“離子反應”教學中的化學核心素養與探討

馬偉華

【摘 要】筆者以高中化學“離子反應”概念片段教學為例，基于“宏觀辨析與微觀探析”化學核心素養的培養目標，設計了三個環節組織教學活動，探討化學核心素養培養的幾點做法。

【關鍵詞】化學核心素養；離子反應；宏觀；微觀

1.“離子反應”的化學核心素養價值

《普通高中化學課程標準》（2017年版）對化學核心素養“宏觀辨析與微觀探析” 有這樣的表述：“能從不同層次認識物質的多樣性，并對物質進行分類”“能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題”。而離子反應是高中化學核心概念之一，離子反應承擔的主要教學功能之一即是使學生分析問題的思維從以往的宏觀角度轉變到微觀角度。故離子反應具有培養學生“宏觀辨析與微觀探析”化學核心素養的重要價值。

筆者將蘇教版《化學1》（必修）教材專題2“離子反應”概念的教學進行了重新設計，應用于教學實踐，對基于培養學生化學核心素養的教學進行初步探討和反思。

2.教學實錄

2.1環節一：舊課復習，初涉“離子觀”

【生1】反應生成水，硫酸鋇沉淀，不以離子形式存在，導電能力一定減弱；

【生2】不一定，要看二者的量；

【師】讓實驗事實說話。我們按PPT投影上的裝置（圖1）進行實驗。請大家注意觀察實驗現象。

【師】（按右圖方式講解）

【思考2】從物質電離的角度，該反應的實質是什么？

【結論】是離子之間的反應。

（評析：由于學生沒有建立“離子觀”，不能從直接從微觀的角度探析物質間的反應。故遵從學生當下的認知水平，先讓學生辨析宏觀實驗現象，再通過交流與討論活動中“問題串”的方式逐步引導學生探索微觀的本質，認識到有些反應的本質是離子直接參與反應，順利得出離子反應的概念。整個過程符合學生的認知規律，重視“離子觀”的建構過程。并初步建立了一個分析離子反應的思維模型（如圖2），即先分析溶液中有的離子種類，直接考慮離子間的反應。

2.3環節三：宏觀現象辨析，微觀探討離子反應條件

【思考3】氫氧化鈉溶液與稀鹽酸混合，是否發生離子反應？什么離子參與反應？

【交流討論】如何設計實驗證明你的推測？

學生設計各種方案，比如：往氫氧化鈉溶液中加酚酞，再滴加稀鹽酸，觀察溶液酸堿性變化；測定溶液導電性變化；加硝酸銀溶液，檢驗氯離子是否存在等。教師對方案進行評價、修正，最終得出一個合理的方案。

【演示實驗2】繼續按圖1裝置進行實驗，往0.1mol/L氫氧化鈉溶液中加酚酞，再滴加0.5mol/L稀鹽酸，觀察溶液酸堿性變化，及導電性變化。

【師】看來，不是所有的離子都會參加反應，有些離子只是“旁觀者”。

【思考4】結合實驗1和2，分析離子反應發生的條件。

【生5】生成不以離子形式存在的物質，比如沉淀、水。

【師】還可能生成哪些不以離子形式存在的物質？

【生6】生成氣體，生成難電離的弱電解質都可以。

【歸納】（1）溶液中進行的復分解反應本質是離子反應；（2）復分解型離子反應的條件是生成沉淀，氣體，弱電解質。

（評析：通過演示實驗2，讓學生由宏觀現象“燈泡一直都亮著”的辨析，“看到”有部分離子一直都存在于溶液中，幫助學生進行微觀想象，發現不是所有離子都會發生反應。且自然地引出離子反應發生條件的探討。離子反應條件的探討過程可以看到，學生也是關注了產物的微觀存在形式，學生回答：“生成不以離子形式存在的物質”，表明學生能初步從微觀的角度考慮問題。）

3.教學反思

3.1依托教學內容，確定合適的核心素養教學目標

化學核心素養有五個方面：“宏觀辨析與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學態度與社會責任”。一節課很難承載上述所有化學核心素養的培養，而且同一個方面的核心素養還有不同層次、不同水平的要求。就需要教師研究教學內容與化學核心素養的價值關聯，并依據學生當前的學情，確定合適的素養教學目標。

上述離子反應的教學，就是引導學生先從宏觀現象的辨析，再探索物質變化的微觀本質，最后能直接從微觀離子角度分析離子間的反應，初步達成“能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題”的素養培養。當然，作為化學核心素養中的“宏觀辨析與微觀探析”，還有不同層面的目標指向，比如“形成‘結構決定性質，性質決定應用的觀念”，“能根據物質的微觀結構預測物質在特定條件下具有的性質和發生的變化，并能解釋其原因”等等。這些素養目標就需要其他合適的教學內容來承載、培養、達成。

3.2及時探查素養的達成情況

在教學過程中， 要及時探查學科核心素養的達成情況，以便及時了解學生的問題，認識誤區。上述“離子反應”概念教學中就有承擔探查任務的環節，比如：

環節一，判斷強弱電解質在水溶液中的存在形式，診斷學生基本學情， 研判學生能否從微粒的角度看待電解質溶液。

環節三， 學生自主分析氫氧化鈉和鹽酸的反應本質，診斷學生能否初步用剛建構的離子反應概念分析問題。

通過設計這些問題思考、學生活動來診斷學生當前的發展水平，及時做出指導，消除認知障礙，逐步達成學科核心素養的培養。

3.3合理利用實驗，助力素養培養

微觀粒子看不見、摸不著，微粒觀的建構需要學生要有一定的微觀想象能力。借助實驗可以讓學生獲得宏觀的感性認知，在宏觀實驗現象的支持下，設計問題串，引導學生將宏觀事實與微觀變化結合起來，逐步達成“宏觀辨析與微觀探析”的化學核心素養。比如，演示實驗1、2，通過“燈泡亮度”的現象就能很直觀地使學生感受到溶液中離子濃度的變化，自然地從微觀離子的角度去思考溶液中發生的反應，對“離子反應”概念的建構和深入理解自然水到渠成。

【參考文獻】

[1]普通高中化學課程標準（2017年版），人民教育出版社，2018年1月第1版

[2]王星喬，滕瑛巧，汪紀苗，包朝龍.關于化學核心素養教學設計——以“鐵及其化合物的應用”為例[J].化學教學，2017（5）：51～55

[3]王衛軍.基于化學核心素養培養的“電解質”教學實踐與探討[J].化學教與學，2018（3）：28～31