思維模型建構的教學設計探索
——以“離子反應”為例

陳 鑫 袁 汀

（重慶市求精中學校 重慶 400042）

一、教學主題內容及教學現狀分析

（一）教學主題內容

高中化學人教版教材必修一第二章第二節“離子反應”[1]。

本節的主要內容包括：（1）酸、堿、鹽在水溶液中的電離；（2）離子反應及其發生的條件。

（二）教學現狀分析

離子反應是高中化學的重要教學內容，是人們研究和認識物質性質的一個重要途徑，第一次實現將學生認識物質的視角從宏觀轉為微觀，對于學生今后從微觀層面深入理解化學反應的機理具有十分重要的意義。已有的教學設計中教學思路還是傾向于將本節課按兩課時處理，第一課時著重介紹電解質與非電解質的概念，以及酸、堿、鹽的電離條件和電離方程式的書寫，使學生能從電離角度了解酸、堿、鹽的本質。第二課時主要研究離子反應及其發生條件，正確而又熟練地書寫離子方程式是學生必須掌握的一項基本技能[2]。

二、教學思想與創新點

基于證據推理與模型認知的教學思想。該案例下，“離子反應”的學習，以常見酸、堿、鹽間的復分解反應、電解質及電離等知識為基礎，理解離子反應的概念、本質及條件等概念原理性知識，并建立審視電解質在水中行為的“微粒作用觀”，深化“宏觀—微觀—符號”三重表征化學學科思維。

三、教學與評價目標

（一）教學目標

①通過實驗探究酸堿之間的反應；②通過酸堿之間反應本質的認識過程，初步建立電解質溶液之間反應的認識模型；③通過設計硫酸廠廢水處理方案的活動，感受離子反應的價值，初步形成綠色應用的意識，增強社會責任感。

（二）評價目標

①通過對探究Ba(OH)2溶液與稀H2SO4發生反應后溶液中離子數量變化實驗設計方案的交流和點評，診斷并發展學生實驗探究的水平（定性水平、定量水平）。

②通過對電解質溶液之間反應本質的分析，診斷并發展學生對離子反應本質的認識進階（微粒水平）和認識思路的結構化水平（視角水平、內涵水平）。

③通過對硫酸廠廢水處理方案的討論和點評，診斷并發展學生對化學價值的認識水平（學科價值視角、社會價值視角、學科和社會價值視角）。

四、教學流程

（一）宏觀現象

【學習任務1】設計實驗證明Ba(OH)2溶液與稀H2SO4發生了反應

【評價任務1】診斷并發展學生化學實驗探究的水平（定性水平還是定量水平）。

（二）微觀本質

【學習任務2】揭示離子反應本質

【評價任務2】診斷并發展學生對離子反應本質的認識進階（微粒水平）

圖1 離子反應本質教學邏輯

【學習任務3】建立離子反應認識模型

【評價任務3】診斷并發展學生對離子反應反應認識思路的結構化水平

（三）問題解決

【學習任務4】從宏觀與微觀兩個角度判斷Ba(OH)2與Na2SO4能否反應？

【評價任務4】診斷學生的模型應用水平

【學習任務5】運用離子反應原理，設計并討論硫酸廠廢水處理方案

【評價任務5】診斷并發展學生對化學價值的認識水平（學科價值視角、社會價值視角、學科和社會價值視角）。

五、教學實錄

【環節1】創設情境，引入課題

【教師】胃腸疾病是困擾現代人的常見病，總發病率在20%左右，醫學上常用鋇餐配合X射線來檢測胃腸疾病，那么，鋇餐的主要成分是什么？

【學生】硫酸鋇。

【教師】對，鋇餐主要成分是硫酸鋇，醫學上常用BaCl2溶液和稀硫酸制備硫酸鋇，除此之外還有哪些方法能制備硫酸鋇呢？

【學生1】我還想到可以利用酸堿中和反應，用Ba(OH)2溶液與稀H2SO4反應制備硫酸鋇。

【環節2】宏微探究，建構模型

【教師】如何設計實驗方案證明Ba(OH)2溶液與稀H2SO4發生了反應呢？

【學生1】將Ba(OH)2溶液與稀H2SO4直接混合。

【教師】預測可以看到哪些現象？

【學生1】可以看到白色沉淀。

【教師】還有其他方案嗎？

【學生2】在Ba(OH)2溶液中滴加酚酞，隨后逐滴加入稀H2SO4。

【教師】現象又會有哪些呢？

【學生2】產生白色沉淀，溶液紅色褪去。

【設計意圖】1.從2個角度判斷化學反應是否發生：反應物消耗，新物質生成；2.通過初中熟知的化學反應，從宏觀視角建立科學探究思維模型：提出猜想-設計方案-實驗驗證-得出結論。

【情境】引入電導率，電導率是表示物質傳導電流能力強弱的物理量。

【教師】從微觀角度如何設計實驗方案證明Ba(OH)2溶液與稀H2SO4發生了反應？

【學生3】測Ba(OH)2溶液的電導率，并向其中不斷滴加稀H2SO4，觀察電導率的變化。

【設計意圖】通過引入電導率，將學生認識化學反應的視角從宏觀轉入微觀，判斷反應是否發生從沉淀、氣體、水的生成轉變為離子數目減少，幫助學生理解離子反應的概念和本質。

【環節3】聯系生產，社會責任

設計實驗方案，處理硫酸廠產生的工業污水。

六、教學效果與反思

本節課在學習中建模，在用模中評價，體現教學評一體化；采用“兩個角度”“一種方法”，知識為載體，以思維方式的培養為落腳點，幫助學生理解離子反應；突破離子反應難點，讓“離子”自然地呈現在學生面前，為離子方程式書寫奠定認知基礎。