并提出“這些鹽自身既不電離出H+，也不電離出OH-，它們的水溶液是否都顯中性，為什么”。接著，呈現(xiàn)包含“溶液的pH”、“溶液中存在的微粒”、“哪些微粒可能發(fā)生相互作用”、“溶液顯酸性或堿性的原因”四個項目的表格，要求學(xué)生結(jié)合實驗與分析，學(xué)習(xí)鹽類水解概念及其原理[2]。這樣的編排，在于通過幾種鹽溶液酸堿性的表象進入到溶液中微粒間的相互作用，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注溶質(zhì)對溶劑的電離產(chǎn)生了影響，從而得出鹽類水解的實質(zhì)，并建立起“溶液的酸堿性溶液中c（H+）與c（OH-）的關(guān)系→溶質(zhì)微粒與溶劑微粒間相互作用”的鹽溶液酸堿性的研究思路[3]。不難看出，參賽者正是基于上述理解開展教學(xué)并一次性測六種溶液的pH。從相關(guān)文獻看[4]，這也是目前不少教師的處理思路。

有評委指出：“能否從本節(jié)重、難點教學(xué)的角度來優(yōu)化實驗?zāi)兀俊贝蠹覍⒛抗饩劢沟街亍㈦y點上，注意到“教師用書”僅將“溫度、濃度、外加物質(zhì)對水解平衡的影響”作為教學(xué)重、難點[5]。這樣的判斷，大部分評委不認可。因為，能否理解外界條件對水解平衡的影響，受制于對鹽類水解本質(zhì)的掌握。也就是說，鹽類水解的本質(zhì)是理解外界條件對水解平衡影響的基礎(chǔ)。因此，本課重點應(yīng)為（至少應(yīng)包含）鹽類水解的原理。

學(xué)習(xí)本課前，學(xué)生對水溶液酸堿性的認識，基于酸（堿）在水中電離的視角（暫稱為“電離模型”）。這一認知視角僅關(guān)注電解質(zhì)自身（即酸或堿）的電離（當然也存在水的電離，只因很微弱而忽略不計）；鹽溶液酸堿性的學(xué)習(xí)，不僅要關(guān)注鹽的電離，還要關(guān)注水的電離，更要關(guān)注鹽電離產(chǎn)生的微粒與水電離產(chǎn)生的H+或OH-的相互作用，建立“電解質(zhì)（鹽）+溶劑（水）”共同作用的思維模式（暫稱為“水解模型”）[6]。學(xué)生是否建立起從微觀視角分析溶液系統(tǒng)中溶質(zhì)與溶劑相互作用的思路，將直接影響到學(xué)生對鹽類水解原理的理解。故本課教學(xué)的核心，就是將學(xué)生頭腦中的“電離模型”轉(zhuǎn)化為“水解模型”。根據(jù)認知心理學(xué)理論，認知具有穩(wěn)固性特點。學(xué)生一旦建立某種認知后，不會輕易被新的認知所取代。所以，轉(zhuǎn)變學(xué)生已有的“電離模型”并“建立溶液系統(tǒng)中溶質(zhì)與溶劑微粒相互作用的思維模式”（即“水解模型”）才是本課教學(xué)的難點。

如何實現(xiàn)“電離模型”向“水解模型”轉(zhuǎn)化？從教學(xué)實踐看，簡單地否定學(xué)生的已有認知，直接以科學(xué)概念來替代是不可取的[7]。只有學(xué)生感知原有認知在解決問題時的不足，認識到建立新認知的必要性，認識到新的認知解釋相關(guān)問題的合理性，認識到新的認知符合一般規(guī)律，才可能轉(zhuǎn)變舊的認知、接納并建立新的認知。布朗和克萊門特指出[8]，促進認知轉(zhuǎn)變教學(xué)的策略，是為學(xué)生認知“架橋”——在錯誤認知與正確認知間建立起橋梁（如圖1所示）。具體到本課教學(xué)，就是要通過創(chuàng)設(shè)“靶例”，暴露學(xué)生原有認知。在此基礎(chǔ)上，呈現(xiàn)“錨例”，讓學(xué)生認識到原有認知的錯誤（用“電離模型”解釋鹽溶液酸堿性）。進而對比“靶例”和“錨例”，修正錯誤、理解本質(zhì)，最終形成正確的認識（用“水解模型”解釋鹽溶液酸堿性）。

