基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的“鹽類的水解”教學(xué)改進(jìn)

云南保山市第一中學(xué)（678000） 李建軍

云南彝良縣第一中學(xué)（657600） 楊麗瓊

云南德宏州民族第一中學(xué)（678400） 寸得欽

一、問題的提出

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020 年修訂）》將化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)分為“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”五個方面［1］。該課程標(biāo)準(zhǔn)對知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三維目標(biāo)進(jìn)行了有機(jī)整合，倡導(dǎo)“教、學(xué)、評”一體化，要求培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

本教學(xué)設(shè)計的內(nèi)容是人教版選擇性必修1 第三章第三節(jié)“鹽類的水解”。在本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)平衡特征及移動原理，包括弱電解質(zhì)的電離平衡和水的電離平衡，它們都是對平衡原理的具體應(yīng)用。學(xué)生初步從微觀角度認(rèn)識溶液顯酸堿性的實質(zhì)是氫氧根離子與氫離子濃度的相對大小。在水電離平衡的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探究鹽電離出的離子是否會影響水的電離平衡的移動。這既能促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，又能讓學(xué)生對平衡原理和弱電解質(zhì)概念進(jìn)行具體應(yīng)用和再認(rèn)識。同時，鹽類水解的知識又是后續(xù)電化學(xué)（原電池和電解池）學(xué)習(xí)的必備基礎(chǔ)知識。從知識結(jié)構(gòu)上講，鹽類水解平衡體系是繼弱酸、弱堿平衡體系之后的又一個電解質(zhì)溶液的平衡體系，有利于學(xué)生形成完整的關(guān)于電解質(zhì)溶液的知識體系，提升學(xué)生認(rèn)知推理的能力。本教學(xué)改進(jìn)基于認(rèn)知心理學(xué)，通過具體的例證引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行概念感知，并對例證進(jìn)行分析、比較、辨別，在此基礎(chǔ)上對其本質(zhì)特征進(jìn)行抽象概括，形成鹽類水解的概念，構(gòu)建“教、學(xué)、評”一體化的設(shè)計理念，發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)［2］。

二、改進(jìn)后的教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一：交流討論鹽的類型

師：請同學(xué)們回答如下3個問題。

［投影］（1）常見的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿有哪些？（2）常見的弱酸、弱堿和難溶堿有哪些？（3）鹽是怎么形成的？

生：常見的強(qiáng)酸有H2SO4、HNO3、HClO4、HCl、HBr、HI；強(qiáng)堿有NaOH、KOH、Ca（OH）2、Ba（OH）2；弱酸有CH3COOH、H2SO3、HNO2、HClO、H2CO3、HF、H2S；弱堿有NH3·H2O；難溶堿有A（lOH）3、Fe（OH）3、Fe（OH）2、Cu（OH）2。鹽是酸堿中和的產(chǎn)物。

師：不同類型的酸和堿，可以形成哪些鹽？

圖1

設(shè)計意圖：讓學(xué)生列舉常見的酸和堿，回憶中和反應(yīng)的原理，并對形成的鹽進(jìn)行分類，為后面學(xué)習(xí)物質(zhì)的變化和培養(yǎng)平衡思想做好鋪墊，同時提高學(xué)生的辨識記憶和概括關(guān)聯(lián)能力。

環(huán)節(jié)二：證據(jù)獲取——實驗探究鹽溶液的酸堿性

［板書］一、鹽溶液的酸堿性

師：酸溶液呈酸性，堿溶液呈堿性，那鹽溶液呈什么性呢？

學(xué)生提出猜想：鹽溶液呈中性；鹽溶液呈堿性；鹽溶液呈酸性。

設(shè)計意圖：通過提問引導(dǎo)學(xué)生對鹽溶液的酸堿性進(jìn)行猜想，以此激發(fā)學(xué)生的預(yù)測潛能和探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生的辨識能力。根據(jù)日常生活和化學(xué)學(xué)習(xí)中對鹽類的認(rèn)知，大部分學(xué)生推測鹽溶液呈中性或堿性，自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生則推測存在酸性、堿性和中性三種情況。

師：同學(xué)們的猜想是否正確，還需要通過實驗來驗證。請同學(xué)們分組完成實驗（班級學(xué)生有42人，分為3 個大組）。實驗中要注意三點(diǎn)，即pH 試紙不能潤濕，蘸取待測液的玻璃棒要潔凈干燥，試紙顏色變化后要與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比。

［分組實驗］用pH 試紙測下列三組鹽溶液的pH，得出鹽溶液的酸堿性，并依據(jù)鹽溶液的酸堿性對它們進(jìn)行分類。實驗完成后，各組派一名代表將相應(yīng)的鹽及其類別填入電子白板的表格內(nèi)（見表1）。

表1

［投影］

第1組 CH3COONa、NaCl、AlCl3

第2組 NaHCO3、NH4Cl、Na2SO4

第3組（NH4）2SO4、Na2CO3、KCl

［小結(jié)］鹽溶液不一定呈中性，它與形成鹽的酸和堿的性質(zhì)有關(guān)。規(guī)律是誰強(qiáng)顯誰性，同強(qiáng)顯中性。

設(shè)計意圖：通過讓學(xué)生用pH 試紙測定不同鹽溶液的pH，概括不同種類鹽溶液的酸堿性，培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理”“科學(xué)探究”素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生關(guān)聯(lián)概括和系統(tǒng)探究的能力。

