“離子反應(yīng)及其發(fā)生的條件”意義建構(gòu)教學(xué)設(shè)計*

李艷玲 謝祥林** 劉 敏

（1 湖南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 湖南 長沙 410081；2 廣州市鐵一中學(xué) 廣東 廣州 510600）

離子反應(yīng)是化學(xué)科學(xué)基本概念之一，是中學(xué)化學(xué)課程中重要的基礎(chǔ)知識。在中學(xué)化學(xué)課程教學(xué)中，使學(xué)生認(rèn)清離子反應(yīng)的實質(zhì)，自主構(gòu)建起離子反應(yīng)概念的意義，是學(xué)生能學(xué)好化學(xué)的基礎(chǔ)。倪娟［1］、保志明［2］、經(jīng)志俊，李明星［3］等提出了關(guān)于離子反應(yīng)概念相關(guān)的教學(xué)研究，通過設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)以讓學(xué)生更好的掌握離子反應(yīng)。因此，中學(xué)化學(xué)教學(xué)中對離子反應(yīng)概念的教學(xué)是十分重視的，對離子反應(yīng)教學(xué)的研究也是中學(xué)化學(xué)教學(xué)研究中的重要內(nèi)容。中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，離子反應(yīng)是教學(xué)的重點和難點之一。在后續(xù)的化學(xué)學(xué)習(xí)中，用離子反應(yīng)認(rèn)識反應(yīng)原理是研究化學(xué)反應(yīng)常用的方法，所以離子反應(yīng)是重要的概念。離子反應(yīng)學(xué)習(xí)困難產(chǎn)生的基本現(xiàn)象主要有： 不清楚離子方程式的意義，不清楚如何寫出正確的離子方程式。從教學(xué)上分析，主要是教師對離子反應(yīng)概念的科學(xué)意義和化學(xué)認(rèn)識方法不深入，誤將教學(xué)重點放在離子方程式寫法規(guī)則的教學(xué)上，而對離子反應(yīng)的認(rèn)識方法和實質(zhì)意義了解不深，在教學(xué)過程中沒能將離子反應(yīng)原理當(dāng)成重點內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識其原理的教學(xué)不足，學(xué)生對離子方程式的意義沒有真實的理解，對寫法規(guī)則就無法真正把握，常常只靠記憶一些離子方程式來學(xué)習(xí)離子方程式。也就是說，學(xué)生學(xué)習(xí)離子方程式只學(xué)習(xí)了符號寫法規(guī)則，同時記住了一些離子方程式，而對離子反應(yīng)的實質(zhì)缺乏認(rèn)識。這種學(xué)習(xí)效率低，對學(xué)生的發(fā)展也沒什么意義。建構(gòu)主義教學(xué)的根本信條是：學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者主動建構(gòu)知識而不是接受知識的過程，教學(xué)是支持學(xué)習(xí)者建構(gòu)知識而不是灌輸知識的過程［4］。本文主要分析了離子反應(yīng)概念的認(rèn)知實質(zhì)和離子反應(yīng)及離子方程式概念的學(xué)習(xí)原理，以幫助學(xué)生意義建構(gòu)的教學(xué)思想為指導(dǎo)，設(shè)計幫助學(xué)生自主認(rèn)識離子反應(yīng)的實質(zhì)，構(gòu)建離子反應(yīng)和離子方程式概念、自主掌握離子反應(yīng)方程式寫法的教學(xué)設(shè)計。實踐表明這種教學(xué)設(shè)計能有效幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，教學(xué)過程簡約，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性高，有極高的教學(xué)效率。

一、離子反應(yīng)意義建構(gòu)學(xué)習(xí)分析

化學(xué)學(xué)科是從分子、原子層面認(rèn)識物質(zhì)組成及變化規(guī)律的自然科學(xué)，多角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)從而形成了化學(xué)科學(xué)的概念體系和理論體系?；瘜W(xué)概念眾多是因為對化學(xué)反應(yīng)用不同的認(rèn)識方法去認(rèn)識而形成的，因此化學(xué)概念的形成過程包含認(rèn)識方法和科學(xué)方法的學(xué)習(xí)，這是促進學(xué)生思維發(fā)展的源泉和動力。很多化學(xué)反應(yīng)是在溶液中進行的， 離子反應(yīng)正是從參加反應(yīng)的微粒形式來認(rèn)識溶液中的化學(xué)反應(yīng)， 這是離子反應(yīng)認(rèn)識方法；從概念的學(xué)習(xí)屬性分析，離子反應(yīng)是指溶液反應(yīng)中的一類反應(yīng)，是一類化學(xué)反應(yīng)所具有的共同特征，因此離子反應(yīng)屬于抽象概念。從教學(xué)層面分析，學(xué)習(xí)離子反應(yīng)首先應(yīng)讓學(xué)生了解物質(zhì)在溶液中存在的狀態(tài)（這是上課時“電解質(zhì)在溶液中的電離”必須掌握的內(nèi)容），繼而讓學(xué)生掌握認(rèn)知的方法——分析電解質(zhì)在溶液中反應(yīng)的實質(zhì)， 在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生自主認(rèn)識多個電解質(zhì)在溶液的反應(yīng)實質(zhì)，從而找到這些反應(yīng)的共同特征，抽象出離子反應(yīng)的概念是離子反應(yīng)認(rèn)識的基本過程。

