孙莉
埃里克森认为:核心概念带有超越课堂层面的持久性和迁移性特征,其在学科中应居于核心位置,同时,核心概念解释空间广阔,可以为相关领域的发展提供全新的视角,进而密切学科间联系。由此延伸可以发现,化学学科的核心概念立足于化学的实际发展,体现了化学的属性和规律,可以准确概括化学现象和化学事实。基于此,现对高中化学核心概念教学加以研究。
在高中化学知识体系中,《化学反应原理》内容作为一项重要模块,知识极为重要,该项模块不仅涵盖着大量的核心原理,还拥有十分重要的核心概念,同时,该模块知识也被教师和学生认为是化学科目教学难度和学习难度皆较高的部分。学生在进行该模块知识学习时,需在具体学习阶段,有机结合定性、定量方式,立足于微观、宏观、动态和静态等多个角度,对这一部分知识和问题进行思考,进而学会对不同概念关系间的转换,同时,学生也需从复杂的化学现象背后,总结化学规律。基于《化学反应原理》这一部分知识的特征,现就该模块中强、弱电解质的教学环节作为对象,构建分析活动。
一、强电解质和弱电解质核心概念教学分析
强电解质和弱电解质知识是《化学反应原理》这一模块不可或缺的重要构成,属于“溶液中的离子反应”中的知识点。实际上,在现实生活中,大多数含有化学反应的场景中,“溶液”都比较多见,学生在学习强、弱电解质知识后,可以更好地认识物质在水溶液中的实际存在状态,进而为后续阶段知识学习夯实基础。由此可见,强电解质和弱电解质属于化学核心概念。
众所周知,学生在进行强、弱电解质学习前期,已经明确酸、碱、盐在溶液内可以电离,且已经具备书写强酸、强碱等电离方程式的能力,同时,通过学习化学平衡和化学反应速率知识,学生对平衡状态相关概念也形成了一定的印象,无形中可以确保其在学习弱电解质电离特征时更加顺利。
二、强电解质和弱电解质核心概念教学目标
本部分课程目标主要分为三方面:一是理解电解质概念,感受电解质作用;二是通过实验探究活动,提升实验技能,明确强、弱电解质的差异;三是体会归纳法和演绎法。
三、强电解质和弱电解质核心概念教学实践
(一)设置情境,明确知识应用价值
教师需设置情境,明确知识应用价值,帮助学生主动建构化学概念知识,同时,积极利用情境,为学生提供机会,发现并解决问题,强化教学效果,完善学生的概念知识体系。例如,教师可提出问题:同学们是否还记得,在军训期间,累得满头大汗的时候喝淡盐水吗?为什么在那时选择喝淡盐水比喝糖水更健康呢?在教师提出的问题引导下,学生会回答:人体在大量流汗后,电解质氯化钠会流失,故为了维持人体平衡,需饮用淡盐水。此时教师可继续追问:糖水内的蔗糖不是电解质吗?什么物质可以称为电解质?沿着教师的问题,学生通过回答出蔗糖不是电解质的原因,即可明确电解质和非电解质的概念,教师最终总结出电解质和现实生活密切相关。
在上述环节,教师利用学生熟悉的生活元素,通过回忆军训场景,激发学生兴趣,并唤起学生对相关概念的认知,同时,在教师提出的问题引导下,学生也会进一步体会到电解质在现实生活中的重要性,进而主动掌握强、弱电解质的概念。
(二)组织实验探究,增进学生理解概念