環(huán)節(jié)三：微觀探析——鹽溶液呈酸堿性的實質(zhì)

師：為什么鹽溶液有的呈酸性，有的呈堿性，有的呈中性呢？要解決這個問題，請同學(xué)們看課本第70頁，并完成表格內(nèi)容（見表2）。

表2

續(xù)表

師：我們依照表2 的步驟來分析CH3COONa 溶液顯堿性的原因。首先，CH3COONa 溶液中存在哪些微粒？它們從何而來？請用化學(xué)用語表示。

生1：CH3COONa 溶液中存在兩個電離，即，所以含有Na+、CH3COO-、H+、OH-四種離子。

師：這些微粒間能否相互結(jié)合？你的判斷依據(jù)是什么？

生2：Na+與OH-結(jié)合為NaOH，CH3COO-與H+結(jié)合為CH3COOH。

生3：Na+與OH-不會結(jié)合，因為NaOH是強(qiáng)電解質(zhì)，在溶液中完全電離，離子的數(shù)目不會發(fā)生改變。

生4：CH3COO-與H+結(jié)合為CH3COOH，使溶液中這兩種離子的數(shù)目減少。

師：離子之間是否結(jié)合的關(guān)鍵在于離子數(shù)目是否減少，若離子數(shù)目減少，則說明離子之間能相互結(jié)合。那又如何判斷離子數(shù)目是否減少？

生5：離子之間能結(jié)合成弱電解質(zhì)。

［投影］CH3COONa溶液中離子相互作用的結(jié)果：

［板書］1.強(qiáng)堿弱酸鹽：CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-，即弱酸的陰離子+H2O 弱酸+OH-。

師：可以看成是弱酸的陰離子把水中的氫“拽”出來和自己結(jié)合，導(dǎo)致溶液中氫離子濃度變小，從而使水的電離平衡向右移動，溶液呈堿性。

設(shè)計意圖：通過對強(qiáng)堿弱酸鹽——CH3COONa溶液顯堿性原因的猜想和解釋（水提供的氫離子與該類鹽電離出的弱酸的陰離子結(jié)合），發(fā)展學(xué)生的“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生分析解釋、說明論證和系統(tǒng)探究的能力。

［練習(xí)］分析NaF、NaHCO3溶液顯堿性的原因。

［遷移運(yùn)用］NH4Cl溶液為什么顯酸性？

［投影］NH4Cl溶液中離子相互作用的結(jié)果：

［投影］寫出下列物質(zhì)水解的離子方程式。

（1）FeCl3（2）Al（2SO4）3

（引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)離子方程式的書寫原則來書寫）

設(shè)計意圖：通過對強(qiáng)酸弱堿鹽——NH4Cl 溶液顯酸性原因的猜想和解釋（水提供的氫氧根離子與該類鹽電離出的弱堿陽離子結(jié)合），發(fā)展學(xué)生遷移應(yīng)用的能力；通過對水解離子方程式的書寫，培養(yǎng)學(xué)生的“模型認(rèn)知”“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)，提高學(xué)生分析解釋和推論預(yù)測的能力。

師：你知道NaCl溶液為什么顯中性了嗎？

生：NaCl 電離出的離子不會與水電離出的離子生成弱電解質(zhì)。

［投影］NaCl溶液中離子相互作用的結(jié)果：

設(shè)計意圖：通過對NaCl 溶液顯中性的原因分析，提高學(xué)生的知識遷移能力。

［板書］二、鹽類的水解

1.定義：在溶液中鹽電離產(chǎn)生的離子與水電離產(chǎn)生的H+或OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)，叫作鹽類的水解。

2.實質(zhì)：鹽電離出的離子與水電離出的H+或OH-反應(yīng)生成弱電解質(zhì)，破壞了水的電離平衡，促進(jìn)了水的電離。

3.結(jié)果：破壞了H+與OH-濃度的等量關(guān)系，使溶液呈酸性或堿性。

師：什么樣的離子可以發(fā)生水解呢？

［投影］判斷下列離子哪些可以發(fā)生水解：Na+、

設(shè)計意圖：通過對不同離子是否能發(fā)生水解的判斷，培養(yǎng)學(xué)生的“模型認(rèn)知”“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)，提高學(xué)生關(guān)聯(lián)概括和推論預(yù)測的能力。

［板書］4.鹽類水解的條件：（1）必須能溶于水；（2）必須含弱酸陰離子或弱堿陽離子。

環(huán)節(jié)四：拓展延伸——分步水解

師：多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的，它以第一步為主。如果是多元弱酸形成的鹽，它的水解也是分步進(jìn)行的，以第一步為主。如碳酸鈉的分步水解：第一步是Na2CO3電離出來的CO23-發(fā)生水解；第二步是生成的HCO-3進(jìn)一步發(fā)生水解。

