微观世界的宏观具象：离子反应教学策略探析

李鑫悦，邱莹瑛，张 欣

（江苏师范大学 化学与材料科学学院，江苏 徐州 221116）

人教版高中化学教材改版后，离子反应相关教学内容在位置上较老版教材有所提前。在新版教材中，该部分内容位于2019人教版高中化学必修一第一章《物质及其变化》的第二节，上承“物质的分类及其转化”，下启“氧化还原反应”。有效掌握这部分的内容，能够让学生较为轻松地学习和理解沉淀溶解平衡、原电池和盐类水解等方面的知识，是学生了解和掌握化学物质的一项必要储备。国家教育部编撰的2017年版《普通高中化学课程标准》中就明确提出，学习该部分内容的目的主要是让学生学会以微观视角认识化学物质，揭示化学反应本质，帮助学生形成微粒观。

1 离子反应在高中教材中的地位与特点

微观粒子世界具有“看不见、摸不着”的特点，因此，对于高一年级的新生来说，掌握、理解离子反应相关知识具有一定难度。在高中阶段，离子反应部分的内容始终是普通高中化学教学和学习的重点及难点。对于全体高中生来说，该部分是必修内容，在高中学业水平测试以及高考中占有很大比例，学生在今后的日常生活中也能接触到与离子反应相关的现象，该部分知识被广泛应用于社会的各个领域中。 2017年发布的《普通高中化学课程标准》，针对学生在核心知识的理解和认知方面进行了强化，并改善了认识视角对其进行修订，提倡激发和培养学生的探究意识，使学生能通过更加多样化的学习方式来形成更有创新性的思维方法，使其化学学科方面的核心素养也能够得到培养和提升。

“离子反应”这一节主要分为两部分内容：电解质的电离和离子反应。在介绍离子反应之前，需要先介绍电解质和电离的概念，为学生理解和学习离子反应奠定基础。对于大部分学生来说，“离子反应”课程的相关教学内容是较为抽象的，即在理论方面的学习压力更大，需要学生更多地思考和探究。因此，在编写教材时，需要通过构建一些具有趣味性的情景来激发学生的学习兴趣，诱导学生自行思考。在呈现方式上，教材一方面紧密结合实验引入概念，充分发挥实验在化学概念学习中“现象直观、通俗易懂、利于激发学习兴趣”的重要功能；另一方面注重基于实验证据（宏观现象）进行分析和推理，逐步引导学生认识物质导电性及电解质在溶液中反应的本质特征（微观实质），建立电离与离子反应的概念模型，让学生体会模型在解释化学现象、揭示现象的本质中发挥的重要作用，培养化学学科的核心素养。

2 离子反应成为教学难点的原因

难点是指学生在经过预习环节以后，仍然难以理解的知识点，其产生的原因主要有3点：一是知识点本身难度较大，二是教师教学方式可能存在问题，三是学生的理解能力和接受程度等方面存在较大的差距[1]。

在针对该课程的教学难点进行剖析时，笔者认为，最关键的一点是学生能否吸收课程中与生活实际联系较少、更加感性化和具体化的内容。教学难点主要在教学过程中产生，一般来说，教学难点的理论性和抽象性较强，容易制约学生思维，学生短时间难以掌握[2]。任课教师在教学过程中确定教学难点时，要充分考虑学生的个人学习能力，这是因为不同的班级、学生存在基础知识和认知水平发展情况的差异，所以教学难点也不同[3]。

2.1 学生学习的心理

在“离子反应”这一节中，《普通高中化学课程标准》（2017年版）要求学生在认识电解质的同时，也要通过电离方程式来表示电解质的电离过程，同时学会概括、总结离子反应的条件，掌握鉴别各种常见离子的方法。对于高中生来说，虽然离子反应相关内容的抽象性较强，但学生并不能通过自然的、直观的经验直接转换成微观世界的认知，所以，学生在学习该部分内容时，往往不能直观地理解，有时甚至会因为较大的学习压力而产生逆反心理，起到完全相反的效果。一般而言，学生在学习此章节时，重点和难点都集中在辨析电解质概念和书写电离方程式等方面[4]。实际上，微粒的世界距离学生的生活十分遥远，学生需要通过很强的意志力进行抽象的理解和科学的想象，从而积累间接经验。

