基于学生“弱电解质越稀越电离”认识的调查和分析

方 军

(广州大学附属中学，广东 广州 510000)



基于学生“弱电解质越稀越电离”认识的调查和分析

方 军

(广州大学附属中学，广东 广州 510000)

“弱电解质的电离平衡”是“水溶液中的离子平衡”中的核心概念，在“弱电解质的电离”这节课的教学中本人以知识本位的教学为主, 通过多角度详细的理论分析和讲解来突破“越稀越电离”的教学难点，从问卷调查反馈发现教学效果不理想，反思本节课的教学存在重结论轻过程、重理论轻实践的问题，本节课的教学应该渗透化学核心观念：实验观、微粒观和变化观，帮助学生更深层次的理解概念.

弱电解质;越稀越电离;实验观;微粒观;变化观

美国新版K-12科学教育框架认为：“核心概念有利于学生建立新的知识结构，可以发展学生灵活和连贯处理问题的能力，从而进一步增强对科学的理解.”新的化学课程主张实施观念教学，要更加重视学生对核心观念与思想方法的深层理解，而不是孤立地记忆一些具体知识.

一、问题的提出

在选修四第三章第一节《弱电解质的电离》教学完成后，布置的学生作业中，其中一道作业题为：将浓度为0.1mol·L-1HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是？

令笔者意外的是相当一批学生不能正确分析这道题，因为在教学过程中，笔者自认为在教学过程中对于弱电解质越稀释电离程度越大这个重要的结论讲解得非常清楚，但是学生理解依然存在较大困难，不能理解，为什么呢？

二、弱电解质越稀越电离教学方法

1.类比法

2.浓度商Qc与电离平衡常数K比较法

3.计算转化率法

假设醋酸的浓度为c，电离度为α，类似化学反应平衡，则用三段法可以表示如下：

起始浓度(mol/L)c0 0

电离浓度(mol/L)cαcαcα

平衡浓度(mol/L)c-cαcαcα

三、问卷调查和分析

尽管在讲课过程中通过多角度分析和讲解，但是学生似乎对于弱电解质越稀释电离程度越大这个知识点并不是理解的很好，因此，笔者设计一份“弱电解质越稀越电离”知识水平测试卷，内容包括：预测冰醋酸稀释过程中灯泡的亮度怎么变化，观看冰醋酸稀释过程中电导率(导电能力)变化视频并且作出导电能力变化曲线图，作出冰醋酸稀释过程中溶液内微粒的变化图，作出冰醋酸稀释过程中溶液内n(H+)、c(H+)和醋酸的电离程度(α)变化取线图.

调查对象为笔者任教班高二(1)班，共39人，调查时间是自习课的时间30分钟，实发问卷39份，收回问卷39份，调查全程本人在教室操作，信度较高.

1.冰醋酸稀释过程中导电性变化预测调查结果和分析(见表1)

表1 冰醋酸稀释过程中导电性变化预测调查结果

调查结果令人惊讶，25.6%的学生不知道冰醋酸几乎不导电，而是认为开始稀释的时候导电能力是最强的；15.4%的学生掌握了冰醋酸在稀释过程中，加水稀释，平衡向右移动，越稀释电离程度越大，但是却忽略了水的增多对于离子浓度，对于导电能力也是有影响的，从而得出错误的结论.合计有约40%的学生对于冰醋酸稀释过程中导电性变化的宏观现象缺乏正确的认识.

2.观看冰醋酸稀释过程中导电能力变化视频并且作出导电能力变化曲线图调查结果和分析

在学生对冰醋酸稀释过程中导电性变化预测答卷完成后，播放冰醋酸稀释过程中导电能力变化视频，让学生观看并且做出导电能力变化曲线图.

从答卷情况分析，绝大多数学生在观看视频以后，对冰醋酸稀释过程中导电性变化有了感性认识，能正确作出导电能力变化曲线图.

3.作出冰醋酸稀释过程中溶液中微粒的变化图

在学生已经明确冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化后，设计的问题是让他们作图定性的表示出溶液导电能力先增强后减弱过程中溶液中微观粒子的变化.

设计的问题是：如果用“○○”表示CH3COOH，用“○”表示CH3COO—，用“○”表示H+，请用5幅图定性的表示出这三种微粒在冰醋酸稀释过程中导电性的变化规律(提示：以下方框视为溶液的体积相同).

从学生作图反馈可以看出，绝大多数的学生对冰醋酸加水越稀释电离程度越大有较好的认识，有9(23%)个学生作图完全正确，如图1所示.

