李發(fā)順

摘 要：弱電解質電離平衡是繼化學平衡學習之后，化學變化從靜態(tài)到動態(tài)的再一次認識，通過“電離平衡建立”“電離平衡表征”“電離平衡特征”等知識原理的構建過程，幫助學習者建立起自然體系中“變化觀念與平衡思想”，并為后續(xù)認識溶解與結晶平衡、水解平衡、酸堿平衡等奠定基礎。學習的背后是引導學習者實踐與客觀世界（文本、實驗）、伙伴世界（師生伙伴）和自我世界對話的過程。

關鍵詞：變化與平衡；弱電解質；模型構建

上好課首先要解決“教什么”而不是“怎么教”的問題，受教育者今天學習這些知識的目的，是為了明天他們能夠創(chuàng)造出更多新鮮美好的東西，所以課堂教學中“教什么”比“怎么教”更重要[1]。教師知道為什么這樣教是教學法的問題，教師知道教學內容中知識的內在邏輯和學習意義則是育人的問題。筆者以“弱電解質電離平衡”這一內容為載體，從“到底需要教什么”談學科素養(yǎng)落地，兼談教師素養(yǎng)的發(fā)展。

一、弱電解質電離平衡建立

酸與堿的初步認識到理論形成，經(jīng)歷了兩個世紀，人們知道酸能使紫羅蘭花顯紅色，并沒有人關注到底是H+使紫羅蘭花變紅色，還是酸分子使紫羅蘭花變紅色。隨著酸堿電離理論的建立與發(fā)展，將酸定義為電離出來的陽離子全部是H+的化合物，既然酸能夠電離出H+，則酸在水溶液中是以離子形式、分子形式，還是離子、分子共同存在呢？

二、弱電解質電離平衡表征

對于電解質的電離過程的變化，用微觀的符號表征，這就是電離方程式，至于電離程度大小又怎樣表示？可以是溶液中電解質相關微粒濃度大小，也可以是一定物質的量濃度電解質電離的分子濃度占原始分子濃度的百分比，還可以是電離出離子濃度與分子濃度的比例關系，甚至是某種微粒產生與消耗速率快慢的相對大小……學生學習了弱電解質電離平衡后，需要知道電解質在溶液中變化和化學平衡一樣，既有電離與結合的快慢，也有電離與結合的多少，怎樣通過一般規(guī)律（化學平衡）來進行表征，更需要了解這種電解質在水溶液體系中各微粒存在的相對多少，延伸到在其他溶劑中存在的相對多少，這才是學習“弱電解質電離平衡”的意義。

教學設計與實踐過程中類比平衡轉化率很容易找到電離度（α）的概念，同時還需要引導學生找c（H+）/c（CH3COO-）、c（CH3COO-）/

c（CH3COOH）比值的意義，甚至可以說c（CH3COO-）/c（CH3COOH）的比值更有意義，因為其均來自于溶質，而c（H+）來自于溶質與溶劑的電離，這是表征平衡的第一種方式——電離度。同樣在引導學生建構電離平衡常數(shù)的過程也一樣有意義，并不僅僅局限在只求算[cCH3COO-·c（H+）c（CH3COOH）]值的規(guī)律，還可以求算c（CH3COO-）·c（H+）值的規(guī)律，然后通過計算發(fā)現(xiàn)某一值才具有特殊的規(guī)律與意義，這才引出表征平衡的第二種方式——電離平衡常數(shù)。既然是平衡常數(shù)，就要關注體系中各微粒的濃度，所以更有助于學生理解CH3COO-、H+、CH3COOH的狀態(tài)都是“aq”。

教與學重在過程，并不是直接告訴學生去求算[cCH3COO-·c（H+）c（CH3COOH）]和[c（已電離醋酸濃度）c（醋酸初始濃度）][×100%]，這兩個表達式分別代表電離平衡常數(shù)和電離度，而最需要的是學生在對各種表達方式進行求算與意義分析過程中，獲得對電離平衡常數(shù)（K）與電離度（α）的認識與建構，這才是學習[3]。

三、弱電解質電離平衡特征

從化學平衡到電離平衡，構建一個系統(tǒng)的認知模型，學生在構建與運用中感悟到勒夏特列原理遷移運用。平衡的特征聽課中經(jīng)常見到老師們用“逆、動、等、定、變”五個字來概括和表示，然后逐字展開分析。這些特征從哪里來？為什么會有這五個特征呢？到底弱電解質電離平衡特征背后是什么呢？這就是“道”的問題。電解質溶于水后，離子化和分子化同時存在，當兩者速率相等了，就達到了電離平衡，若離子化一直進行，而分子化速率為0，則終將完全電離，這就是強電解質的特征。以醋酸為例，我們研究“CH3COOHCH3COO-+H+”，需要討論下述三個問題：（1）電離平衡與溫度有什么關系？電離涉及到鍵的斷裂，加熱提供能量，能加快電離與結合速率，促進反應向需要吸收熱量的方向進行，導致CH3COO-、H+濃度增大，而CH3COOH分子濃度減少，增大電離度和電離平衡常數(shù)，從本質中認識到電離度、電離平衡常數(shù)與溫度的關系。（2）電離平衡與電解質濃度有什么關系？若向原平衡體系加水，單位體積內溶質分子與溶質離子濃度減小，反應將向增加溶質微粒數(shù)量的方向進行，以增加微粒間碰撞概率，但電離與結合速率都減慢了，電離度增大了，由于沒有與外界進行能量交換，平衡常數(shù)并沒有發(fā)生變化。若是增加CH3COOH分子濃度，平衡會怎樣變化？電離與結合速率怎樣變化？上述加水稀釋或增加電解質濃度，與化學平衡中加壓縮小容器體積（減小擴大體積）的氣體反應體系有什么相似？例如，增加電解質濃度，相當于加壓平衡向縮體方向移動；加水稀釋，相當于減壓平衡向擴體方向移動等。（3）加入電解質對原電離平衡有怎樣的影響？若向原平衡體系中加入結合H+或CH3COO-的微粒，則原平衡體系怎樣變化？如是增加H+或CH3COO-濃度呢，平衡體系又怎樣變化？如果是加入NaCl固體（不考慮溶液體積變化），電離平衡怎樣變化？構建起一個電離平衡移動判斷模型[定的量變化（濃度、溫度）→動的量變化（速率）→平衡移動（減弱這種改變）→建立新的定量（濃度、溫度）]，即當體系受外界改變，引起微粒濃度變化，平衡向減弱這種改變的方向移動。

