四重表征突出本质

摘 要：核心素养下的教学实践与思考需要教师在对课程进行全面、深入解析之后，根据自己对知识、教学等的理解，立足学生特点，综合应用现代化教学方式从诸多维度展开教学。本文以苏教版化学中的“离子反应”为例，通过“强弱电解质的判断”、“离子反应”、“离子方程式”三个教学环节帮助学生构建“宏观-微观-符号-曲线”思维模式，展开对核心素养背景下教学实施的策略研究。

关键词：四重表征;核心素养;离子反应;问题本质

引言：苏格兰约翰斯顿是“宏观-微观-符号”三重表征模式提出者，在三重表征基础上，2009年钱扬义提出了四重表征模式，他在原有三重表征基础上，又增加了“曲线”这一表征，属于定量分析法。笔者立足“离子及其浓度”，紧紧围绕“四重表征”[1]的建构，引导学生逐层学习离子反应，着重突出化学问题本质。该教学策略的实施有助于学生全面认识化学反应，提升化学素养。

一、设计思路

在学生掌握已有知识的基础上，学习离子反应的核心知识，建构“宏观-微观-符号-曲线”思维模式，发展从定性到定量的进阶思维，渗透学科核心素养。

1. 已知到未知——拓展知识脉络

中学阶段化学教学过程中对酸碱盐、复分解反应等知识有所渗透，学生已经对电解质、电离、一些离子检验以及一些离子浓度相关知识也有所认知，学生已有初步的微粒观[2]。本教学内容主要是带领学生深入学习强弱电解质、离子反应等内容，探究微粒行为。学生对离子反应本质、离子浓度变化以及难溶性电解质属于强电解质的理解存在一定的困惑，应重点探究。

2. 方法到建构——形成思维模式

在充分研究教学内容与学情的基础上，从定性、定量两个角度入手，融合数据、图片、问题探究、实验探究等活动，带领学生从“宏观-微观-符号-曲线”四个维度进一步学习电离、离子反应等知识，引导学生掌握强弱电解质的判断、理解反应的本质、掌握离子方程式的书写方法，突破学生的思维障碍，建构“四重表征”思维模式。

3. 情感到素养——落实核心素养

从“导电实验、微观动态示图、数据”分析判断强、弱电解质，发展学生“证据推理与模型认知”的素养;从“两种溶液混合后电导率、pH等现象变化”理解反应本质，发展学生“宏观辨识与微观探析”的素养等，激发学生学习兴趣与探索热情，使学生在探究问题本质过程中理解科学精神、体会创新乐趣。

二、组织实施

基于“四重表征，突出本质”，采取“宏观-微观-符号-曲线”模式展开教学。教学过程中根据实际需要综合运用问题式、探究式等教学方法，对比分析知识点。

（一）基于强、弱电解质判断

強、弱电解质判断的教学主要包括下述内容：导电实验、电离动图、数据分析与小结。教师课前针对教学内容做好准备，例如，准备浓度一样的盐酸、醋酸等相关溶液，严格遵循教材图2-11所展示的内容进行实验，连接电源线。在做实验前教师进行简单讲解，告知学生认真仔细观察。学生观察导电性实验，发现导电能力强的是氢氧化钠与盐酸溶液;导电能力弱的是醋酸溶液与氨水。经过实验教学，基本实现让学生感受不同电解质导电能力有所区别的目的。接着，教师为学生们展示盐酸溶液、醋酸溶液在水溶液中电离的动图，同时告知学生完全电离的符号与部分电离的符号。此时学生听课重在领悟，通过观察HCl在水溶液中完全电离、CH3COOH部分电离，并练习书写这两个电离方程式[3]。教学进行到这一步，学生能够认识到溶液导电能力与其电离程度有关。

然后，进行数据分析。①展示25°C时氢氧化钠溶液、氨水中OH-离子浓度数据。让学生明白弱电解质在溶液中主要以分子的形式存在。②25°C时，实验检测发现饱和碳酸钙溶液导电能力弱，它在水中的溶解度是0.000529g，通常情况下的溶解度是100g水c（CaCO3）大致为5.29×10—5mol/L，c（Ca2+）大致为5.29×10—5mol/L，c（CO32—）大致为5.29×10—5mol/L。在此基础上，书写CaCO3在水中的电离方程式。由于碳酸钙难溶于水，主要以CaCO3固态状态存在，溶解部分能够完全电离。在本环节教学下，学生对强、弱电解质有了清晰的判断，可以说从定性发展到了定量的认识，得到判断强弱电解质的关键在于是否彻底电离。