教师需组织实验探究活动,增进学生对化学概念的直观理解。众所周知,实验是过程性教学方法的重点,学生在学习中,通过实验活动,能够更好地领悟学科知识,而高中化学教师在学科教学中组织实验探究,不仅可以完善学生的知识体系,同时,也能够使学生明确实验探究本身就是一项科学研究方法,无形中加深学生对客观事实的印象和理解。在强、弱电解质概念教学中,虽然两个概念只有短短的两句话,但教师应当重点考虑如何采取有效措施,使学生理解“完全电离”和“部分电离”。在强电解质和弱电解质这一课程中,教师通过将传统和数字实验科学结合,直接、间接地证明了强电解质“完全”电离和弱电解质“部分”电离的存在,直观地为学生呈现出了概念知识,推动学生自觉对强、弱电解质的概念进行总结,无形中也推动了学生能力水平的发展。例如,教师可提出问题:电解质溶液导电性强弱和什么存在直接关系?学生在回答出电解质溶液导电性强弱和单位体积内自由移动离子数目存在关联,且随着离子数目增加,导电性越强后,教师即可组织实验探究:现在有盐酸和醋酸溶液,浓度皆为0.1 mol/L,可以用什么方法对两种溶液导电性进行比较?学生在交流和讨论的过程中,即可设计出实验方案。在完成实验后,教师可提出应用DIS实验系统,也可完成两种溶液导电性的测量,并进行实验演示,最终引导学生总结出同浓度的两种一元酸,谁的电离程度大,其自由移动离子浓度也越大,导电性也会更强。
在上述教学环节中,教师一方面引导学生立足于不同角度,对盐酸和醋酸溶液电离程度进行比较,另一方面,也帮助学生构建实验论证活动,并依托DIS实验系统,直观地为学生展示化学原理,在一定程度上,为学生后续阶段的学习夯实了基础,提升了学生的知识应用能力。
(三)科学设置问题,推动思维发展
教师要科学设置问题,推动学生思维能力发展。毋庸置疑,教师进行的课堂提问行为,在启发学生思考层面发挥着重要的作用,若教师能够从学生学习实际和认知特征出发,科学设置问题,巧妙运用设问、疑问、反问等手段,则可激发学生反思意识,使其意识到自身的不足,进而主动拓展自身思维角度,增进自身对化学概念知识的理解。例如,教师在进行强、弱电解质教学阶段,可设计如下贯穿性问题:请结合现实生活,回忆电解质和非电解质的内涵;请结合现实生活,回答电解质溶液可以导电的原因;电解质溶液导电能力是否相同?与什么因素相关?如何构建实验进行论证?如何论证弱电解质溶液内存在未电离弱电解质分子?待学生总结出相关概念后,可设计问题组:除氢氧化钠和氯化氢外,还有什么强电解质?除醋酸和氨水外,还有什么弱电解质?难溶物必须是弱电解质吗?强电解质溶液导电能力一定强吗?强电解质溶液导电能力一定高于弱电解质吗?通过上述问题,外延相关概念,进而使学生明确各种溶液导电能力关系。
(四)立足历史视角,感悟化学概念形成
立足历史视角,鼓励学生感悟化学概念研究过程。化学家徐光宪认为:化学教学不应只教授静态的当代化学,还应回顾历史,向学生展示化学的立体多维和生动活泼形象。基于此,教师在进行强电解质和弱电解质教学时,不应只停留在对化学概念的理解,还应为学生呈现概念产生的历史过程。例如,教师在完成本课教学后,可总结:通过本课学习,我们对电解质有了更多的理解,但对化学的发展过程进行回顾,可以发现,广大化学家对电解质认识的形成是激烈的争论过程。然后为学生投影展示:酸碱盐都为电解质,但化学科学家对电解质溶于水可导电的原因争论了多年。法拉第等认为溶液本身无离子,通电后方存在离子。希托夫等认为电解质分子与其形成的原子为动态平衡关系,电解质分子在与邻近分子交换原子过程中,在电流作用下,原子变为离子,可以导电。1883年,阿雷尼乌斯提出电离理论。展示后,教师可总结出:科学理论的诞生往往伴随着艰辛的过程。故在学习阶段,需坚持真理,勇于猜想和创新。
通过上述教学环节,在对电解质电离理论历史过程的呈现下,学生即可明确强电解質和弱电解质知识来源和发展过程,进而在后续学习阶段,能够以发展的眼光看待科学,在一定程度上,也有助于学生情感的升华。