基于教材二次開發(fā)發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能

吳菊華+楊梓生

摘要：“鹽類水解”是高中化學(xué)重難點(diǎn)內(nèi)容。在教學(xué)比賽中發(fā)現(xiàn)有些教師不能很好地發(fā)揮教材實(shí)驗(yàn)的功能。認(rèn)為該課的關(guān)鍵之處在于轉(zhuǎn)變學(xué)生已有的“電離模型”，并建立“水解模型”。對(duì)教材六個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分組呈現(xiàn)，從而使它們分別承擔(dān)起產(chǎn)生認(rèn)知沖突，感知建立新認(rèn)知“必要性”、“合理性”和“可行性”等功能。對(duì)教材進(jìn)行二次開發(fā)，體現(xiàn)教材實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能，進(jìn)而真正實(shí)現(xiàn)從教教材到用教材教的轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：鹽類水解；電離模型；水解模型；實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能；教材二次開發(fā)

文章編號(hào)：1005–6629（2015）8–0043–03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

新一輪基礎(chǔ)教育課程改革倡導(dǎo)教師從“教教材”向“用教材教”轉(zhuǎn)變。這一轉(zhuǎn)變，意在喚醒教師教學(xué)活動(dòng)的“目標(biāo)意識(shí)”、服務(wù)教學(xué)的“資源意識(shí)”。具體來說，要求教師認(rèn)識(shí)到，教材的案例素材是承載教學(xué)目標(biāo)的一種而非唯一的資源，教材的組織線索是引導(dǎo)教學(xué)活動(dòng)的一種而非唯一的方式；教學(xué)時(shí)可以（而且應(yīng)該）根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生實(shí)際，靈活地開發(fā)、重組、調(diào)整教材，從而保證教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。下面以“鹽類水解”實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，談?wù)勅绾蝿?chuàng)造性使用教材。

1 問題提出

在一次“鹽類水解”教學(xué)比賽中，參賽教師無一例外地按如下思路教學(xué)：先復(fù)習(xí)溶液酸堿性概念、溶液酸堿性與c（H+）和c（OH-）關(guān)系、酸（堿）溶液顯酸（堿）性的原因；接著，教師自己或讓學(xué)生一次性測(cè)量六種溶液的pH；在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生從溶液存在的微粒、微粒間相互作用、微粒間作用后溶液酸堿性等方面分析，并歸納鹽類水解的實(shí)質(zhì)。

上述教學(xué)，教師將實(shí)驗(yàn)功能定位在獲取鹽溶液酸堿性或鹽溶液不一定顯中性的感性印象，這引發(fā)了評(píng)委們的深思。有評(píng)委提出：如果僅讓學(xué)生獲得鹽溶液酸堿性印象，只需選擇三種溶液（若僅讓學(xué)生獲得鹽溶液不一定顯中性的印象，選擇其中之一即可）；測(cè)量六種溶液pH，不僅耗時(shí)、耗物，而且過多的現(xiàn)象會(huì)給學(xué)習(xí)帶來不必要的認(rèn)知負(fù)荷，反而“會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)和理解造成消極的效應(yīng)”[1]。

2 教學(xué)研討

解決上述問題，有必要重新研究教材和教師用書，以便理解編者意圖。對(duì)于教材，在提出“鹽溶液都顯中性嗎”之后，安排用pH試紙測(cè)六種溶液pH的實(shí)驗(yàn)，并提出“這些鹽自身既不電離出H+，也不電離出OH-，它們的水溶液是否都顯中性，為什么”。接著，呈現(xiàn)包含“溶液的pH”、“溶液中存在的微?！薄ⅰ澳男┪⒘？赡馨l(fā)生相互作用”、“溶液顯酸性或堿性的原因”四個(gè)項(xiàng)目的表格，要求學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)與分析，學(xué)習(xí)鹽類水解概念及其原理[2]。這樣的編排，在于通過幾種鹽溶液酸堿性的表象進(jìn)入到溶液中微粒間的相互作用，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注溶質(zhì)對(duì)溶劑的電離產(chǎn)生了影響，從而得出鹽類水解的實(shí)質(zhì)，并建立起“溶液的酸堿性溶液中c（H+）與c（OH-）的關(guān)系→溶質(zhì)微粒與溶劑微粒間相互作用”的鹽溶液酸堿性的研究思路[3]。不難看出，參賽者正是基于上述理解開展教學(xué)并一次性測(cè)六種溶液的pH。從相關(guān)文獻(xiàn)看[4]，這也是目前不少教師的處理思路。

