王芳
摘 要: 高中化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)內(nèi)容在必修和選修中所占比重均較大,基于化學(xué)反應(yīng)原理的理論概念比較抽象,研究化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)在必修和選修之間的銜接非常必要。本文以pH計(jì)運(yùn)用于電離理論教學(xué)的幾則案例闡述高中化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)中關(guān)于必修與選修實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的銜接教學(xué)。
關(guān)鍵詞: 化學(xué)實(shí)驗(yàn) pH計(jì) 電離理論教學(xué)
一
研究宏觀與微觀的聯(lián)系是化學(xué)不同于其他科學(xué)最特征的思維方式。物質(zhì)微粒觀作為化學(xué)的一個(gè)基本觀念,要求學(xué)生從微觀角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成,理解化學(xué)變化。微粒觀的建立對(duì)于深刻理解微粒理論與化學(xué)宏觀變化的相互關(guān)系相當(dāng)重要。電離理論的教學(xué),能比較全面地體現(xiàn)微粒觀思維的特點(diǎn),而在教學(xué)中恰當(dāng)運(yùn)用pH計(jì)可以幫助學(xué)生有效建立微粒觀。以下是筆者在教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)的關(guān)于pH計(jì)運(yùn)用于電離理論教學(xué)的幾則案例。
應(yīng)用一:反應(yīng)微觀本質(zhì)
案例1:強(qiáng)弱電解質(zhì)概念教學(xué)
在高中化學(xué)必修1《強(qiáng)弱電解質(zhì)》教學(xué)中,筆者的設(shè)計(jì)思路是:以實(shí)驗(yàn)情境不斷激發(fā)學(xué)生探究欲望,從定性實(shí)驗(yàn)到定量實(shí)驗(yàn),逐步幫助學(xué)生建構(gòu)弱電解質(zhì)不能完全電離的觀念。
實(shí)驗(yàn)1:相同條件下1mol/L 的食鹽溶液、蔗糖溶液 、鹽酸 醋酸溶液的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)各種溶液導(dǎo)電能力不同,引發(fā)學(xué)生思考物質(zhì)在水中是否電離,同時(shí)復(fù)習(xí)電解質(zhì)和非電解質(zhì)概念。在醋酸溶液導(dǎo)電性弱的事實(shí)面前,學(xué)生的原有認(rèn)知在面對(duì)分類問(wèn)題時(shí)出現(xiàn)認(rèn)知沖突,從而產(chǎn)生繼續(xù)學(xué)習(xí)、探究的欲望。
實(shí)驗(yàn)2:相同條件下1 mol/L鹽酸和醋酸溶液分別與相同大小的鎂條反應(yīng)。
設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生從微觀的角度猜想:相同條件下、相同濃度的鹽酸和醋酸導(dǎo)電性不同的原因,并自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),尋找實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持或否定你的猜想。由實(shí)驗(yàn)結(jié)論引導(dǎo)學(xué)生思考,鹽酸和醋酸電離程度不同,因此氫離子濃度不同。此時(shí)學(xué)生急切想知道氫離子濃度究竟如何,第三個(gè)定量實(shí)驗(yàn)就呼之欲出了。
實(shí)驗(yàn)3:使用pH 計(jì),測(cè)定相同條件下0.1mol/L鹽酸和醋酸溶液的pH值。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)實(shí)驗(yàn)1導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)達(dá)到兩個(gè)目的,一是進(jìn)一步鞏固電解質(zhì)和非電解質(zhì)的概念,二是從定性角度初步認(rèn)識(shí)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力有所不同,引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考。通過(guò)實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3,從定性和定量角度,將學(xué)生對(duì)電解質(zhì)分類的關(guān)注聚焦到微粒種類和數(shù)量的角度,初步形成強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的概念,這為選修化學(xué)《溶液中的離子反應(yīng)》要求分析溶液中微粒,進(jìn)而分析平衡打下了基礎(chǔ)。同時(shí)為《化學(xué)反應(yīng)速率》中濃度對(duì)速率的影響提供最直接的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。
應(yīng)用二:跟蹤反應(yīng)過(guò)程
案例2:離子反應(yīng)教學(xué)
在高中化學(xué)必修1《離子反應(yīng)》一課的教學(xué)中,這一教學(xué)內(nèi)容的難點(diǎn)在于要讓學(xué)生感受到溶液中看不見(jiàn)的離子發(fā)生了反應(yīng),微粒的存在狀態(tài)發(fā)生了變化。這個(gè)過(guò)程單憑老師講解是不能讓人信服的。這時(shí)如果借助探究實(shí)驗(yàn)將其中本質(zhì)揭示出來(lái),有助于學(xué)生深刻理解這些概念。怎樣讓學(xué)生自己通過(guò)對(duì)具體事實(shí)的體會(huì)并加以邏輯思考建構(gòu)出來(lái)的,教師必須從認(rèn)識(shí)概念的過(guò)程這一角度設(shè)計(jì)教學(xué),即從表象入手,與思維聯(lián)系。在這一過(guò)程中,化學(xué)實(shí)驗(yàn)通常是很好的載體,但如何用好實(shí)驗(yàn)是需要精心策劃的。筆者設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。
