基于学生认知发展的“电离平衡”深度教学研究

文/广州市番禺区象贤中学 杨喜燕

一、问题的提出

“电离平衡”是人教版化学选修性必修一第三章第一节的内容。四套教材关于“电离平衡”的内容组织存在较大差异，这也引发了一线教师对“在电离平衡相关内容的学习和研究中，电离平衡常数的功能和价值究竟是什么”“怎样组织教学内容更加有利于帮助学生突破学习难点”等问题的思考。北师大王磊教授也认为目前国内多数教师对于平衡常数的处理还停留在简单的描述说明水平，未能挖掘由K 对化学平衡状态以及反应限度带来的重要认识方式的转变与发展，全然未能体现新课程引入平衡常数并将其作为学生认识发展核心概念的意义。

二、基于学生认知发展的深度教学实践

1.情景应用，复习电解质的概念

【情境素材】展示脉动、佳得乐、宝矿力等生活中常见的电解质饮料。

【活动1】结合生活常识理解电解质饮料的作用，回顾电解质的概念，思考电解质溶液为什么能够导电，不同电解质的导电能力是否相同？

【学生表现及评价】学生联系生活经验知道电解质饮料可以补充人体因流汗而消耗的水分及电解质，进而回忆电解质的概念及电解质导电的原因。通过层层递进的问题链，诊断学生原有关于电解质的知识。

2.宏微结合，感知强弱电解质的本质

【情境素材】展示盐酸和醋酸在生活中的应用场景。

【活动2】设计实验证明相同浓度的盐酸和醋酸电离出的氢离子浓度是否相同？

问题1：你的实验方案是什么？

问题2：你预测的依据和预期实验现象是？

问题3：分组完成实验，并结合证据佐证你的结论。

【学生表现及评价】学生能调用已有知识自主设计实验证明相同浓度的盐酸和醋酸的电离程度不同。通过分组实验测定溶液的导电性、测定溶液pH 值，和活泼金属反应的剧烈程度等，从宏观辨识到微观探析深入理解强弱电解质的本质区别，以此可诊断学生认识物质的水平和实验探究物质性质的水平。

3.定性分析，建立电离平衡的概念

【思考与交流】：如何理解弱电解质在水溶液中“部分电离”。

学生1：只有部分CH3COOH分子能发生电离。

学生2：CH3COOH 分子全部电离成离子后，部分离子又重新结合成CH3COOH 分子。

学生3：CH3COOH 分子电离成离子的同时，H+和CH3COO-又重新结合成CH3COOH 分子。

【活动3】观看“醋酸的电离”动画，根据化学平衡理论，分析弱电解质溶于水时各粒子浓度的变化情况，并据此画出CH3COOH 电离过程的V-t 图。

4.定量表征，理解电离平衡的程度

【活动4】在一个弱电解质电离平衡体系中，如何确定电离平衡最终能进行到什么程度？如在醋酸溶液中，如何确定最终究竟有多少CH3COOH 分子能电离成H+和CH3COO-？需要知道哪些物理量才能进行具体的计算？

问题1：已知常温下0.1mol/L CH3COOH 溶液中c（H＋）＝1.32×10－3mol/L，计算CH3COOH 的电离程度？

问题2：已知常温下0.1mol/L CH3COOH 溶液中c（H＋）＝1.32×10－3mol/L，计算该反应电离平衡常数？

三、基于学生认知发展的深度教学效果与反思

本节课将电离平衡常数的内容整合到电离平衡建立之后、电离平衡移动之前，从定性和定量两个角度帮助学生完整地认识弱电解质的电离平衡，突破学习难点“弱电解质的电离是微弱的”及弱电解质“部分电离”的程度其实非常小。从课堂的过程性评价和课后师生访谈来看，学生能较好地将化学平衡的知识迁移应用电离平衡中，实现了平衡知识的拓展和提升，也为后续水的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶电解质的溶解平衡打下扎实的基础。在教学中可适当加大学生科学探究活动的自主性和开放性，深挖学生的认知障碍，通过合适的情景和有梯度的问题链，更好落实学生的平衡观、微粒观和变化观的培养，帮助学生搭建更完善的水溶液中离子平衡的知识体系。