基于學生“弱電解質越稀越電離”認識的調查和分析

方 軍

(廣州大學附屬中學，廣東 廣州 510000)

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基于學生“弱電解質越稀越電離”認識的調查和分析

方 軍

(廣州大學附屬中學，廣東 廣州 510000)

“弱電解質的電離平衡”是“水溶液中的離子平衡”中的核心概念，在“弱電解質的電離”這節課的教學中本人以知識本位的教學為主, 通過多角度詳細的理論分析和講解來突破“越稀越電離”的教學難點，從問卷調查反饋發現教學效果不理想，反思本節課的教學存在重結論輕過程、重理論輕實踐的問題，本節課的教學應該滲透化學核心觀念：實驗觀、微粒觀和變化觀，幫助學生更深層次的理解概念.

弱電解質;越稀越電離;實驗觀;微粒觀;變化觀

美國新版K-12科學教育框架認為：“核心概念有利于學生建立新的知識結構，可以發展學生靈活和連貫處理問題的能力，從而進一步增強對科學的理解.”新的化學課程主張實施觀念教學，要更加重視學生對核心觀念與思想方法的深層理解，而不是孤立地記憶一些具體知識.

一、問題的提出

在選修四第三章第一節《弱電解質的電離》教學完成后，布置的學生作業中，其中一道作業題為：將濃度為0.1mol·L-1HF溶液加水不斷稀釋，下列各量始終保持增大的是？

令筆者意外的是相當一批學生不能正確分析這道題，因為在教學過程中，筆者自認為在教學過程中對于弱電解質越稀釋電離程度越大這個重要的結論講解得非常清楚，但是學生理解依然存在較大困難，不能理解，為什么呢？

二、弱電解質越稀越電離教學方法

1.類比法

2.濃度商Qc與電離平衡常數K比較法

3.計算轉化率法

假設醋酸的濃度為c，電離度為α，類似化學反應平衡，則用三段法可以表示如下：

起始濃度(mol/L)c0 0

電離濃度(mol/L)cαcαcα

平衡濃度(mol/L)c-cαcαcα

三、問卷調查和分析

盡管在講課過程中通過多角度分析和講解，但是學生似乎對于弱電解質越稀釋電離程度越大這個知識點并不是理解的很好，因此，筆者設計一份“弱電解質越稀越電離”知識水平測試卷，內容包括：預測冰醋酸稀釋過程中燈泡的亮度怎么變化，觀看冰醋酸稀釋過程中電導率(導電能力)變化視頻并且作出導電能力變化曲線圖，作出冰醋酸稀釋過程中溶液內微粒的變化圖，作出冰醋酸稀釋過程中溶液內n(H+)、c(H+)和醋酸的電離程度(α)變化取線圖.

調查對象為筆者任教班高二(1)班，共39人，調查時間是自習課的時間30分鐘，實發問卷39份，收回問卷39份，調查全程本人在教室操作，信度較高.

1.冰醋酸稀釋過程中導電性變化預測調查結果和分析(見表1)

表1 冰醋酸稀釋過程中導電性變化預測調查結果

調查結果令人驚訝，25.6%的學生不知道冰醋酸幾乎不導電，而是認為開始稀釋的時候導電能力是最強的；15.4%的學生掌握了冰醋酸在稀釋過程中，加水稀釋，平衡向右移動，越稀釋電離程度越大，但是卻忽略了水的增多對于離子濃度，對于導電能力也是有影響的，從而得出錯誤的結論.合計有約40%的學生對于冰醋酸稀釋過程中導電性變化的宏觀現象缺乏正確的認識.

2.觀看冰醋酸稀釋過程中導電能力變化視頻并且作出導電能力變化曲線圖調查結果和分析

在學生對冰醋酸稀釋過程中導電性變化預測答卷完成后，播放冰醋酸稀釋過程中導電能力變化視頻，讓學生觀看并且做出導電能力變化曲線圖.

從答卷情況分析，絕大多數學生在觀看視頻以后，對冰醋酸稀釋過程中導電性變化有了感性認識，能正確作出導電能力變化曲線圖.

3.作出冰醋酸稀釋過程中溶液中微粒的變化圖

在學生已經明確冰醋酸稀釋過程中溶液的導電能力變化后，設計的問題是讓他們作圖定性的表示出溶液導電能力先增強后減弱過程中溶液中微觀粒子的變化.

設計的問題是：如果用“○○”表示CH3COOH，用“○”表示CH3COO—，用“○”表示H+，請用5幅圖定性的表示出這三種微粒在冰醋酸稀釋過程中導電性的變化規律(提示：以下方框視為溶液的體積相同).

從學生作圖反饋可以看出，絕大多數的學生對冰醋酸加水越稀釋電離程度越大有較好的認識，有9(23%)個學生作圖完全正確，如圖1所示.