設(shè)計意圖：通過對Na2CO3分步水解過程的分析，讓學(xué)生認(rèn)識多元弱酸的分步水解模型，培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念，提高學(xué)生的系統(tǒng)探究能力。

師：若水解的產(chǎn)物為難溶物或者易揮發(fā)物，書寫離子方程式時，是否要加“↓”或“↑”？

生1：因為是難溶物或易揮發(fā)物，所以應(yīng)該加“↓”或“↑”。

生2：水解產(chǎn)物的量很少，不應(yīng)加“↓”或“↑”。

師：一般鹽類水解的程度很小，水解產(chǎn)物也很少，通常不會生成沉淀或氣體。

［板書］5.書寫離子方程式的注意事項：（1）用可逆符號；（2）多元弱酸根離子分步水解，以第一步為主，水解方程式一般只需寫第一步；（3）不用標(biāo)注沉淀或氣體符號。

設(shè)計意圖：通過對分步水解強(qiáng)弱的分析，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的平衡思想，提高學(xué)生的分析解釋能力。

三、教學(xué)改進(jìn)前后的對比

（一）改進(jìn)前的教學(xué)

在原“鹽類的水解”教學(xué)中，教師的教以講授為主，以演示實驗為輔。如用pH 試紙測定不同鹽溶液的pH 時，由教師演示，學(xué)生只是旁觀者，所看到的現(xiàn)象和獲得的結(jié)論都是教師給出的，而不是學(xué)生通過自己的體驗獲得的。學(xué)生的學(xué)習(xí)是被動的，因此不能將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為規(guī)律；學(xué)生所獲得的知識是點(diǎn)狀的、零散的，沒有形成系統(tǒng)，導(dǎo)致學(xué)生的知識遷移能力、創(chuàng)新能力、應(yīng)用實踐能力欠缺。教師缺乏與學(xué)生的互動交流，不能及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，不了解學(xué)生掌握知識的程度，因此不能及時根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況調(diào)整教學(xué)方式。改進(jìn)前的教學(xué)很少將教學(xué)內(nèi)容放在真實的情境中，不利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不利于培養(yǎng)學(xué)生用所學(xué)知識解決實際問題的能力；未能有意識地培養(yǎng)學(xué)生的“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”等核心素養(yǎng)，對學(xué)生的推論預(yù)測、簡單設(shè)計、系統(tǒng)探究等能力的提高產(chǎn)生不利影響。

（二）改進(jìn)后的教學(xué)

1.模型思想貫穿教學(xué)始末

改進(jìn)后的教學(xué)創(chuàng)設(shè)真實問題情境，展示“鹽溶液不一定顯中性”，使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，并想要通過實驗去探究解決問題。通過討論、設(shè)計、實驗驗證等一系列探究活動，促使學(xué)生的思維方式發(fā)生轉(zhuǎn)變；以精心設(shè)計的問題為線索引導(dǎo)學(xué)生主動構(gòu)建鹽類的水解模型，從表象到本質(zhì)、從簡單到復(fù)雜，并回到真實情境中學(xué)以致用，實現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)。改進(jìn)后的教學(xué)更注重分析鹽溶液顯酸堿性的一般認(rèn)識思路的顯性化和離子反應(yīng)方程式的書寫；注重歸納總結(jié)鹽類水解的定義、實質(zhì)，使鹽類水解的一般認(rèn)識思路結(jié)構(gòu)化，使學(xué)生形成“鹽類的水解”的認(rèn)知模型，發(fā)展“模型認(rèn)知”素養(yǎng)。

2.開展“素養(yǎng)為本”的探究式教學(xué)

探究式教學(xué)是落實化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的有效手段，是發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科能力的重要途徑。探究式教學(xué)中的各個環(huán)節(jié)都發(fā)揮著重要的作用，如“提出問題”，通過讓學(xué)生思考并回答問題，為學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課做好知識準(zhǔn)備，培養(yǎng)學(xué)生辨識記憶的能力；“實驗探究”，引導(dǎo)學(xué)生探究不同鹽溶液的酸堿性，發(fā)展學(xué)生的“科學(xué)探究”素養(yǎng)“；得出結(jié)論”，讓學(xué)生知道不同鹽溶液的酸堿性規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的“宏觀辨識”素養(yǎng)；“質(zhì)疑”“理論講解”，強(qiáng)調(diào)學(xué)科本質(zhì)，體現(xiàn)鹽類水解的實質(zhì)，從“微?！钡健半婋x”再到“平衡”，“從宏觀上鹽與水相互作用而顯酸堿性”到“微觀粒子的相互結(jié)合導(dǎo)致c（OH-）與c（H+）不等量”再到“鹽溶液呈現(xiàn)不同的酸堿性”，體現(xiàn)了從“宏觀辨識”到“微觀探析”再到“宏觀辨識”的過程；“交流應(yīng)用”，通過討論為下節(jié)課的學(xué)習(xí)做好鋪墊，在這一過程中讓學(xué)生體會化學(xué)學(xué)科的社會價值以及趣味性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。