四、弱電解質電離平衡在問題解決中的運用

學習弱電解質電離平衡，有什么意義？下面不妨來反芻幾個典型的運用。

（1）以前我們通常說鹽酸、硫酸、硝酸是強酸（酸類物質中的強電解質），而醋酸、碳酸是弱酸（酸類物質中的弱電解質）。首先我們來看上述幾種酸在水中的電離平衡常數(shù)（25℃）。Ka1（H2CO3）=4.3×10-7，Ka2（H2CO3）=Ka（HCO3-）=5.6×10-11，Ka（CH3COOH）=1.8×10-5，因為K越大，酸性越強，強酸的K趨向無窮大，所以上述幾種酸性強弱為：CH3COOH>H2CO3>HCO3-，而HCl、H2SO4、HNO3則全部電離，事實如此嗎？老師們都很清楚，上述三種酸在水溶液體系中被拉平了都是強酸，如果將上述三種酸溶解在CH3COOH體系，就會出現(xiàn)電離程度的差異，而且都不會完全電離，這里不表述。雖然中學教學中沒有這種層次的要求，但至少要給學習者這樣的想法：強酸一定是完全電離的嗎？弱酸也有相對強弱之分，強酸相比也有相對強弱之分嗎？

五、教學啟示

（一）教師對文本的理解有多深，學生的思考就有多遠

教師的作用不只是把文本內容告訴學生，把知識嚼碎后傳遞給學生，重要的是看到文本背后的東西，有什么蘊義，有什么邏輯，有什么外延，更重要是將自己的理解、科學家的研究方式、思考的角度都融合到教學設計之中。這里首先要提教師對文本的理解，人教版小學語文四年級下冊有一篇“自然之道”的文章，描述了人、食肉鳥與小海龜故事，蘊育了“人法地、地法天、天法道，道法自然”的自然之道[4]。畢華林教授對化學觀有詳細的分類與闡述，何彩霞教授關于“弱電解質電離平衡”教學設計，重視學生“化學平衡觀”和“微粒觀”的建立為目標[5]。筆者對化學教學也曾提出自己的四個觀點：“結構觀、轉化觀、平衡觀、守恒觀。”“弱電解質電離平衡”的教學，如果教師的理解僅在認識弱電解質電離是可逆的，存在電離平衡，用“”表示電離過程，用K和α進行平衡表征，然后分析加水、加溶質、加熱等對電離平衡移動的學習，這僅是知識的傳遞、結果的呈現(xiàn)罷了。教師的作用是引導學生怎樣去研究其存在平衡，為什么這樣表示？外界條件改變后，電離與結合速率變化導致電離平衡怎樣減弱影響，將其與化學平衡融通，描述溶液中電解質的平衡狀態(tài)，看似一個新的獨立體系，實則都是用“減弱這種改變”進行思考，打開平衡體系的表征與探討思維，并為后續(xù)其他平衡學習作好方法的積累、思維邏輯構建。

（二）學習是學習者與客觀世界、伙伴世界和自我世界的對話過程

對于傳授者而言，更多的是為學習者提供資源、提供機會、提供時空，引導學習者去發(fā)現(xiàn)情境中顯性和隱性的知識，建構自己的知識體系，形成研究問題的方法程序。對于學習者來說，客觀世界是研究的對象，包括文本、實驗、視頻、習題、別人的解讀，學習者要通過自己閱讀、觀察、想象和理解，獲得對客觀世界的認識，這里關于CH3COOH和HCl相關實驗、教材文本和課堂資源都是幫助學習者認識“弱電解質電離平衡”的客觀世界。傳授者和共同學習者是同伴世界，學習者要借助他們之間的交流、辯解、探討，通過合作與支持求解問題，獲得同伴世界的支撐與幫助。在上述過程中，學習者對弱電解質電離過程的認識、弱電解質電離平衡的表征、弱電解質電離平衡移動及“變化觀念與平衡思想”的形成與認同，科學研究方式思維邏輯的形成。這就是學習者與客觀世界、伙伴世界和自我世界對話的過程[6]。

參考文獻：

[1]保志明.教什么比怎么教重要[J].江蘇教育·中學教學，2015（10）：72-73.

[2][日]佐藤學著.鐘啟泉審校.教師花傳書：專家型教師成長[M]. 陳靜靜，譯.上海：華東師范大學出版社，2016：127.

[3]魏銳，黃燕寧，王磊，等.例談體現(xiàn)科學概念本質的教學設計[J].化學教育，2012（9）：64-68.

[4]干國祥.理想課堂三重境界[M].北京：文化藝術出版社，2011：11-17.

[5]何彩霞.以化學觀念統(tǒng)領具體知識的教學——以“弱電解質的電離”為例[J].中學化學教學參考，2012（6）：3-5.

[6]王云生.課堂轉型與學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)——中學化學課堂教學改革探索[M].上海：上海教育出版社，2016：42-43.