有6(15.4%)個學生作圖時完全沒有考慮加水稀釋醋酸分子和醋酸根離子的濃度之和應該變小，如圖所示2所示.

有20(51.3%)個學生作圖時當導電能力減弱也即離子濃度減小時能考慮到水的體積對微粒濃度變化的影響，但是當導電能力增強時，只考慮電離程度增大，而漏考慮水的體積對醋酸分子和醋酸根離子的濃度之和的影響，如圖3所示.

從學生對冰醋酸稀釋過程中溶液中微粒的變化圖的分析來看，盡管學生對于稀釋過程中的宏觀現象有了感性的認識，但是對稀釋過程中的微觀粒子的變化并沒有很好的認識，沒有建立正確的微粒觀和變化觀，這實際上也正是學生對于這個知識點認知的盲區.而且從問卷結果來看，能夠完全分析正確的學生正是班里對弱電解質的電離掌握情況最好，理解最透徹的學生.

4.分別作出冰醋酸稀釋過程中溶液中n(H+)、c(H+)、電離程度(α)的變化圖

問卷設計是讓學生分別作出冰醋酸稀釋過程中溶液中n(H+)、c(H+)、電離程度(α)的變化圖，從學生作圖情況來看，n(H+)、c(H+)的變化曲線，學生基本上能正確的作圖.

在電離程度(α)的電離程度的變化曲線作圖中，較多學生作圖正確，也出現兩種錯誤情況，錯誤①認為電離度的增大速率越來越快；錯誤②認為電離度的增大速率先快后慢.

產生錯誤的原因是學生只關注到電離度越來越大，但是沒有意識到電離度實際上只是電離的百分數，它的極限是100%，并不是無限的增大，另外沒有認識到隨著醋酸的電離平衡不斷的向右移動，電離度的增大只能越來越慢，不可能會出現稀釋過程中電離度增大的速率加快的可能.

四、反思與總結

1.弱電解質越稀越電離概念教學采用知識本位的教學策略

采用知識本位的教學策略,存在重結論輕過程、重理論輕實踐的問題，多數學生不能深層次的理解冰醋酸(弱電解質)越稀越電離的本質，不能正確分析冰醋酸(弱電解質)稀釋過程中溶液中微觀粒子的變化，甚至不清晰冰醋酸(弱電解質)加水稀釋過程中的宏觀現象.

2.弱電解質越稀越電離概念的教學應該滲透化學核心觀念

(1)實驗觀.通過實驗，學生可以觀察到冰醋酸稀釋過程的宏觀現象，這是學生對越稀釋越電離的本質進行學習和理解的知識前提，也是學生對深層次概念理解的最直接最感性的知識支撐.通過實驗探究，結合實驗現象，可以激發學生的學習的興趣，引導學生根據實驗過程中的現象去進行合理的解釋和分析.

(2)微粒觀.調查中發現，學生不清楚用冰醋酸做電導性實驗不能導電，根本的問題是學生不清楚溶液的導電需要自由移動的離子，而冰醋酸中只有微粒CH3COOH分子，沒有CH3COO—和H+.當往冰醋酸中加入水后，溶液中則有CH3COOH的電離平衡和H2O的電離平衡，溶液中則有自由移動的離子CH3COO—、H+和極少量的OH-，也正因為如此溶液開始導電.

(3)變化觀.知道冰醋酸的加水稀釋的宏觀現象，但是學生依然難以分析稀釋過程微觀粒子的變化，在教學中有必要讓學生從宏觀與微觀相結合的角度來描述和解釋(醋酸)弱電解質的電離平衡，引導學生分析溶液的體積變化，各種微粒的物質的量發生的變化，微粒物質的量濃度發生的變化，最終分析出冰醋酸在稀釋過程的電離程度的變化.

總之，知識本位教學在強調知識價值的同時，忽視了學生建構知識的過程，忽視了學生興趣和能力的培養.化學概念的教學要重視運用化學實驗提供豐富的感性認識，圍繞核心概念的理解和應用設計驅動問題，引導學生經歷知識的形成、應用和反思過程，發展學生對化學核心觀念的認識，從而幫助學生逐漸對化學核心觀念的基本理解.

[1] 王福成．發展水溶液核心概念理解的研究[J]．中學化學教學參考，2016(6)：39-41.

[2] 何彩霞．以化學觀念統領具體知識的教學[J] ．中學化學教學參考， 2012(6)：3-5.

[3] 戴光宏．基于化學核心觀念教育的教學內容分析和教學目標設計[J]．中學化學教學參考， 2007(10)：11-13.

[4] 畢華林，杜明成．基于化學基本觀念構建的教科書設計[J]．化學教育， 2007(10)：11-13.

[責任編輯：季春陽]

2017-05-01

方軍(1981.11-)，男，江西崇仁，廣州大學附屬中學，中學一級教師，大學本科，從事高中化學教學.

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