突破离子反应教学难点的关键在于教师对于电解质概念的教学方式，在此过程中，要求教师注意对电解质、非电解质概念的延伸和辨析，这对于后面知识的学习具有重要的基础性作用。

2.2 教师教学内容的呈现方法

首先，高中化学教师在讲解离子反应相关内容时，主要采用讲授法。通过概念的讲解和理论知识的灌输，完成离子反应的教学，学生很难在此教学模式下产生学习的积极性，对于较为抽象的知识点也不能很好地吸收，更不能在头脑中建立微粒观。因此，学生在理解和掌握离子反应的内容时，通常会面临很多问题。其次，在教学过程中，时间紧、任务重，一些教师在设计教学活动时，以升学考试为主，时常会为了完成任务而缩短教学时间，减少化学实验的演示和操作，将实验的探索与实践视作浪费教学时间的活动，无法充分发挥化学实验的教学价值。学生在此教学模式下，难以自主开展探索和联想，很难产生探索知识的欲望和发散思维。最后，不同学校、不同班级中的学生各不相同，教师的精力也十分有限，无法精准地掌握每个学生的特点，在教学中很难做到因材施教，进而进行有差异、有针对性的教学，最终导致教学效果不佳。因此，教师在教学内容的呈现方式上，要努力探寻更加适合学生的方式方法，尽力做到因材施教，正确引导学生进行自主探究，提升化学教学的质量和效果。

2.3 教材内容的编排

离子反应的内容与新版教材必修1《化学反应原理》中的第二章“化学反应速率与化学平衡”、第三章“水溶液中的离子反应与平衡”密切相关，但由于学习时间间隔较长，学生难以全面地掌握这些知识点，更难以将这些知识联系到一起，且该部分内容的知识点繁杂，具有很强的逻辑性和理论性，大部分学生很难做到融会贯通。但研究这些问题有助于科学家对化学本质进行探索，对工农业发展、人类日常生活、生命活动和环境保护等方面具有重要意义。

此外，在目前基础教育界大力提倡贯彻落实核心素养的前提下，离子反应的相关内容与社会发展和人们的生活实际关系紧密，是教师培养学生化学学科核心素养的有力工具。教师在开展该版块的教学时，需要付出更多的时间，以保证学生能够完全掌握知识点，所以，迫切需要教育工作者们探索合理有效的教学策略。在离子反应的教学中，教师要帮助学生认识水溶液中的微粒存在及微粒间的相互作用，建立微粒作用观念，理解离子反应本质。因此，经过对教学内容的研究和思考而形成的教学策略，可以十分高效地达到教学目标。

3 以宏观表征微观：突破离子反应教学难点的教学策略

教学策略是构成、实施课程计划的特定的全部教学技术和教学方法的总和[5]，能够反映教师对特定教学内容的理解以及对教学技术和教学方法的熟练运用[6]。教师针对不同的教学内容创建特定的教学情境，组织学生开展相关活动，并通过特定的教学方法来完成预期的教学目标，使学生能够高效地完成学习任务[7]。

化学教学策略是化学教师根据教学目标，对教学情境、教学活动类型、学生的学习方式、所学知识的类型和顺序开发和实施的一组方法。

3.1 结合化学实验，创建宏观现象与微观反应之间的联系

实验部分在高中化学学科中十分重要，《普通高中化学课程标准》（2017年版）明确指出，实验是学生在进行化学知识学习过程中的重要环节。因此，教师在教学过程中，要加强实验部分的教学和应用，引入学生易理解、好操作的化学小实验、趣味实验、多媒体数字化实验等，以此充分调动学生学习化学、进行科学探究的兴趣。教师在对微观世界中的粒子变化进行讲解时，配合宏观上的实验现象，学生在这样的教学中会更加深入地理解相关知识，更全面地掌握课本内容。这种宏微结合的教学，能够使学生将离子反应的微观本质和宏观现象联系起来，使学生真正理解“生成沉淀、气体和水”是离子反应发生的条件，为后续知识的学习奠定坚实基础。教师可以引导学生对实验进行创新改进，培养和提高学生自主探究的能力。教师要充分将实验探究和证据推论相结合，帮助学生建立“宏观现象”与“微观粒子”之间的关联，以实验为手段，让学生认识离子反应的微观本质，体验从宏观到微观、从实验现象到反应本质的科学认知和思考过程，通过证据推理和模型认知，初步形成分析水溶液中微粒间作用的基本思路，使学生突破学习上的障碍。