離子反應(yīng)是對溶液中化學(xué)反應(yīng)認(rèn)識方法創(chuàng)新而產(chǎn)生的概念，因此教學(xué)過程中教會學(xué)生電解質(zhì)在溶液中反應(yīng)實質(zhì)的認(rèn)識方法是學(xué)習(xí)離子反應(yīng)、認(rèn)識離子反應(yīng)概念教學(xué)的科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)。教學(xué)過程中先觀察一系列的化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)電解質(zhì)在溶液中實際存在的狀態(tài)，進行反應(yīng)過程和反應(yīng)結(jié)果的理論分析，是構(gòu)建離子反應(yīng)的概念和離子方程式概念的基本過程。原型定向階段——由教師對兩個離子反應(yīng)實質(zhì)進行分析，提供給學(xué)生分析方法的模型；原型操作階段——其余離子反應(yīng)實質(zhì)的分析應(yīng)該交給學(xué)生模仿，要讓學(xué)生掌握其分析的方法和過程， 并完成對這些反應(yīng)的分析，從而讓學(xué)生自主構(gòu)建起離子反應(yīng)的概念；原型內(nèi)化階段——完成對多個離子反應(yīng)實質(zhì)的分析后，此時學(xué)生們已對反應(yīng)過程的共同特點都了解清楚了，此時學(xué)生頭腦中實際上已形成了離子反應(yīng)的概念，因此剩下的就是對離子反應(yīng)下定義和給概念名稱了。離子反應(yīng)方程式也不是刻意去學(xué)習(xí)的知識， 是對離子反應(yīng)原理進行分析的過程中自然形成的一種對化學(xué)反應(yīng)實質(zhì)表達的方式。在對多個離子反應(yīng)實質(zhì)的認(rèn)識過程中自然可以形成離子方程式的概念， 離子方程式的書寫過程和寫法規(guī)則，也可以從認(rèn)識離子反應(yīng)的過程中歸納出來。

引導(dǎo)學(xué)生歸納離子方程式寫法，可使學(xué)生清晰其寫法過程和規(guī)則。在離子方程的書寫中最關(guān)鍵的一步就是“拆”，即哪些物質(zhì)寫成化學(xué)式，哪些物質(zhì)寫成離子式。如果讓學(xué)生真正理解了電解質(zhì)電離理論，清楚知道化合物在溶液中存在的狀態(tài)，那么如何“拆”也不是難點了。其規(guī)則就是在溶液中全部以離子狀態(tài)存在的物質(zhì)寫成離子式，而分子和離子共存或以分子狀態(tài)存在的都寫化學(xué)式。由于必修1 沒有給出強弱電解質(zhì)的概念，所以這個時候需要對“拆”（離子狀態(tài)）與“不拆”（分子＋離子，分子）的物質(zhì)進行歸類。引導(dǎo)學(xué)生從電解質(zhì)在溶液中存在狀態(tài)認(rèn)識“拆”，不僅可加深學(xué)生對溶液的進一步理解，而且可引導(dǎo)學(xué)生對溶液的正確認(rèn)識方法以及深化對化學(xué)反應(yīng)實質(zhì)的理解。

綜上所述，離子反應(yīng)及其發(fā)生的條件學(xué)習(xí)的基本過程有：認(rèn)識離子反應(yīng)；區(qū)分離子反應(yīng)和非離子反應(yīng)；理解離子方程式的意義；學(xué)會書寫離子方程式；總結(jié)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件。

二、教學(xué)過程設(shè)計及其特點

1．教學(xué)過程設(shè)計

教學(xué)項目一：電解質(zhì)在溶液中電離知識復(fù)習(xí)

請將下列物質(zhì)歸類，并寫出電解質(zhì)的電離方程式。

①Na2SO4②HCl ③NaOH ④NaCl ⑤BaCl2⑥Na2CO3⑦C2H5OH ⑧Fe ⑨SO2⑩KCl

（1）屬于電解質(zhì)的是____，屬于非電解質(zhì)的是____。

（2）寫出電解質(zhì)在水溶液中的電離方程式。

（3）說明電解質(zhì)在水溶液中存在狀態(tài)如何。

（教學(xué)意圖：復(fù)習(xí)電解質(zhì)電離及電離方程式。認(rèn)識本課時中所涉及到的電解質(zhì)在溶液中的存在狀態(tài)，為分析離子反應(yīng)提供知識支持。）

