“電解質(zhì)”有效教學(xué)設(shè)計初探

蘇 慨 謝祥林

（湖南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 湖南 長沙 410081）

“電解質(zhì)”有效教學(xué)設(shè)計初探

蘇 慨 謝祥林*

（湖南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 湖南 長沙 410081）

文章在建構(gòu)主義理論的指導(dǎo)下，以電離理論教學(xué)為主體內(nèi)容，重點突出電解質(zhì)在溶液中的存在狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建電解質(zhì)概念。這種教學(xué)設(shè)計的優(yōu)點是突出了電離理論教學(xué)，學(xué)生認識了溶質(zhì)在溶液中存在狀態(tài)，掌握了認識方法，主動構(gòu)建起電解質(zhì)概念，知識的遷移性良好。實踐教學(xué)證明，這種教學(xué)設(shè)計的教學(xué)效率是很高的。

電解質(zhì)；理論教學(xué)；教學(xué)設(shè)計

“電解質(zhì)”是中學(xué)化學(xué)課程中重要的基本概念之一。從概念的定義“在水溶液或融化狀態(tài)下導(dǎo)電的化合物是電解質(zhì)”上認識，電解質(zhì)概念僅僅是對化合物進行分類的概念，但實際上僅有分類意義對中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)是不夠的，電解質(zhì)概念學(xué)習(xí)中應(yīng)該掌握的并不是簡單的物質(zhì)分類意義，更重要的是運用電離理論，了解物質(zhì)在溶液中的存在狀態(tài)，這是理解溶液的滲透壓現(xiàn)象、溶液的其它物理性質(zhì)的基礎(chǔ)，也是認識溶液中反應(yīng)實質(zhì)—離子反應(yīng)和非離子反應(yīng)的基礎(chǔ)知識。因此，本文將電解質(zhì)概念的教學(xué)重點轉(zhuǎn)向電離理論教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生認識物質(zhì)在水溶液中存在的狀態(tài)—離子或分子，并衍生出從電解質(zhì)概念對化合物的分類，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)清晰，知識結(jié)構(gòu)完整，思維能力得到較好的提高，具有比較嚴密的邏輯性，對知識的意義理解較透徹，因而知識的遷移性較好。

一、“電解質(zhì)”概念教學(xué)分析

在現(xiàn)行的中學(xué)化學(xué)必修課程中，電解質(zhì)知識標(biāo)注的題目是“酸堿鹽在水溶液中的存在形式”。從標(biāo)題上看該項內(nèi)容應(yīng)看成是電離理論的學(xué)習(xí)，但教材編寫仍以電解質(zhì)概念為主，教學(xué)實際也是以電解質(zhì)概念為重點。因此，在該文中仍以“電解質(zhì)”代表該題目。

電離理論是化學(xué)基礎(chǔ)理論，是對水溶液中溶質(zhì)存在狀態(tài)的微觀認識。電解質(zhì)是化學(xué)基本概念，是在對水溶液中溶質(zhì)存在狀態(tài)的認識的基礎(chǔ)上對物質(zhì)分類而形成的概念。由于電解質(zhì)概念形成于早期的化學(xué)科學(xué)之中，且是以溶液的導(dǎo)電與否對物質(zhì)分類而形成的概念，歷年未變。隨著人們對物質(zhì)認識的發(fā)展，水溶液導(dǎo)電實質(zhì)認識的深入，化學(xué)理論逐步完善，人們已能較為真實地認識了物質(zhì)在水溶液中存在的微觀形態(tài)，能夠從微觀層面解釋溶液的導(dǎo)電性，因此以物質(zhì)水溶液的導(dǎo)電性為標(biāo)準(zhǔn)的分類方法就顯得過于陳舊了，會限制學(xué)生認知的發(fā)展，同時也不符合知識發(fā)展的邏輯，知識學(xué)習(xí)的有用性和意義建構(gòu)都大打折扣。物質(zhì)在溶液中導(dǎo)電與否是一種實驗現(xiàn)象，并不是物質(zhì)的本質(zhì)屬性，在后來的實際運用中，“導(dǎo)電”在學(xué)習(xí)中幾乎是無意義的，也不是本課學(xué)習(xí)的真實目標(biāo)。本課學(xué)習(xí)的真正目標(biāo)是認識溶液中溶質(zhì)的存在狀態(tài)，溶液導(dǎo)電性只是溶液的本性之一，是物理性質(zhì)，因而用來解決化學(xué)問題意義不大。在所有的電解質(zhì)概念教學(xué)中，溶液的導(dǎo)電性在認識了溶質(zhì)導(dǎo)電實質(zhì)是電解質(zhì)電離成陰、陽離子后，溶液的導(dǎo)電性就沒有很大意義了，而溶質(zhì)在溶液中存在狀態(tài)和電離理論卻是學(xué)生進行后續(xù)的離子反應(yīng)和一系列其它知識學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)。所以本文認為，本課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容是化學(xué)的基礎(chǔ)理論—電離理論，電解質(zhì)只是在此理論掌握的基礎(chǔ)上對化合物一種分類方法，是一個附帶的學(xué)習(xí)概念。

