在化學概念教學中思維模型建構的教學案例

常詩音

摘要：對高中學生來說，“電解質”與“非電解質”的概念是高中化學里的一個重點和難點，理解掌握好這兩個概念，不僅幫助學生順利地書寫電離方程式，同時也能為后續離子反應書寫和水溶液中的離子平衡打下基礎。本文通過問題討論、對比思考、結合多媒體輔助教學等教學方法，從具體性知識傳授到思維模型建構，從知識解析為主到學生認識發展為本，以實現抽象概念形象化，微觀世界宏觀化的教學模式，有效引導學生從概念理解到思維模型的建構。

關鍵詞：化學概念形成;電解質;思維模型;微觀;宏觀

1 案例背景

化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質及其應用的一門基礎自然科學。因此，化學研究主要是透過宏觀的性質、現象分析微觀本質。可以認為，“宏觀與微觀的聯系是化學不同于其他學科的特點也是化學學科最具特征的思維方式” [1]。

本文的“電解質與非電解質”是教材化學必修一第二章化學物質及其變化第二節離子反應教學內容，是在學習了物質的分類等相關知識的進一步深入。從抽象的化學概念學習建立學生學習的思維模型，能有效突破知識難點，幫助學生順利形成知識結構，同時有效培養學生發現問題、知識探究、解決問題的能力，將復雜問題簡單化，促進教師有效教學和學生高效學習，讓學生明白對知識的學習不再停留在表面，而要透過現象看本質，從具體性知識傳授到思維模型建構，從知識解析為主到學生認識發展為本，建構知識模型→概念模型→思維模型的轉變，促進教師有效教學和學生高效學習。

2 案例描述

根據知識內容、教學要求，結合知識點中的重難點、思維分化點，著眼于教學中“牽一發而動全身”的知識進行設計，抓住知識的核心，激發學生的求知欲，將知識傳授與思維形成過程有機的結合在一起。

【創設情景，引入新課】

教師：同學們討論生活中有哪些物質會導電，為什么？

學生活動（思考）：金屬會導電，因為有自由移動的電子;酸堿鹽溶液可以導電，比如初中實驗電解水中加入氫氧化鈉增強水的導電性，因為酸堿鹽在水中解離出自由移動的陰陽離子。

【電解質與非電解質定義引入】

教師講述：我們把這種在水溶液里或熔融狀態下能夠導電的化合物叫做電解質。

教師提問：根據電解質的定義可知，什么是非電解質呢？

學生討論（思考）：在水溶液里和熔融狀態下均不夠導電的化合物叫做非電解質。

教師：觀察研究下列那些物質是電解質，哪些是非電解質？

HCl、NaOH、NaCl、Al2O3、CO2、蔗糖、酒精

學生討論：根據定義學生回答電解質有HCl、NaOH、NaCl、Al2O3，非電解質：CO2、蔗糖、酒精。

教師提問：提醒學生注意兩個問題，這兩個概念有什么區別，即 “或”、“和”有什么區別？電解質與非電解質對象是什么？

學生交流：思考并積極回答

教師講解：①“或”是指具備其中一個條件，“和”是指同時具備兩個條件

②研究對象都是化合物

教師提問：學習完電解質與非電解質的概念，接下來我們一起從物質分類的角度總結歸納電解質與非電解質的類別有哪些？

學生思考：通過習題可知有酸堿鹽、金屬氧化物為電解質，非金屬氧化物、部分有機物為非電解質。

教師補充：還有水、金屬氧化物為電解質，除有機酸堿外，絕大多數有機化合物為非電解質，還有某些非金屬化合物如：NH3也屬于非電解質。

教師提問：同學們思考BaSO4、CaCO3、AgCl是電解質嗎？（易錯點）

學生回答：大部分說是，少部分說不是。

教師講解：BaSO4、CaCO3、AgCl都是難溶物，但是也有少部分溶解在水中，少部分溶解的完全電離，他們在融融狀態也能解離出自由移動的離子而導電。

【電離定義引入】

教師提問：電解質導電的原因是什么？

學生回答：發生了電離。

教師提問：什么是電離，為什么會發生電離？

學生回答：在水溶液或熔融狀態下解離出自由移動的離子。

3 案例分析

3.1實驗探究與思維建構，宏觀實驗與微觀本質結合

本節課在教學環節設計上始終體現的是先引導學生從生活實際出發，舉例進行物質導電的分析及推理，再由宏觀實驗來驗證氫氧化鈉的不同存在形式的導電情況進行證據推理，引導得出電解質與非電解質的概念，層層遞進，挖掘出物質導電的本質是因為在水溶液或熔融狀態下發生電離，進一步理解電離的概念，理解物質在水溶液中的微觀表現形式，從離子的角度去理解微觀世界。

3.2構建認知沖突，建立思維模型

“根據建構主義理論，概念的轉變就是要促進學生依靠原有的前概念不斷建構科學的概念”[2]。利用物質分類思想是否為化合物，借助外在條件水溶液或熔融狀態下，剖析物質在水中的行為電離，揭示化學反應的本質，激起學生新的思考與原有舊觀念的認知沖突，從而建立起辯證的、科學的、正確的新概念。

3.3新舊知識銜接，思維建模

與學生過去熟悉的知識對比， 在原有概念的基礎上形成對新概念的理解。根據學生在初中已經學習過離子的形成，酸堿鹽、溶液的相關概念和酸堿鹽之間的化學反應，前一節學習了物質的分類，以舊知識作為銜接橋梁，引入新知識電解質的概念，類比得出非電解質的概念，進而得出電解質導電是在溶液或熔融狀態下發生電離，電解質的電離為電離方程式的學習和離子反應方程式書寫埋下伏筆，同時也為選修4化學反應原理第三章水溶液中離子平衡的學習作鋪墊。

4案例反思

本節課的設計由舊知到新知的引入，提高了學生學習的積極性，采用探究性實驗和啟發式教學對化學概念進行思維建模，通過動畫展示，“把課本上的靜態圖片變為動態圖片，將微觀過程進行宏觀模擬，對于瞬間發生的變化進行定格分析”[3]。通過新舊知識的結合及概念的辨析進一步促進概念的理解把抽象的概念較為形象地展現，化枯燥為生動，教學效果達到了最佳狀態：理解透徹、掌握準確、印象深刻、記憶牢固。在教學理念上不僅關注學生的學習結果，更關注到學生的學習過程，注重學生學習能力的培養”[4]。

參考文獻：

[1] 吳海霞. 基于觀念建構的化學概念教學——以蘇教版選修4《化學反應原理》“強電解質和弱電解質”教學為例[J]. 中學化學教學參考， 2014（z1）：20-23.

[2] 洪燕珍.淺析中學化學概念轉變教學[J].化學教學，2009（2）：27-29.

[3] 羅顯昭. Flash動畫在化學教學中的應用[J]. 教育科學論壇， 2016（10）：45-46.

[4] 張紅俊. “難溶電解質的溶解平衡”復習課教學案例與評析[J]. 中學化學教學參考， 2008（10）：28-29.