教學(xué)項目二：離子反應(yīng)意義建構(gòu)

教學(xué)活動1：進行實驗，并觀察現(xiàn)象。

①向盛有2mL Na2SO4溶液的試管中加入2mL KCl 溶液；

②向盛有2mL Na2SO4溶液的試管中加入2mL BaCl2溶液；

③向加有酚酞的試管中加入NaOH 溶液，然后逐滴加入稀硫酸至紅色消失；

④向Na2CO3溶液中加入稀鹽酸，至無氣體冒出；

⑤將鐵釘加入稀硫酸中。

教學(xué)活動2：觀察實驗現(xiàn)象，寫出化學(xué)方程式。

教學(xué)活動3：根據(jù)電解質(zhì)在溶液中的電離理論，探討反應(yīng)的實際過程，寫出各個物質(zhì)反應(yīng)前后在溶液中存在的狀態(tài)。

原型定向階段：

反應(yīng)①：

（教學(xué)意圖：此反應(yīng)不能進行，只是向?qū)W生展示認(rèn)識方法。附帶讓學(xué)生頓悟有些復(fù)分解反應(yīng)不能進行的原理。）

反應(yīng)②：

（教學(xué)意圖： 原型定向演示兩個離子反應(yīng)的認(rèn)識實例，運用“出聲思維”將內(nèi)隱在頭腦中的思維講解出來，為學(xué)生下一步的原型操作做示范。）

原型操作階段：

學(xué)生活動1：學(xué)生模仿老師示范的原型，進行自主分析③、④、⑤反應(yīng)。

（教學(xué)意圖：（1） 學(xué)生模仿教師的分析， 完成③、④、⑤反應(yīng)分析后，掌握認(rèn)識方法。（2）為構(gòu)建離子反應(yīng)概念提供材料。）

學(xué)生活動2：（1）教師引導(dǎo)學(xué)生對5 個反應(yīng)進行歸納，認(rèn)識5 個反應(yīng)中參加反應(yīng)的微粒的共同特點構(gòu)建離子反應(yīng)的意義，形成離子反應(yīng)概念。（2）學(xué)生討論認(rèn)識離子反應(yīng)，寫出離子反應(yīng)定義，討論離子反應(yīng)概念的內(nèi)涵，就離子反應(yīng)和非離子反應(yīng)各舉一例。（3）學(xué)生認(rèn)識離子方程式，寫出離子方程式的定義，歸納出離子方程式書寫過程。將學(xué)生各自所列舉的離子反應(yīng)寫出離子方程式。

（教學(xué)意圖：教師引導(dǎo)學(xué)生進行歸納，逐項完成各概念的構(gòu)建并完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)。）

原型內(nèi)化階段：

教學(xué)活動4：總結(jié)歸納，講清難點，并整理板書。

離子反應(yīng)：有離子參加的反應(yīng)（或以離子的形式參加的反應(yīng)）。

離子反應(yīng)特點：

（1）反應(yīng)是在溶液中進行的。

（2）反應(yīng)物是以離子形式存在并參加反應(yīng)。

（3）有沉淀、氣體、水等新物質(zhì)生成。

離子方程式：

（1）定義：用實際參加反應(yīng)的離子表達化學(xué)反應(yīng)的方程式。

（2）特點：表示了反應(yīng)的實質(zhì)，更簡明。

（3）離子方程式的書寫步驟：（略）。

學(xué)生活動3： 教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出書寫離子方程式過程中拆與不拆的物質(zhì)。

（教學(xué)意圖： 熟悉離子方程式寫法， 解決難點“拆”。）

教學(xué)活動5：（1）認(rèn)識離子方程式的意義：代表一類反應(yīng)。（2）由多個化學(xué)反應(yīng)方程式寫出同一離子方程式，由一個離子方程式寫出多個化學(xué)方程式。