應(yīng)用三:顯現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡
案例3:弱電解質(zhì)的電離平衡
在高中化學(xué)選修《化學(xué)反應(yīng)原理》中《弱電解質(zhì)的電離平衡》一節(jié)教學(xué)內(nèi)容與必修2《強(qiáng)弱電解質(zhì)》教學(xué)內(nèi)容是一脈相承的。在必修2《強(qiáng)弱電解質(zhì)》教學(xué)中學(xué)生已經(jīng)知道弱電解質(zhì)的電離是不完全的,溶液中分子、離子共存。在選修《弱電解質(zhì)的電離平衡》教學(xué)中主要為學(xué)生解決溶液中分子、離子共存的原因是由于弱電解質(zhì)溶液中存在電離平衡這一難題。筆者根據(jù)這一教學(xué)要求,設(shè)計(jì)以下教學(xué)環(huán)節(jié)。
實(shí)驗(yàn)1: 0.1mol/L醋酸 溶液中加入少量醋酸銨晶體,分別測(cè)醋酸溶液和混合液pH。
設(shè)計(jì)意圖:學(xué)生從上述實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)前后兩次溶液的pH變小,結(jié)合化學(xué)平衡的觀點(diǎn),理解弱電解質(zhì)的電離平衡。
二
高中化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)內(nèi)容在必修和選修中所占比重均較大,基于化學(xué)反應(yīng)原理的理論概念比較抽象,研究化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)在必修和選修之間的銜接非常必要。從以上對(duì)pH計(jì)在電離理論教學(xué)的銜接作用,筆者認(rèn)為開(kāi)展化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)在必修和選修之間的銜接教學(xué)主要注意以下方面。
(一)把握概念之間的銜接關(guān)系
從以上電離理論在必修和選修的教學(xué)內(nèi)容可以看出,關(guān)于弱電解質(zhì)的概念學(xué)習(xí)呈現(xiàn)了層層遞進(jìn)的過(guò)程,首先掌握弱電解質(zhì)的電離是不完全的,進(jìn)而理解離子方程式中弱電解質(zhì)要用分子式表示,在選修化學(xué)學(xué)習(xí)了平衡理論以后,對(duì)弱電解質(zhì)的電離為什么不完全有了更深刻認(rèn)識(shí)。
(二)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究問(wèn)題要有層次性
關(guān)于原理方面的實(shí)驗(yàn)探究,主要涉及化學(xué)原理、反應(yīng)條件、反應(yīng)現(xiàn)象的探究。其特點(diǎn)是內(nèi)容較抽象,思維的深度和廣度均較大,因此從策略上要求教師通過(guò)科學(xué)整合教學(xué)設(shè)計(jì),對(duì)學(xué)生不斷給予啟發(fā),設(shè)置階梯形的問(wèn)題,同時(shí)給予必要的知識(shí)和方法層面的幫助。如上述案例1《強(qiáng)弱電解質(zhì)》教學(xué)中筆者通過(guò)一組由淺入深,由定性實(shí)驗(yàn)到定量實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題探究幫助學(xué)生建立弱電解質(zhì)的概念,并把握宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和微觀粒子反應(yīng)之間的關(guān)系?;居^念具有內(nèi)隱性,所以,實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中,要層層遞進(jìn),這樣做有利于幫助學(xué)生建立思考問(wèn)題的方法和程序,增強(qiáng)思維的深刻性與邏輯性。
(三)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要系統(tǒng)直觀
實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)要系統(tǒng)全面。如在《離子反應(yīng)》教學(xué)中探究溶液中究竟有哪些離子參與反應(yīng)?可以有兩種方法。教師要給予學(xué)生思考的空間,讓他們?cè)O(shè)計(jì)各種方法,以此培養(yǎng)學(xué)生全面系統(tǒng)的思維品質(zhì)。另外,運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)行概念、觀念的建構(gòu),注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果所揭示的概念原理,通過(guò)實(shí)驗(yàn)看到的宏觀現(xiàn)象,認(rèn)識(shí)微觀事物的本質(zhì),所以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要直觀化。
化學(xué)知識(shí)、情感體驗(yàn)和化學(xué)基本觀念在促進(jìn)學(xué)生發(fā)展中是互為依托的。依托化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)落實(shí)基本理論和建構(gòu)學(xué)科觀念的教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié),教師都應(yīng)當(dāng)有一個(gè)高端視角,除了對(duì)知識(shí)本身熟練掌握以外,還應(yīng)當(dāng)充分利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)科特點(diǎn),發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的重要作用。
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