（二）基于离子反应

首先，采用问题式引入，两种溶液混合后，溶液中的离子是否发生变化？反应的条件是什么？引发学生思考，进而引入离子反应的教学。之后，采用手持技术定量探究离子反应的实质，引入“曲线”表征。教师向30mL0.1mol·L-1Ba（OH）2溶液中滴加60mL0.1mol·L-1H2SO4溶液，观察实验现象。滴加过程用电导率、pH传感器进行测量，连接数据采集器将其制作为曲线，引导学生探究原因。学生得出溶液中Ba2+与SO42-相结合会产生不易溶解的BaSO4，而H+与OH-相结合会产生不易电离的水，这两种情况下，致使溶液中离子浓度下降，引入离子反应的实质——离子浓度发生了改变。最后，通过溶液中的pH随滴加H2SO4溶液的变化曲线这一实验现象，分析离子反应发生的条件。为深化学生对初中复分解反应反生条件的认知，可提问向醋酸钠溶液中滴加稀盐酸能发生反应吗？本反应生成醋酸难电离，与前面弱电解质在溶液里主要以分子形式呼应，且引入离子反应发生的条件，衔接离子方程式的书写，建构了“宏观-微观-符号-曲线”的思维模式。

（三）基于离子方程式

主要向学生讲解离子方程式定义、意义以及书写，用参与反应的离子符号解释式子。首先向学生展示下述2组式子，第一组为化学方程式，式子一：NaOH+HCl=NaCl+H2O;式子二：KOH+HCl=KCl+H2O;式子三：NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O;式子四：2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O。第二组是第一组化学方程式对应的离子方程式，式子一：H++OH-=H2O;式子二：H++OH-=H2O;式子三：H++OH-=H2O;式子四：H++OH-=H2O。学生研究发现，虽然不同的反应所对应的方程式有所不同，但是所有反应对应的离子方程式却完全一样。通过对比离子方程式与化学方程式的差异，向学生阐述离子方程式不仅能够表示特定的具体化学反应，还能表示相同类型的离子反应，详解离子方程式的意义。之后引导学生练习书写离子方程式，关注并点评学生练习结果，最后小结。书写练习要求学生找出书写的关键点，明确溶液中物质的主要存在形式，与前面相呼应，让学生全面掌握该课程知识。

三、教学反思

本教学策略突出对学生化学核心素养的培养，在学生懂得判断“强电解质与弱电解质”，掌握“离子反應”的定义、实质、发生条件，以及“离子方程式”定义、意义与书写的目标基础上，结合学生的思维障碍点设计了学生学习活动：利用强、弱电解质电离反应微观动态示图、电离所涉及的数据，引导学生分析本质所在，了解二者区别;通过分析溶液中反应前与反应后离子浓度的变化，深入揭示离子反应实质，顺理成章地引入离子方程式的书写，改变了传统离子方程式书写的四步法，让学生在书写中对离子反应有更深刻的理解。

在教学过程中，应用“最近发展区”理论，针对初中、高中知识特点进行衔接设计，并将实验教学活动穿插其中，学生随着教师的思路观察、分析、推理，教师教学过程中始终运用“宏观-微观-符号”表征，创新引入“曲线”表征，提高学生探究力、学习力。

离子反应”贯穿于整个高中化学的学习过程中，应做好“离子反应”的整体教学设计[4]，除了做好初高中知识衔接、必修前后知识衔接外，还应做好必修与选修的衔接，把握好低级思维到高级思维的进阶，以期实现各个阶段目标的达成。每种版本的教材有各自设计的特点，本文以苏教版为主，融合了鲁科版、人教版的部分设计，根据学情及设计思路对教材进行了整合利用。

结论：新课改下，化学教学理论教学与实验教学并重，实验教学能够让学生更充分地理解理论知识所表达的含义，化抽象为具体。理论知识能够让学生理解在复杂化学反应下隐含的具体内涵。本文以离子反应为例结合教学实际提出了有效的“四重表征”教学策略，让学生在问题探究、实验活动、理论知识学习中能够逐渐提高自身化学素养。

参考文献

[1]李海玲.基于SOLO分类理论的四重表征教学模式在高中化学教学中的应用[J].现代盐化工，2019，46（02）：84-85.

[2]陈博殷，麦达勤.基于微粒观建构的高中化学“水溶液中的离子平衡”教学述评[J].化学教学，2019（04）：13-17.

[3]毛杨林.对“离子反应”教学的观察与思考[J].中学化学教学参考，2017（13）：17-19.

[4]俞建锋.基于宏微结合导向下的“离子反应”单元整体教学设计[J].化学教育（中英文），2018，39（01）：43-47.

作者简介：施凤鹤，1979年4月，女（汉族），福建晋江人，大学本科，一级教师，从事教育教学研究。