3 創(chuàng)新設(shè)計

基于上述分析，為有效突破難點、突出重點，教學(xué)時應(yīng)將六個實驗進行合理分組并按一定順序進行呈現(xiàn)，從而使它們分別承擔起產(chǎn)生認知沖突，感知建立新認知“必要性”、“合理性”和“可靠性”等功能，這是深度處理本實驗的關(guān)鍵。經(jīng)過進一步的研討，提出應(yīng)將六個實驗分為四組，并在不同教學(xué)環(huán)節(jié)中開展，以承載不同的功能。具體安排如下：

教學(xué)具體操作如下（只列出與實驗教學(xué)相關(guān)的環(huán)節(jié)）：

[環(huán)節(jié)1]在復(fù)習(xí)鞏固溶液酸堿性與溶液中c（H+）和c（OH-）關(guān)系、酸（堿）溶液顯酸（堿）性的基礎(chǔ)上，完成如下任務(wù)：

任務(wù)1：NaCl在水中是否電離產(chǎn)生H+或OH-？NaCl溶液是否呈中性？

任務(wù)2：完成第一組實驗，并將實驗結(jié)果和自己猜想作對比。

（注：實驗的目的在于提供“靶例”。）

[環(huán)節(jié)2]基于前述復(fù)習(xí)和實驗，繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生解決如下兩個任務(wù)：

任務(wù)1：對于水溶液中不會電離出H+或OH-的鹽，其溶液一定呈中性嗎？

任務(wù)2：完成第二組實驗，并將實驗結(jié)果和自己的分析作對比。

（注：將兩種鹽溶液不顯中性的事實作為“錨例”，誘發(fā)學(xué)生認知沖突，激發(fā)探究欲望。）

在前述教學(xué)基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生參照教材表格展示的“溶液的酸堿性溶液中c（H+）與c（OH-）的關(guān)系→溶質(zhì)、溶劑微粒的相互作用”思路分析溶液酸堿性原因，建立鹽類水解的基本認識。

[環(huán)節(jié)3]根據(jù)所建構(gòu)起的微觀分析思路及鹽類水解的初步認識，開展如下探究：

任務(wù)1：請結(jié)合前面提煉出來的分析鹽溶液系統(tǒng)中微粒間相互作用與鹽溶液酸堿性關(guān)系的分析思路，預(yù)測Na2CO3及Al2（SO4）3溶液的酸堿性。

任務(wù)2：在預(yù)測基礎(chǔ)上，進行第三組實驗。對比實驗結(jié)果與自己的分析是否一致。

任務(wù)3：總結(jié)分析鹽溶液酸堿性的思路，并歸納鹽類水解的本質(zhì)。

（注：指導(dǎo)學(xué)生運用“水解模型”預(yù)測兩種溶液的酸堿性，并結(jié)合實驗驗證，從而認識“水解模型”的合理性、改變“電離模型”的必要性，促使學(xué)生建構(gòu)新的認知，總結(jié)鹽類水解本質(zhì)。）

[環(huán)節(jié)4]通過前述三個環(huán)節(jié)的教學(xué)，學(xué)生基本建立起分析鹽溶液酸堿性的思路，理解了鹽類水解的本質(zhì)。接下來，繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生解決問題：

任務(wù)1：進行第四組實驗，記錄實驗結(jié)果。

任務(wù)2：NaCl、KNO3也是鹽，為何這兩種鹽的溶液呈中性呢？

（注：通過呈現(xiàn)貌似“違背”鹽類水解的“錨例”，完善對鹽類水解條件的認識——只有能電離出弱酸根或弱堿陽離子的鹽才能水解，進一步深化鹽類水解本質(zhì)的理解，完善認知。）

