整合教材内容探究化学实验教学改进方法

向美蓉

摘 要：“离子反应”在中学阶段的基本概念理论知识中占有極其重要的地位，贯穿整个高中化学教学。在“离子反应”教学设计中，教师应依据离子反应的相关概念，让学生从微观角度认识物质在水溶液中存在的形式及其所发生的反应，并整合教材内容，探究实验方法改进，培养学生建立微观分析化学的思路和方法。

关键词：化学教学;离子反应;教学设计;探究实验;改进方法

中图分类号：G633.8 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2019）18-0056-02

《普通高中化学课程标准（2017年版）》的基本理念要求重视开展“素养为本”的教学，倡导开展以实验为主的多种探究活动，重视教材内容的结构化设计，促进学生学习方式的转变。而“离子反应”第二课时是由离子反应的概念、书写离子反应方程式及离子反应（复分解型）发生的条件三部分内容构成的。本节课旨在达成帮助学生认识离子反应的本质、初步学会从微观的角度认识物质在水溶液中存在的形式及其所发生的反应的教学目的。在实际教学中，教师通常以离子反应的概念及书写来落实教学目标。课时为40分钟，如果将三部分都作为授课内容，面面俱到，必然不能突出重点。针对学生缺乏从微观角度认识物质在水溶液中反应实质的认识这一问题，笔者将教材内容进行重新整合，把离子反应（复分解型）发生的条件提前讲。本节课的实验无危险，且操作比较简单，学生可以分组探究。

一、情境导入

通过“清水”变“牛奶”的魔术表演引入新课，吸引学生的眼球，让学生感受到化学的奇妙。

二、实验探究过程设计

教师可首先请两位学生上台书写Ba（OH）2和H2SO4的电离方程式。一方面复习旧知识，另一方面为“魔术”揭秘做铺垫。

实验探究一选取的试剂是BaCl2与CuSO4溶液，让学生通过实验现象推测生成的物质是BaSO4，引导学生从微观视角认识水溶液中物质行为及反应的思维方式和方法，从而引出离子反应的概念。之所以选择试剂BaCl2与CuSO4溶液，是为了给后续实验中的离子验证做铺垫，选择有颜色的Cu2+，是为了吸引学生的注意力。但如果把BaCl2溶液滴加到CuSO4溶液中，反应刚开始时产生的白色沉淀较为明显，当滴加到一定量时，Cu2+颜色干扰了白色沉淀的观察。对于操作实验来说，学生很难做到从头到尾细致地观察一个实验，容易错过开始的最佳观察时机。为此，笔者设计了将CuSO4溶液滴加到BaCl2溶液中，这样更便于学生观察实验现象，并且回答问题时也不会因离子的干扰出现差错。教师通过对比反应前后离子的数目，让学生认识离子反应的实质。通过对实验现象的观察，学生可以知道实际参加反应的离子是Ba2+和SO42-，生成的物质是BaSO4。教师再引导学生用离子符号写出表达式，从而引出离子方程式的概念。

实验探究二是设计实验方案，让学生用现有的试剂及根据已学的知识，验证反应后的溶液中Cu2+、Cl-是否存在（如果选用试剂是Na2SO4溶液，则需要验证的阳离子是Na+，而高一学生根据已有的知识无法检验）。这样，既能帮助学生从微观的角度认识离子反应，又能培养学生实验探究能力和严谨的科学态度。在探究Cl-环节，沉淀溶解平衡会导致溶液中除了Cl-外还存在SO42-，因此需要排除SO42-的干扰，那么，如何除去Cl-中的SO42-呢？学生刚开始考虑到用硝酸钡，转念一想，又觉得不妥。若有SO42-存在，则需要静置后再取上层清液进行试验，静置是需要一定时间的，会导致本节课无法得到实验结果。最后学生决定用HNO3酸化的AgNO3来检验待测液中的Cl-，并通过实验验证Ag2SO4是溶于HNO3的白色沉淀。

在探究复分解型离子反应发生条件时，教师安排了两个探究实验。学生在前两个实验后，可以直接得出离子反应发生条件之一为产生沉淀，而通过观察后面两个探究实验的现象，可知离子反应发生条件之二是放出气体，条件之三是生成水。

三、探究过程问题设计

教师应通过实验探究的方法帮助学生深入理解反应的内涵，培养学生解决化学问题的思维能力，让学生经历“提出猜想→设计方案→实验验证”的过程，并得出结论，从而构建科学探究思维模型。在“离子反应”的实验教学中，除教师演示外，可让学生从以下问题入手开展探究实验，见表1。

例如，在探究实验一中，提出猜想：等体积等物质的量浓度的BaCl2与CuSO4溶液混合，是否能发生化学反应？设计方案：向盛有0.1mol/L BaCl2 溶液2mL的玻璃瓶中滴加0.1mol/L CuSO4 溶液2mL。得出结论：产生白色沉淀，证明有新物质生成。这样就能从宏观上引导学生分析并归纳出验证物质反应的一般方案：验证新物质的生成，如产生沉淀或反应物的消失（如含酚酞的氢氧化钠溶液加入盐酸红色褪去），这一过程是为了培养学生宏观辨识能力。又如，在探究实验一中，提出猜想：BaCl2与CuSO4溶液混合前后离子浓度有何变化？是不是混合后溶液中所有离子都发生了反应？设计方案：取实验一反应后的上层清液于两只试管中，向其中一只滴加Cu（OH）2溶液，另一只试管中滴加HNO3酸化的AgNO3溶液。得出结论：滴加Cu（OH）2溶液的试管中产生了蓝色絮状沉淀，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液试管中产生了白色沉淀，证明实验一中Cu2+、Cl-的确没有结合。通过产生白色沉淀这一现象，推测Ba2+、SO42-参与了反应，而Cu2+、Cl-并没有结合。

上述过程中，教师从微观上引导学生探究溶液中微粒的变化，关注溶液中微粒间的相互作用。基于微粒作用观的教学方法，可以促进学生的认知从宏观向微观转变。教师还要引导学生将实际参与或者生成的物质用符号写出来，也就是用离子方程式表示。

四、教学效果

通过本节课的学习，学生掌握了探究实验的步骤，提高了实验设计能力、操作能力、思考能力、观察能力和实验探究能力。同时通过整合教材内容，深层次挖掘探究实验，学生从“电离”的视角认识“离子反应”的实质，构建“离子反应”的概念。学生从微观角度“再认识复分解反应”，从“离子”的视角判断是否有新的微粒生成，体会到从微观粒子的角度认识水溶液间离子的反应更能反映其实质性，从而发现原有的认识方式具有一定的局限性，促进了从微观向宏观认知的转变。教师依托于实验，并通过任务驱动，培养了学生“宏观辨识与微观探析”的能力。

总之，教师通过对教材的优化处理，层层深入，构建出完整的框架，在课堂教学中培养了学生的化学素养，提高了学生的化学水平。但教师还应不断探索并尝试行之有效的教学策略，以实现化学教学质量的提高。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[2]邹国华，童文昭.“离子反应”学习进阶及其教学分析[J].化学教育，2018（17）.

[3]丁河玉.“离子反应”教学中怎么落实化学核心素养[J].化学教育，2018（01）.

[4]徐文丽.离子反应学习难点成因分析及教学策略研究[D].江苏师范大学，2017.