（教學(xué)意圖：化學(xué)方程式與離子方程式互變，深入認(rèn)識離子方程式的意義。）

教學(xué)活動6：課堂教學(xué)小結(jié)，作業(yè)布置。

2．教學(xué)設(shè)計特點

此教學(xué)設(shè)計符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。離子反應(yīng)屬于抽象概念。所謂抽象概念是指事物共同的本質(zhì)屬性。離子反應(yīng)是將化學(xué)反應(yīng)中有離子參加反應(yīng)的共性體現(xiàn)出來了。這個教學(xué)設(shè)計采用歸納法，歸納法是首先展示給學(xué)生一系列的事實材料，然后對這些事實材料進行分析研究，找到其共同的、本質(zhì)的屬性，然后根據(jù)事物的本質(zhì)屬性下定義，并給出概念的名稱。在離子反應(yīng)概念教學(xué)中，選定的形成離子反應(yīng)概念的教學(xué)材料只能是很明確地只有離子參加的反應(yīng)，而不能有其它反應(yīng)原理在其中，能夠準(zhǔn)確而清晰地體現(xiàn)出事物的本質(zhì)屬性。其次，所列舉的事實材料要到達一定的數(shù)量，才能引導(dǎo)學(xué)生完整的形成概念。材料太少，學(xué)生不能觀察概念的全貌，形成的概念就有缺陷；材料太多，在形成概念的過程中所花時間太長。在離子反應(yīng)教學(xué)中，本文設(shè)計了5 個離子反應(yīng)，分別是：不反應(yīng)，生成沉淀，生成水，生成氣體，氧化還原反應(yīng)等，各反映了一個離子反應(yīng)發(fā)生條件，這些反應(yīng)都很清晰地體現(xiàn)了離子反應(yīng)的實質(zhì)，無其它雜念。另外，通過教師對其中2 個反應(yīng)進行示范分析，給學(xué)生提供思維的模型，后面3 個反應(yīng)的分析讓學(xué)生模仿教師的思維進行分析，使學(xué)生基本形成了認(rèn)識方法，清楚地了解了反應(yīng)的實質(zhì)，構(gòu)建這些反應(yīng)中“參加反應(yīng)的微粒是離子”的概念，自主歸納出離子方程式的書寫步驟和方法。有關(guān)離子反應(yīng)概念建構(gòu)的部分是本節(jié)課的重點。在實際教學(xué)中，給學(xué)生充足的時間進行化學(xué)方程式到離子反應(yīng)方程式轉(zhuǎn)化的分析過程，不同的每一類物質(zhì)的化學(xué)式都給學(xué)生多個物質(zhì)進行建構(gòu)練習(xí)。離子反應(yīng)意義建構(gòu)建立起來后，有關(guān)離子方程式的書寫、意義、復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件都可以從離子反應(yīng)建構(gòu)過程中推導(dǎo)出來，這種有實例，再通過實例認(rèn)識形成概念的過程，是化學(xué)教學(xué)的基本策略。因此，這部分內(nèi)容在教師的引導(dǎo)下，由學(xué)生一項項推導(dǎo)得出，由于認(rèn)識方法清楚，學(xué)習(xí)材料難度不大，學(xué)生可以自主學(xué)習(xí)，且能順利完成學(xué)習(xí)過程， 因而調(diào)動了學(xué)生思維積極性，自主地構(gòu)建起離子反應(yīng)及其相關(guān)的概念。

三、教學(xué)結(jié)果及分析

此教學(xué)設(shè)計在長沙市長郡中學(xué)和廣州市廣州鐵路局第一中學(xué)進行教學(xué)實踐，其中長沙市長郡中學(xué)已進行了2年的教學(xué)實踐。教學(xué)結(jié)果表明，這種離子反應(yīng)抽象概念意義建構(gòu)教學(xué)， 能讓學(xué)生清晰地構(gòu)建起離子反應(yīng)意義， 能正確書寫離子方程式， 教學(xué)效率高，學(xué)生能輕松達成教學(xué)目標(biāo)。其階段測試成績比其他班級成績要高得多。對于概念的意義建構(gòu)教學(xué)設(shè)計并不是空談，不是外表華麗，內(nèi)里空虛的理論，而是具有實際教學(xué)意義的， 對其它內(nèi)容的學(xué)習(xí)也有很好的促進作用［5］。

［1］倪娟．論基于學(xué)科觀念的化學(xué)概念教學(xué)——以離子反應(yīng)教學(xué)設(shè)計為案例［J］．化學(xué)教育，2014，（1）：1－3

［2］保志明．運用實驗體現(xiàn)概念的建構(gòu)過程——“離子反應(yīng)”的教學(xué)與思考［J］．中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2012，（3）：16－17

［3］經(jīng)志俊， 李明星．凸顯化學(xué)思維特征 順勢建構(gòu)化學(xué)觀念——基于觀念建構(gòu)的“離子反應(yīng)及其發(fā)生的條件”課堂教學(xué)設(shè)計［J］．化學(xué)教與學(xué)，2014，（1）：11－14

［4］王希華．現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論評析［M］北京：開明出版社，2003：196－199

［5］彭程．中學(xué)化學(xué)基本概念分類及意義建構(gòu)教學(xué)設(shè)計實踐［D］．長沙：湖南師范大學(xué)碩士論文，2014