化學(xué)基礎(chǔ)理論是用一定方法認識事物，形成對事物本質(zhì)的認識，其中包含認識方法的體驗和對事物本質(zhì)的認識；概念是事物的本質(zhì)屬性，是用一定的理論知識認識事物的本質(zhì)后，對事物本質(zhì)屬性的歸納和抽象。因而基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)與基本概念學(xué)習(xí)的原理有一些差異，但也有一些共同點。

本課學(xué)習(xí)還需要學(xué)生掌握電解質(zhì)在溶液中電離的表達方式—電離方程式及寫法。這是關(guān)系到學(xué)生是否真正理解了電解質(zhì)概念，同時也是解決下一課時中離子方程式寫法的基礎(chǔ)知識。因此讓學(xué)生全面地掌握在溶液中能電離的物質(zhì)的種類及電離的方式，寫出電離方程式，也是本課時的重要任務(wù)之一。弱電解質(zhì)是一個在化學(xué)學(xué)習(xí)中不可避開的概念，在電解質(zhì)概念建立起來后，隨之用電離出離子的多少情況來說明弱電解質(zhì)的電離狀態(tài)，而不要求學(xué)生掌握弱電解質(zhì)概念也是處理教材內(nèi)容的一種策略。

因此，本課時將電離理論作為主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計教學(xué)就應(yīng)有以下教學(xué)過程：①認識一定數(shù)量溶液的導(dǎo)電性；②用電離理論認識溶液導(dǎo)電的本質(zhì)；③認識物質(zhì)在水溶液中存在的狀態(tài)，學(xué)習(xí)電解質(zhì)在溶液中電離的表達方法—電離方程式；④歸納溶質(zhì)在水溶液中存在的形態(tài)，形成電解質(zhì)概念；⑤概念的重建辨析；⑥遷移、運用。教學(xué)的重點是認識物質(zhì)在水溶液中存在的狀態(tài)。

在教學(xué)策略上，先要讓學(xué)生意識到研究物質(zhì)水溶液的意義和方向，用實驗證實水溶液的導(dǎo)電性，了解實驗中各物質(zhì)水溶液導(dǎo)電的本質(zhì)，從而認識物質(zhì)在水溶液中存在的狀態(tài)。再引導(dǎo)學(xué)生進行分類，形成電解質(zhì)概念。教師舉例認識水溶液中溶質(zhì)存在狀態(tài)后，引導(dǎo)學(xué)生進行模仿，并練習(xí)電離方程式的寫法。電解質(zhì)概念由學(xué)生自主總結(jié)分類得出。

綜上所述，電解質(zhì)知識的教學(xué)步驟為：提出問題（為什么很多化學(xué)反應(yīng)都在水溶液中進行，物質(zhì)在水溶液中是否與固態(tài)有差別？）—觀察實驗（認識純物質(zhì)和水溶液的導(dǎo)電性）—形成電離理論 （電解質(zhì)電離出陰陽離子，寫出電離方程式）—構(gòu)建電解質(zhì)概念—認識電解質(zhì)和非電解質(zhì)在溶液中存在狀態(tài)（分子，陰、陽離子，分子與陰、陽離子共存）。

二、教學(xué)設(shè)計及其特點

1．教學(xué)過程設(shè)計

【教學(xué)引入】提出問題，提供先行組織者，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。

［教師提問］我們知道很多化學(xué)反應(yīng)是在溶液中進行的，為什么一定在溶液中進行？（溶液中反應(yīng)快。（進行泡騰片溶解實驗）為什么溶液中反應(yīng)快？（物質(zhì)在溶液中存在的形式與固態(tài)不同）物質(zhì)在溶液中以什么形式存在？這是我們今天要認識的主要問題。如何認識物質(zhì)在水溶液中存在形態(tài)呢？我們先看幾個實驗。