有評(píng)委指出：“能否從本節(jié)重、難點(diǎn)教學(xué)的角度來優(yōu)化實(shí)驗(yàn)?zāi)?？”大家將目光聚焦到重、難點(diǎn)上，注意到“教師用書”僅將“溫度、濃度、外加物質(zhì)對(duì)水解平衡的影響”作為教學(xué)重、難點(diǎn)[5]。這樣的判斷，大部分評(píng)委不認(rèn)可。因?yàn)椋芊窭斫馔饨鐥l件對(duì)水解平衡的影響，受制于對(duì)鹽類水解本質(zhì)的掌握。也就是說，鹽類水解的本質(zhì)是理解外界條件對(duì)水解平衡影響的基礎(chǔ)。因此，本課重點(diǎn)應(yīng)為（至少應(yīng)包含）鹽類水解的原理。

學(xué)習(xí)本課前，學(xué)生對(duì)水溶液酸堿性的認(rèn)識(shí)，基于酸（堿）在水中電離的視角（暫稱為“電離模型”）。這一認(rèn)知視角僅關(guān)注電解質(zhì)自身（即酸或堿）的電離（當(dāng)然也存在水的電離，只因很微弱而忽略不計(jì)）；鹽溶液酸堿性的學(xué)習(xí)，不僅要關(guān)注鹽的電離，還要關(guān)注水的電離，更要關(guān)注鹽電離產(chǎn)生的微粒與水電離產(chǎn)生的H+或OH-的相互作用，建立“電解質(zhì)（鹽）+溶劑（水）”共同作用的思維模式（暫稱為“水解模型”）[6]。學(xué)生是否建立起從微觀視角分析溶液系統(tǒng)中溶質(zhì)與溶劑相互作用的思路，將直接影響到學(xué)生對(duì)鹽類水解原理的理解。故本課教學(xué)的核心，就是將學(xué)生頭腦中的“電離模型”轉(zhuǎn)化為“水解模型”。根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)理論，認(rèn)知具有穩(wěn)固性特點(diǎn)。學(xué)生一旦建立某種認(rèn)知后，不會(huì)輕易被新的認(rèn)知所取代。所以，轉(zhuǎn)變學(xué)生已有的“電離模型”并“建立溶液系統(tǒng)中溶質(zhì)與溶劑微粒相互作用的思維模式”（即“水解模型”）才是本課教學(xué)的難點(diǎn)。

如何實(shí)現(xiàn)“電離模型”向“水解模型”轉(zhuǎn)化？從教學(xué)實(shí)踐看，簡(jiǎn)單地否定學(xué)生的已有認(rèn)知，直接以科學(xué)概念來替代是不可取的[7]。只有學(xué)生感知原有認(rèn)知在解決問題時(shí)的不足，認(rèn)識(shí)到建立新認(rèn)知的必要性，認(rèn)識(shí)到新的認(rèn)知解釋相關(guān)問題的合理性，認(rèn)識(shí)到新的認(rèn)知符合一般規(guī)律，才可能轉(zhuǎn)變舊的認(rèn)知、接納并建立新的認(rèn)知。布朗和克萊門特指出[8]，促進(jìn)認(rèn)知轉(zhuǎn)變教學(xué)的策略，是為學(xué)生認(rèn)知“架橋”——在錯(cuò)誤認(rèn)知與正確認(rèn)知間建立起橋梁（如圖1所示）。具體到本課教學(xué)，就是要通過創(chuàng)設(shè)“靶例”，暴露學(xué)生原有認(rèn)知。在此基礎(chǔ)上，呈現(xiàn)“錨例”，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到原有認(rèn)知的錯(cuò)誤（用“電離模型”解釋鹽溶液酸堿性）。進(jìn)而對(duì)比“靶例”和“錨例”，修正錯(cuò)誤、理解本質(zhì)，最終形成正確的認(rèn)識(shí)（用“水解模型”解釋鹽溶液酸堿性）。

3 創(chuàng)新設(shè)計(jì)

基于上述分析，為有效突破難點(diǎn)、突出重點(diǎn)，教學(xué)時(shí)應(yīng)將六個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理分組并按一定順序進(jìn)行呈現(xiàn)，從而使它們分別承擔(dān)起產(chǎn)生認(rèn)知沖突，感知建立新認(rèn)知“必要性”、“合理性”和“可靠性”等功能，這是深度處理本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。經(jīng)過進(jìn)一步的研討，提出應(yīng)將六個(gè)實(shí)驗(yàn)分為四組，并在不同教學(xué)環(huán)節(jié)中開展，以承載不同的功能。具體安排如下：

教學(xué)具體操作如下（只列出與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)的環(huán)節(jié)）：

[環(huán)節(jié)1]在復(fù)習(xí)鞏固溶液酸堿性與溶液中c（H+）和c（OH-）關(guān)系、酸（堿）溶液顯酸（堿）性的基礎(chǔ)上，完成如下任務(wù)：

任務(wù)1：NaCl在水中是否電離產(chǎn)生H+或OH-？NaCl溶液是否呈中性？

任務(wù)2：完成第一組實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和自己猜想作對(duì)比。

（注：實(shí)驗(yàn)的目的在于提供“靶例”。）

[環(huán)節(jié)2]基于前述復(fù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生解決如下兩個(gè)任務(wù)：

