問題式教學策略在概念教學中的應用例析

陳蘭芳

摘 要：通過初高中兩個概念教學的例析展示問題式教學策略的運用。

關鍵詞：概念教學；問題式教學策略

“教師和學生共同學習課本給出的概念的定義，然后教師加以解釋說明，再通過習題讓學生鞏固記憶”，這幾乎成了概念教學的固有模式，以至于提到概念教學似乎總給人以枯燥、乏味的感覺，難道概念化學概念原理知識教學就應該是這種模式嗎？化學概念原理知識的學習應與生產、生活、實驗的實際情景相聯(lián)系，應在教學中提高學生的分析、推理、抽象、概括、歸納、演繹等邏輯思維能力，在學習的過程中培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際學以致用的學風。問題式教學策略的運用能夠較好的實現以上教學目標。下面以初、高中各一個案例加以說明。

一、初中化學關于“中和反應”概念的教學。

教材內容如下：

“酸和堿是兩類不同的物質，具有不同的性質。如果把酸溶液和堿溶液混合，會發(fā)生什么變化呢？

[實驗1]在盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中滴加2～3滴酚酞試液，插入一支溫度計，測量溶液的溫度。用膠頭滴管吸取稀鹽酸逐滴加入盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中。邊滴邊用玻璃棒攪拌，當燒杯中溶液剛好變成無色時，停止加入鹽酸。在實驗過程中，溶液的堿性發(fā)生什么變化？溶液的溫度有什么變化？

[實驗2]實驗1所得的少量溶液于一支使館中，另取一根膠頭吸管，向使試管中加入一滴氫氧化鈉溶液，溶液的顏色又發(fā)生什么變化？這說明什么？

[實驗3]取實驗1所得的少量溶液于蒸發(fā)皿中，加熱蒸干，觀察到什么現象？這說明了什么？

上述實驗說明，氫氧化鈉溶液能與鹽酸反應，反應時放出熱量。當滴入的鹽酸較少時，溶液中氫氧化鈉有剩余，溶液呈堿性；當滴入的鹽酸與氫氧化鈉們恰好完全反應時，溶液呈中性；當滴入的鹽酸過量時，鹽酸有剩余，溶液呈酸性。

鹽酸與氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉和水。氯化鈉是一種鹽。

NaOH+HCl=NaCl+H2O

酸與堿反應的結果是酸和堿各自的特性都消失，生成了-鹽和水，這一反應稱為中和反應。

在教材中已鋪設了一系列的問題，我們應充分運用這些問題幫助學生對有關中和反應的3項實驗結果作分析、推理，抽象、概括，建立中和反應的概念。

問題1.實驗1中“當燒杯中溶液剛好變成無色時，溶液的堿性發(fā)生什么變化？”應引導學生關注整個實驗1過程中氫氧化鈉溶液顏色變化：無→紅色→無，分析每一步顏色變化的原因，得出“溶液中堿的特性消失了”的結論，再追問“為什么消失了？”（答：堿與酸反應消耗了。）

問題2.實驗2中“溶液的顏色又發(fā)生什么變化？這說明什么？”首先明確現象：無色→紅色，再引導分析出原溶液中“酸的特性也消失了”，追問“為什么消失了？”（酸與堿反應消耗了。）

問題3.實驗3中“觀察到什么現象？這說明了什么？”明確現象：出現白色固體，引導分析：酸和堿都消失，白色固體可能是什么？（答：生成物）追問：可能是什么生成物？（答：根據質量守恒定律，可能是NaCl。）

結合上述三個問題對三個實驗現象的分析，使學生經歷以下認識過程，從而逐步獲得對中和反應的全面認識：酸與堿溶液混合有熱現象、堿的特性消失，說明混合能發(fā)生化學反應——反應結果酸和堿的特性都消失了，說明酸和堿都參加了反應——反應后溶液中有新物質（鹽）出現，從而形成中和反應概念。最后，設計以下問題全面認識中和反應：從宏觀上看，反應物和生成物是什么？從微觀上看，反應實質是什么？組成反應物的原子（離子）是怎樣重新組合成生成物的？

