小小pH計銜接高中化學必修和選修的電離理論教學

王芳

摘 要： 高中化學反應原理教學內容在必修和選修中所占比重均較大，基于化學反應原理的理論概念比較抽象，研究化學反應原理教學的實驗探究教學在必修和選修之間的銜接非常必要。本文以pH計運用于電離理論教學的幾則案例闡述高中化學反應原理教學中關于必修與選修實驗探究教學的銜接教學。

關鍵詞： 化學實驗 pH計 電離理論教學

一

研究宏觀與微觀的聯系是化學不同于其他科學最特征的思維方式。物質微粒觀作為化學的一個基本觀念，要求學生從微觀角度認識物質的結構、組成，理解化學變化。微粒觀的建立對于深刻理解微粒理論與化學宏觀變化的相互關系相當重要。電離理論的教學，能比較全面地體現微粒觀思維的特點，而在教學中恰當運用pH計可以幫助學生有效建立微粒觀。以下是筆者在教學實踐中總結的關于pH計運用于電離理論教學的幾則案例。

應用一：反應微觀本質

案例1：強弱電解質概念教學

在高中化學必修1《強弱電解質》教學中，筆者的設計思路是：以實驗情境不斷激發學生探究欲望，從定性實驗到定量實驗，逐步幫助學生建構弱電解質不能完全電離的觀念。

實驗1：相同條件下1mol/L 的食鹽溶液、蔗糖溶液 、鹽酸 醋酸溶液的導電性實驗。

設計意圖：通過導電性實驗，引導學生通過對各種溶液導電能力不同，引發學生思考物質在水中是否電離，同時復習電解質和非電解質概念。在醋酸溶液導電性弱的事實面前，學生的原有認知在面對分類問題時出現認知沖突，從而產生繼續學習、探究的欲望。

實驗2：相同條件下1 mol/L鹽酸和醋酸溶液分別與相同大小的鎂條反應。

設計意圖：讓學生從微觀的角度猜想：相同條件下、相同濃度的鹽酸和醋酸導電性不同的原因，并自行設計實驗，尋找實驗證據支持或否定你的猜想。由實驗結論引導學生思考，鹽酸和醋酸電離程度不同，因此氫離子濃度不同。此時學生急切想知道氫離子濃度究竟如何，第三個定量實驗就呼之欲出了。

實驗3：使用pH 計，測定相同條件下0.1mol/L鹽酸和醋酸溶液的pH值。

設計意圖：通過實驗1導電性實驗達到兩個目的，一是進一步鞏固電解質和非電解質的概念，二是從定性角度初步認識電解質溶液導電能力有所不同，引發學生進一步思考。通過實驗2和實驗3，從定性和定量角度，將學生對電解質分類的關注聚焦到微粒種類和數量的角度，初步形成強電解質和弱電解質的概念，這為選修化學《溶液中的離子反應》要求分析溶液中微粒，進而分析平衡打下了基礎。同時為《化學反應速率》中濃度對速率的影響提供最直接的實驗事實。

應用二：跟蹤反應過程

案例2：離子反應教學

在高中化學必修1《離子反應》一課的教學中，這一教學內容的難點在于要讓學生感受到溶液中看不見的離子發生了反應，微粒的存在狀態發生了變化。這個過程單憑老師講解是不能讓人信服的。這時如果借助探究實驗將其中本質揭示出來，有助于學生深刻理解這些概念。怎樣讓學生自己通過對具體事實的體會并加以邏輯思考建構出來的，教師必須從認識概念的過程這一角度設計教學，即從表象入手，與思維聯系。在這一過程中，化學實驗通常是很好的載體，但如何用好實驗是需要精心策劃的。筆者設計了如下實驗。