任務(wù)1：對(duì)于水溶液中不會(huì)電離出H+或OH-的鹽，其溶液一定呈中性嗎？

任務(wù)2：完成第二組實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和自己的分析作對(duì)比。

（注：將兩種鹽溶液不顯中性的事實(shí)作為“錨例”，誘發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，激發(fā)探究欲望。）

在前述教學(xué)基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生參照教材表格展示的“溶液的酸堿性溶液中c（H+）與c（OH-）的關(guān)系→溶質(zhì)、溶劑微粒的相互作用”思路分析溶液酸堿性原因，建立鹽類水解的基本認(rèn)識(shí)。

[環(huán)節(jié)3]根據(jù)所建構(gòu)起的微觀分析思路及鹽類水解的初步認(rèn)識(shí)，開展如下探究：

任務(wù)1：請(qǐng)結(jié)合前面提煉出來的分析鹽溶液系統(tǒng)中微粒間相互作用與鹽溶液酸堿性關(guān)系的分析思路，預(yù)測(cè)Na2CO3及Al2（SO4）3溶液的酸堿性。

任務(wù)2：在預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上，進(jìn)行第三組實(shí)驗(yàn)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與自己的分析是否一致。

任務(wù)3：總結(jié)分析鹽溶液酸堿性的思路，并歸納鹽類水解的本質(zhì)。

（注：指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用“水解模型”預(yù)測(cè)兩種溶液的酸堿性，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從而認(rèn)識(shí)“水解模型”的合理性、改變“電離模型”的必要性，促使學(xué)生建構(gòu)新的認(rèn)知，總結(jié)鹽類水解本質(zhì)。）

[環(huán)節(jié)4]通過前述三個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)，學(xué)生基本建立起分析鹽溶液酸堿性的思路，理解了鹽類水解的本質(zhì)。接下來，繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生解決問題：

任務(wù)1：進(jìn)行第四組實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

任務(wù)2：NaCl、KNO3也是鹽，為何這兩種鹽的溶液呈中性呢？

（注：通過呈現(xiàn)貌似“違背”鹽類水解的“錨例”，完善對(duì)鹽類水解條件的認(rèn)識(shí)——只有能電離出弱酸根或弱堿陽離子的鹽才能水解，進(jìn)一步深化鹽類水解本質(zhì)的理解，完善認(rèn)知。）

此外，對(duì)于本課實(shí)驗(yàn)，若用pH酸度計(jì)替代pH試紙測(cè)溶液的pH，并增加一些實(shí)驗(yàn)，還能實(shí)現(xiàn)促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)“鹽類水解反應(yīng)速率快”、“鹽類水解有限度”且“通常鹽類水解程度很小”等功能。教學(xué)時(shí)可安排如下任務(wù)：

[環(huán)節(jié)5]現(xiàn)場(chǎng)配制0.1 mol·L-1的CH3COONa和NH4Cl溶液（課前稱好4.1g CH3COONa和2.7g NH4Cl，課堂上將它們分別溶于50mL水中，即可近似配得0.1 mol·L-1的溶液。）

任務(wù)1：測(cè)量上述兩種溶液的pH，并和“環(huán)節(jié) 2”測(cè)得的pH相比較，pH差異如何？這一事實(shí)反映鹽類水解反應(yīng)的速率是快還是慢？

任務(wù)2：根據(jù)“環(huán)節(jié)2”測(cè)得的CH3COONa和NH4Cl溶液的pH，估算兩種鹽水解的轉(zhuǎn)化率，并推測(cè)鹽水解的程度是大還是小。

不難發(fā)現(xiàn)，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，突出以科學(xué)探究為主線，強(qiáng)調(diào)通過實(shí)驗(yàn)、問題、思考與交流驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，關(guān)注學(xué)習(xí)活動(dòng)的有效性與深刻性，從而將知識(shí)掌握與思維轉(zhuǎn)化融為一體，最終實(shí)現(xiàn)既提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)價(jià)值，又培養(yǎng)化學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)[9]。

4 反思與啟示

通過本次教學(xué)研討發(fā)現(xiàn)，要?jiǎng)?chuàng)造性地使用教材，實(shí)現(xiàn)從“教教材”轉(zhuǎn)向“用教材教”，不是盲目地處理教材，而是牢牢把握課程目標(biāo)（教學(xué)目標(biāo)），根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際，用教育教學(xué)理論來指導(dǎo)。在深入研究教材內(nèi)容及其呈現(xiàn)方式的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確把握課程理念和教學(xué)目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，深入分析學(xué)生的現(xiàn)有水平及本課教學(xué)應(yīng)達(dá)到的發(fā)展水平，根據(jù)教學(xué)原理與教學(xué)規(guī)律，創(chuàng)造性地開發(fā)教材，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的有效達(dá)成。這是“用教材教”的本質(zhì)要求。

本文定稿過程得到福建教育學(xué)院張賢金老師的指導(dǎo)，在此表示感謝！

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