二、高中化學關于應用沉淀溶平衡的原理和的有關概念理解和解釋三個應用實例，進一步理解認識溶度積概念

教材的內容是：

“難溶電解質的沉淀溶解平衡在生產、科研和環(huán)保等領域有許多應用。沉淀溶解平衡是一個動態(tài)平衡，當條件發(fā)生改變時，平衡也會相應的發(fā)生移動。我們在生產生活中經常根據平衡移動原理，選擇適當的條件，使平衡向著需要的方向移動。

交流與討論：

請用沉淀溶解平衡的原理解釋下列事實，將你的想法與同學們交流討論。

1.如果誤食可溶性鋇鹽。造成鋇中毒，應盡快用5.0%的硫酸鈉溶液給患者洗胃。

2.將溶液的pH調節(jié)到3～4，可以除去硫酸銅溶液中的鐵離子。

3.精制食鹽水時，可以加入適量的氫氧化鈉為溶液除去氯化鈉溶液中的鎂離子。

這一教學內容，要求教師應用沉淀溶解平衡的原理和溶度積的有關概念理解和解釋“沉淀生成”在生產、生活中的三個應用實例?？稍O計如下問題鏈幫助理解，加深對溶度積概念的認識。

1.如果誤食可溶性鋇鹽。造成鋇中毒，應盡快用5.0%的硫酸鈉溶液給患者洗胃。

提問1：什么是鋇中毒？（答：鋇離子濃度達到一定程度。因此，解毒，其實就是要降低鋇離子在體內的濃度。）

提問2：用5.0%的硫酸鈉溶液給患者洗胃，可以使鋇離子完全除去嗎？（答：由于沉淀溶解平衡的存在，不能完全沉淀。）

提問3：殘留的鋇離子濃度為多少？安全嗎？（答：5.0%的硫酸鈉溶液，物質的量濃度近似為0.36mol/L，當反應達到BaSO4的沉淀溶解平衡時，Q=Ksp（BaSO4），即Ksp（BaSO4）=[Ba2+][SO42-]，計算得[Ba2+]=3.1×10-10，由此可知。殘留的Ba2+濃度極低，所以可以達到解毒的目的。

2.將溶液的pH調節(jié)到3～4，可以除去硫酸銅溶液中的鐵離子。

提問1：本題除去雜質，應注意哪些問題？（答：通常除去Fe3+而不減少CuSO4，不引入新雜質。）

提問2：將溶液的pH調節(jié)到3～4，是利用什么離子反應除去Fe3+？所謂Fe3+被除去，Fe3+濃度為多少？（答：利用Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓即氫氧化鐵的沉淀反應。通常認為某離子在溶液的濃度小于或等于1×10-5mol/L則被除盡。

提問3：假定溶液中Fe3+恰好除盡，即濃度為1×10-5mol/L，則溶液的pH為多少？此時，Cu2+是否也會被除去（已知Cu2+濃度為0.1mol/L）？

（答：當Fe3+被除盡時，根據Q=Ksp[Fe（OH）3]，[OH-]=4.7×10-10mol/L，此時pH=2.7，因此將溶液的pH調節(jié)到3～4，可以除去硫酸銅溶液中的鐵離子。此時[Cu2+][OH-]2

[思考]金屬陽離子形成氫氧化物沉淀一定需要堿性環(huán)境嗎？

3.精制食鹽水時，可以加入適量的氫氧化鈉為溶液除去氯化鈉溶液中的鎂離子。（答：通過增大[OH-]，使Q>Ksp[Mg（OH）2]達到除去Mg2+的目的。）

在教學中應重視對過程和方法、對概念的形成、知識的理解和學生思維能力培養(yǎng)，不能停留在最初淺的從離子反應認識沉淀生成的水平上，應幫助學生理解實際生產中是怎樣利用沉淀溶解平衡的原理設計工藝流程，以使某種離子盡可能完全轉化為沉淀使之除去，即應從定量角度幫助學生分析沉淀生成、沉淀完全需要的條件。