此外，對于本課實驗，若用pH酸度計替代pH試紙測溶液的pH，并增加一些實驗，還能實現(xiàn)促進學(xué)生認識“鹽類水解反應(yīng)速率快”、“鹽類水解有限度”且“通常鹽類水解程度很小”等功能。教學(xué)時可安排如下任務(wù)：

[環(huán)節(jié)5]現(xiàn)場配制0.1 mol·L-1的CH3COONa和NH4Cl溶液（課前稱好4.1g CH3COONa和2.7g NH4Cl，課堂上將它們分別溶于50mL水中，即可近似配得0.1 mol·L-1的溶液。）

任務(wù)1：測量上述兩種溶液的pH，并和“環(huán)節(jié) 2”測得的pH相比較，pH差異如何？這一事實反映鹽類水解反應(yīng)的速率是快還是慢？

任務(wù)2：根據(jù)“環(huán)節(jié)2”測得的CH3COONa和NH4Cl溶液的pH，估算兩種鹽水解的轉(zhuǎn)化率，并推測鹽水解的程度是大還是小。

不難發(fā)現(xiàn)，這樣的實驗教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計，突出以科學(xué)探究為主線，強調(diào)通過實驗、問題、思考與交流驅(qū)動學(xué)習(xí)，關(guān)注學(xué)習(xí)活動的有效性與深刻性，從而將知識掌握與思維轉(zhuǎn)化融為一體，最終實現(xiàn)既提升實驗教學(xué)價值，又培養(yǎng)化學(xué)素養(yǎng)的目標[9]。

4 反思與啟示

通過本次教學(xué)研討發(fā)現(xiàn)，要創(chuàng)造性地使用教材，實現(xiàn)從“教教材”轉(zhuǎn)向“用教材教”，不是盲目地處理教材，而是牢牢把握課程目標（教學(xué)目標），根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)實際，用教育教學(xué)理論來指導(dǎo)。在深入研究教材內(nèi)容及其呈現(xiàn)方式的基礎(chǔ)上，準確把握課程理念和教學(xué)目標。在此基礎(chǔ)上，深入分析學(xué)生的現(xiàn)有水平及本課教學(xué)應(yīng)達到的發(fā)展水平，根據(jù)教學(xué)原理與教學(xué)規(guī)律，創(chuàng)造性地開發(fā)教材，促進教學(xué)目標的有效達成。這是“用教材教”的本質(zhì)要求。

本文定稿過程得到福建教育學(xué)院張賢金老師的指導(dǎo)，在此表示感謝！

參考文獻：

[1]鄒正.新編高中教師手冊·化學(xué)[M].南京：南京大學(xué)出版社，2012：415.

[2]王磊主編.普通高中課程標準實驗教科書·化學(xué)反應(yīng)原理（選修）（第4版）[M].濟南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2011：82～84.

[3][5]王磊主編.普通高中課程標準實驗教科書·化學(xué)反應(yīng)原理（選修）教師用書（第3版）[M].濟南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2009：160.

[4][9]何翔.有效的學(xué)生活動設(shè)計初探——以“鹽類的水解”為例[J].化學(xué)教學(xué)，2014，（2）：24～27.

[6]楊啟寧，楊梓生.基于概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)設(shè)計[J].化學(xué)教與學(xué)，2015，（2）：61.

[7]李漢清.高中化學(xué)概念教學(xué)現(xiàn)狀及對策[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（2）：7.

[8] P. H. Scott & H. M. Asoko & R. H. Driver &英國里茲大學(xué)兒童科學(xué)學(xué)習(xí)研究小組，郭玉英，盧俊梅譯.“為概念轉(zhuǎn)變而教”策略綜述[J].新課程教學(xué)，2013，（5）：51～52.