有6(15.4%)个学生作图时完全没有考虑加水稀释醋酸分子和醋酸根离子的浓度之和应该变小，如图所示2所示.

有20(51.3%)个学生作图时当导电能力减弱也即离子浓度减小时能考虑到水的体积对微粒浓度变化的影响，但是当导电能力增强时，只考虑电离程度增大，而漏考虑水的体积对醋酸分子和醋酸根离子的浓度之和的影响，如图3所示.

从学生对冰醋酸稀释过程中溶液中微粒的变化图的分析来看，尽管学生对于稀释过程中的宏观现象有了感性的认识，但是对稀释过程中的微观粒子的变化并没有很好的认识，没有建立正确的微粒观和变化观，这实际上也正是学生对于这个知识点认知的盲区.而且从问卷结果来看，能够完全分析正确的学生正是班里对弱电解质的电离掌握情况最好，理解最透彻的学生.

4.分别作出冰醋酸稀释过程中溶液中n(H+)、c(H+)、电离程度(α)的变化图

问卷设计是让学生分别作出冰醋酸稀释过程中溶液中n(H+)、c(H+)、电离程度(α)的变化图，从学生作图情况来看，n(H+)、c(H+)的变化曲线，学生基本上能正确的作图.

在电离程度(α)的电离程度的变化曲线作图中，较多学生作图正确，也出现两种错误情况，错误①认为电离度的增大速率越来越快；错误②认为电离度的增大速率先快后慢.

产生错误的原因是学生只关注到电离度越来越大，但是没有意识到电离度实际上只是电离的百分数，它的极限是100%，并不是无限的增大，另外没有认识到随着醋酸的电离平衡不断的向右移动，电离度的增大只能越来越慢，不可能会出现稀释过程中电离度增大的速率加快的可能.

四、反思与总结

1.弱电解质越稀越电离概念教学采用知识本位的教学策略

采用知识本位的教学策略,存在重结论轻过程、重理论轻实践的问题，多数学生不能深层次的理解冰醋酸(弱电解质)越稀越电离的本质，不能正确分析冰醋酸(弱电解质)稀释过程中溶液中微观粒子的变化，甚至不清晰冰醋酸(弱电解质)加水稀释过程中的宏观现象.

2.弱电解质越稀越电离概念的教学应该渗透化学核心观念

(1)实验观.通过实验，学生可以观察到冰醋酸稀释过程的宏观现象，这是学生对越稀释越电离的本质进行学习和理解的知识前提，也是学生对深层次概念理解的最直接最感性的知识支撑.通过实验探究，结合实验现象，可以激发学生的学习的兴趣，引导学生根据实验过程中的现象去进行合理的解释和分析.

(2)微粒观.调查中发现，学生不清楚用冰醋酸做电导性实验不能导电，根本的问题是学生不清楚溶液的导电需要自由移动的离子，而冰醋酸中只有微粒CH3COOH分子，没有CH3COO—和H+.当往冰醋酸中加入水后，溶液中则有CH3COOH的电离平衡和H2O的电离平衡，溶液中则有自由移动的离子CH3COO—、H+和极少量的OH-，也正因为如此溶液开始导电.

(3)变化观.知道冰醋酸的加水稀释的宏观现象，但是学生依然难以分析稀释过程微观粒子的变化，在教学中有必要让学生从宏观与微观相结合的角度来描述和解释(醋酸)弱电解质的电离平衡，引导学生分析溶液的体积变化，各种微粒的物质的量发生的变化，微粒物质的量浓度发生的变化，最终分析出冰醋酸在稀释过程的电离程度的变化.

总之，知识本位教学在强调知识价值的同时，忽视了学生建构知识的过程，忽视了学生兴趣和能力的培养.化学概念的教学要重视运用化学实验提供丰富的感性认识，围绕核心概念的理解和应用设计驱动问题，引导学生经历知识的形成、应用和反思过程，发展学生对化学核心观念的认识，从而帮助学生逐渐对化学核心观念的基本理解.

[1] 王福成．发展水溶液核心概念理解的研究[J]．中学化学教学参考，2016(6)：39-41.

[2] 何彩霞．以化学观念统领具体知识的教学[J] ．中学化学教学参考， 2012(6)：3-5.

[3] 戴光宏．基于化学核心观念教育的教学内容分析和教学目标设计[J]．中学化学教学参考， 2007(10)：11-13.

[4] 毕华林，杜明成．基于化学基本观念构建的教科书设计[J]．化学教育， 2007(10)：11-13.

[责任编辑：季春阳]

2017-05-01

方军(1981.11-)，男，江西崇仁，广州大学附属中学，中学一级教师，大学本科，从事高中化学教学.

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