基于學習進階發展學生思維的教學探索

琚凱

【摘要】? 通過建立滴定模型圖，幫助學生理解滴定的原理;通過建立氧化還原滴定模型圖，幫助完成對滴定過程理解的拓展;通過設計陌生情境的滴定試題，完成學生對滴定原理理解的飛躍。

【關鍵詞】? 模型認知 思維發展 中和滴定

【中圖分類號】? G633.8 ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】? A 【文章編號】? 1992-7711（2019）21-136-02

1. 設計背景

為落實“立德樹人”的教育根本任務、充分發揮課程在人才培養中的核心作用，高中化學課程標準明確提出五個要素的高中化學核心素養。其中“證據推理與模型認識”是從學科觀念和思維方式視角對化學學科思維的描述，要求學生形成化學學科的思想和方法。模型方法作為思維方法和行為方式，蘊涵著很高的認知價值，學生一旦將模型方法內化為自己的認知圖式，就能獲得認知水平的躍進。

2. 教材內容與學情分析

教過高三的老師都知道，在高三的模擬考試或者高考試題中，會有一空涉及中和滴定的原理或者定量分析的內容，學生往往放棄作答。通過與學生訪談，學生給出的理由是：理不清物質之間的關系，弄不懂定量分析的原理，計算量大等。當學生不能理解滴定的原理、缺乏滴定過程的定量分析思維時，便無法理清試題中的信息與數據之間的關系，面對試題便無從下手。

3 .教學設計與目的

從學生思維發展角度，從對中和滴定原理的理解，對滴定原理進行建模，到熟悉的模型與陌生的情境下的滴定，再到完全陌生情境的滴定分析。實現從對滴定原理的理解，到模型建立，到擺脫模型，實現從無型到有型，才從有型到無型的飛躍。教學流程如圖1：

4. 教學實施過程

通過對學生前置性作業的討論與交流，診斷并發展學生對中和滴定原理的認識水平（定量水平、內涵水平）;通過對學生對滴定模型的應用的過程判斷與分析，診斷并發展學生對中和滴定及其轉化思維的認識水平（孤立水平、系統水平）;通過對學生后置性作業的批改與講評，診斷并發展學生解決實際問題的能力水平（孤立水平、系統水平）及其對化學價值的認識水平（學科價值視角、社會價值視角）。

4.1 建立滴定模型，領悟滴定原理

相對于用文字的方式表示連續的、復雜的過程時，圖形的表達方式更具優勢，因為可以一目了然，非常的直觀。將中和滴定的過程，簡化成一個連續操作的圖像模型，并標注了相關的數據，如圖2，課前將其納入導學案，在關鍵處設置具有梯度的問題，要求學生思考作答。這樣，既能夠讓學生較快的理解中和滴定的原理，又能大致了解中和滴定實驗大致操作。設置的問題如下：

問題1：閱讀教材和圖3，酸式滴定管與堿式滴定管在結構上有何區別？

問題2：氫氧化鈉與鹽酸反應的現象并不明顯。請猜測圖中酚酞的作用？

問題3：根據下圖所給的數據，計算鹽酸的濃度。

4.2 著眼思維發展，拓展滴定應用

從整個高中化學的教學目標來看，學生通過中和滴定的學習，最終要求能夠遷移應用到其他類型的滴定分析上。因此，在教學時，要著眼于發展學生思維，拓展所學內容的應用范圍。因此在后置性作業設計時，遵循從“有型”到“無型”，從“熟悉”到“陌生”的逐步遞進的方式。后置性作業設置如下：

例題1：如圖3，用酸性高錳酸鉀滴定硫酸亞鐵溶液以測定硫酸亞鐵濃度，滴定過程的方程式為：2MnO4- + 10Fe2+ + 16H+ = 2Mn2+ + 10Fe3+ + 8H2O;滴定過程消耗高錳酸鉀的體積如下表1，請回答下列問題：

4.3 從有型到無型，思維發展飛躍

例題2：氧化還原滴定實驗與酸堿中和滴定類似。測血鈣的含量時，進行如下實驗：

①可將2mL血液用蒸餾水稀釋后，向其中加入足量草酸銨（NH4）2C2O4晶體，反應生成 CaC2O4沉淀，將沉淀用稀硫酸處理得H2C2O4溶液。

②將①得到的H2C2O4溶液，再用酸性KMnO4溶液滴定，氧化產物為CO2，還原產物為Mn2+。

③終點時用去20mL l.0×l0-4 mol/L的KMnO4溶液。

（1）滴定時，將KMnO4溶液裝在 （填“酸式”或“堿式”）滴定管中。

（2）誤差分析：（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）

①如果滴定管用蒸餾水洗后未用酸性KMnO4標準液潤洗，則測量結果 。

②滴定前后讀數都正確，但滴定前有氣泡，而滴定后氣泡消失，則測量結果 。

③計算：血液中含鈣離子的濃度為 mol/L。

從課堂教學到作業1和作業2，實現了由“有模型、熟悉的反應”轉變為“有模型、陌生的反應”，再轉向“無模型、陌生的反應”，通過三步跨越，拓展學生對滴定分析的認知，發展學生滴定分析法的思維。

5. 教學反思

高三復習的教學要促進觀念建構和發展。中和滴定是化學中重要的分析手段，開展教學活動時，不能局限于中和滴定本身，應該將中和滴定和生活應用緊密聯系起來，建立滴定是一種分析手段的觀念，通過前置性作業的模型，過程性作業的理解、以及后置性作業的升華這三步，完成對學生思維的拓展。

[ 參? 考? 文? 獻 ]

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 吳克勇，蔡子華.模型認知釋讀[J].中學化學教學參考，2017，（17）：11-14.