3.2 利用多媒体动画教学，形象地展示微观粒子变化过程，使其具象化

宏观物质是由微粒构成的，物质的本质变化是由微粒性质决定的。在离子反应的教学中，教师可选择性地进行可视化教学，熟练使用多媒体教学技术，为学生呈现离子反应的内部过程示意图或者动画片，使学生能够直观地观察和感知到微观世界的动态变化，通过思考，加深对离子反应变化的理解。在实际开展教学时，离子反应中的微粒反应变化情况一直是重点和难点，教师在教学过程中，可以充分发挥多媒体教学的优势，将微观世界的反应过程有效放大，使学生可以从更加直观的角度认识微观世界。建构主义教学观认为，有效的学习需要在一定的情境中进行，多媒体技术的出现为创设生动活泼、形象直观的情景教学提供了可能，为学生有效建构微粒观提供了助力。多媒体将抽象的内容具体化，直观地展示在学生面前，再借助宏观上的化学反应现象，为学生理解有关概念和微观世界奠定坚实基础。教育学之父夸美纽斯认为，感官是学习所有知识的根源。例如讲到氯化钠的电离时，通过动画模拟，将氯化钠分子分裂成氯离子和钠离子，带领学生书写电离方程式，可以帮助学生感知变化过程，加深学生脑海中对于电离知识的印象。在高中化学教学中，敢于利用多媒体动画教学展示微观世界的特点和变化过程，对于教师突破微观教学的难点、学生树立微粒观有较大助益。

3.3 重新编排教学内容，注重联系与反馈

针对当下高中化学的教学现状，教师需要通过深入研究教材来达到更好的教学效果。教师要熟悉教材的内容，有效地整合和编排离子反应的相关教学内容，发掘教材中相关的知识点，在这些知识中建立有效联系，使学生能够站在全新的视角了解离子反应的相关知识，帮助学生借助离子反应方程式理解和学习微粒在反应过程中所发生的实际变化。教师在教学过程中要让学生有充足的时间去探究和理解离子反应的过程和条件。同时，教师要及时关注学生掌握这部分内容的情况，通过布置学习任务等方式，得到学生学习成果的反馈，确保教学的有效性。

3.4 构建微观世界的教学情境，促使学生形成微粒观

在离子反应的学习过程中，学生无法通过肉眼看到粒子，也无法看见微粒间的相互作用。因此，对于他们来说，建构有效的微粒观具有很大难度。在离子反应的教学过程中，教师常利用微观的化学式来帮助学生建立离子反应的微粒观，如通过三维立体的粒子运动图像加深学生的记忆。教师可以通过构建微观世界的教学情境，将学生学习的内容串联起来，构建一个完整的化学学习体系。在构建教学情境的同时，教师以发展学生的微粒观为目的，将化学知识的本质与现实中的实例和现象相结合，激发学生自主探究的动力和学习化学的兴趣，发散学生的思维，帮助学生学习更加抽象的理论知识，使学生的学习能力能够在探索的过程中得到提高。构建微观世界的教学情境，促使学生形成微粒观，在帮助学生理解化学反应实质、解释宏观现象等方面具有重要的作用。

4 结语

通过宏观现象表征微观反应，寻求离子反应的有效教学策略。结合化学实验、利用多媒体动画教学、编排教学内容、以微观世界为基础构建模拟教学情境，培养学生自主探究相关知识的能力，使学生的化学学习能力得到提升，促使其更好地理解化学学科的本质。在教学过程中，在深入研究新版高中化学教材的同时，合理利用、开发多媒体资源，激发学生学习化学的兴趣，提高教师的教学效率，帮助学生构建科学的微粒观，使学生的化学学科核心素养得到培养和提高。微粒作用是中学化学的一个核心概念，构建学生对于微观世界的认识，从微观视角出发来认识化学知识和本质规律，是高中化学教学的一项重要任务。通过宏观现象来表征微观反应，对于离子反应教学乃至整个高中阶段的化学教学都有重要意义。