應用三：顯現動態平衡

案例3：弱電解質的電離平衡

在高中化學選修《化學反應原理》中《弱電解質的電離平衡》一節教學內容與必修2《強弱電解質》教學內容是一脈相承的。在必修2《強弱電解質》教學中學生已經知道弱電解質的電離是不完全的，溶液中分子、離子共存。在選修《弱電解質的電離平衡》教學中主要為學生解決溶液中分子、離子共存的原因是由于弱電解質溶液中存在電離平衡這一難題。筆者根據這一教學要求，設計以下教學環節。

實驗1： 0.1mol/L醋酸 溶液中加入少量醋酸銨晶體，分別測醋酸溶液和混合液pH。

設計意圖：學生從上述實驗發現前后兩次溶液的pH變小，結合化學平衡的觀點，理解弱電解質的電離平衡。

二

高中化學反應原理教學內容在必修和選修中所占比重均較大，基于化學反應原理的理論概念比較抽象，研究化學反應原理教學的實驗探究教學在必修和選修之間的銜接非常必要。從以上對pH計在電離理論教學的銜接作用，筆者認為開展化學反應原理教學的實驗探究教學在必修和選修之間的銜接教學主要注意以下方面。

（一）把握概念之間的銜接關系

從以上電離理論在必修和選修的教學內容可以看出，關于弱電解質的概念學習呈現了層層遞進的過程，首先掌握弱電解質的電離是不完全的，進而理解離子方程式中弱電解質要用分子式表示，在選修化學學習了平衡理論以后，對弱電解質的電離為什么不完全有了更深刻認識。

（二）設計實驗探究問題要有層次性

關于原理方面的實驗探究，主要涉及化學原理、反應條件、反應現象的探究。其特點是內容較抽象，思維的深度和廣度均較大，因此從策略上要求教師通過科學整合教學設計，對學生不斷給予啟發，設置階梯形的問題，同時給予必要的知識和方法層面的幫助。如上述案例1《強弱電解質》教學中筆者通過一組由淺入深，由定性實驗到定量實驗的問題探究幫助學生建立弱電解質的概念，并把握宏觀的實驗現象和微觀粒子反應之間的關系。基本觀念具有內隱性，所以，實驗探究教學的各個環節中，要層層遞進，這樣做有利于幫助學生建立思考問題的方法和程序，增強思維的深刻性與邏輯性。

（三）實驗設計要系統直觀

實驗活動設計要系統全面。如在《離子反應》教學中探究溶液中究竟有哪些離子參與反應？可以有兩種方法。教師要給予學生思考的空間，讓他們設計各種方法，以此培養學生全面系統的思維品質。另外，運用實驗探究進行概念、觀念的建構，注重實驗結果所揭示的概念原理，通過實驗看到的宏觀現象，認識微觀事物的本質，所以實驗設計要直觀化。

化學知識、情感體驗和化學基本觀念在促進學生發展中是互為依托的。依托化學實驗探究活動落實基本理論和建構學科觀念的教學的每一個環節，教師都應當有一個高端視角，除了對知識本身熟練掌握以外，還應當充分利用化學實驗的學科特點，發揮實驗的重要作用。

參考文獻：

[1]劉知新，主編.梁慧姝，鄭長龍，著. 化學實驗論[M].南寧：廣西教育出版社，1996.

[2]教育部. 全日制普通高級中學化學課程標準[M ] . 北京： 人民教育出版社， 2004.

[3]江蘇教育出版社等編. 全日制普通高中課程標準實驗教科書·化學（必修1、2） [M ]. 江蘇：江蘇教育出版社， 2014.

[4]江蘇教育出版社等編. 全日制普通高中課程標準實驗教科書·化學（選修4） [M ]. 江蘇：江蘇教育出版社， 2014.

[5]黃劍秋.依托實驗活動促進“微粒觀”建構的策略研究——以人教版高中化學選修 4 “水的電離”教學為例[ J ]. 教學儀器與實驗， 2013（6）.

[6]陳瑞雪.以微粒觀促進學生對化學知識的深入理解——以 “弱電解質的電離”教學為例[ J ]. 化學教育， 2013 （1） .