【電離理論和電離方程式】

［學(xué)生活動一］圖1是溶液導(dǎo)電實驗裝置示意圖。

圖1 電解質(zhì)溶液導(dǎo)電實驗裝置示意圖

學(xué)生完成導(dǎo)電性實驗，并將實驗現(xiàn)象填于表1中。

表1 導(dǎo)電性實驗現(xiàn)象

［教師引導(dǎo)］物質(zhì)溶于水以后形成的溶液為什么有些能導(dǎo)電，有些不導(dǎo)電呢？我們先認識溶液是如何導(dǎo)電的。

金屬導(dǎo)電原理轉(zhuǎn)換：將學(xué)生熟悉的電子定向移動產(chǎn)生電流的知識轉(zhuǎn)換成電荷移動產(chǎn)生電流的知識，以突破前概念對學(xué)習(xí)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的影響。

［教師引導(dǎo)］以NaCl溶液為例，認識溶液導(dǎo)電機理→認識溶質(zhì)在溶液中存在狀態(tài)→用電離方程式表示電解質(zhì)電離過程。

推理過程：溶液導(dǎo)電→溶液中存在可移動的電荷→存在帶電荷微?！鷰щ姾晌⒘哪睦飦?？→物質(zhì)的離解（電離）→歸納電離的條件（化合物在水溶液或熔融狀態(tài)下）→以方程式表示之（NaCl=Na++Cl－）。

解釋電離過程：離子被水分子包裹，進入水中，自由移動。

［學(xué)生活動二］

（1）按照教師的推理過程說明KNO3、HCl、NaOH溶液導(dǎo)電的機理，認識溶液中微粒形式，寫出電離方程式。

（2）解釋蔗糖溶液、乙醇溶液不導(dǎo)電的原因，說明它們在溶液中的存在狀態(tài)。

【電解質(zhì)概念的形成】

［教師引導(dǎo)］引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)上述實驗結(jié)果對化合物分類，下定義：

電解質(zhì)：在溶液或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電（以自由移動的陰、陽離子狀態(tài)存在）的化合物。

非電解質(zhì)：在溶液和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電（以分子狀態(tài)存在）的化合物。

【電解質(zhì)概念的理解】

理解：①必須是化合物；

②只要有一種狀態(tài)導(dǎo)電的化合物是電解質(zhì)。（如濃H2SO4是液體，即其熔融狀態(tài)，不導(dǎo)電，但溶于水后導(dǎo)電，是電解質(zhì)；

③電解質(zhì)與溶解性的關(guān)系：CaCO3不溶于水，但加熱熔融后可導(dǎo)電，是電解質(zhì)。

兩種情形都不導(dǎo)電的才是非電解質(zhì)。

［學(xué)生活動三］

（1）溶液中導(dǎo)電的原理是什么？（溶液中存自由移動的帶電荷微粒）

（2）電解質(zhì)導(dǎo)電現(xiàn)象的本質(zhì)是什么？（電解質(zhì)在溶液以離子狀態(tài)存在）

（3）什么是電離？電離需要電的作用嗎？

（4）二氧化硫的水溶液也能導(dǎo)電，SO2是電解質(zhì)嗎？

（5）寫出下列電解質(zhì)在溶液中的電離方程式：MgCl2、Na2CO3、NaHCO3、K2SO4、KHSO4

（6）請觀察溶解性表，寫出盡量多的物質(zhì)在水溶液中的電離方程式。

【電解質(zhì)概念的重建】

電解質(zhì)：在水溶液或熔融狀態(tài)下本身能電離出陰陽離子的化合物是電解質(zhì)。

（1）電離：電解質(zhì)在水溶液中本身離解成陰陽離子的過程。

（2）電解質(zhì)在水溶液中以離子狀態(tài)存在，非電解質(zhì)在溶液中以分子狀態(tài)存在。

（3）深入理解電解質(zhì)：

①常見電解質(zhì)：酸、堿、鹽；

②必須自身能夠電離，如SO2、NH3不是自身導(dǎo)電，不是電解質(zhì)；

③準(zhǔn)確理解溶解性及電離。

［學(xué)生活動四］強化訓(xùn)練

（1）乙醇和葡萄糖溶液為什么不導(dǎo)電？這類物質(zhì)的名稱是什么？

（2）氯氣溶于水能導(dǎo)電，氯氣是不是電解質(zhì)？

（3）固體狀態(tài)的硝酸鉀為什么不導(dǎo)電？而熔融狀態(tài)的硝酸鉀會導(dǎo)電？

（4）物質(zhì)在水溶液中存在有哪些形態(tài)？

（5）硫酸鋇是電解質(zhì)。但有人認為硫酸鋇不溶于水，所以水溶液不導(dǎo)電，所以硫酸鋇不是電解質(zhì)。你分析得出這種錯誤結(jié)論的問題在哪里？

【課堂小結(jié)】

① 根據(jù)化合物在溶液中存在的形式將其分成電解質(zhì)和非電解質(zhì)；

② 電解質(zhì)在溶液中以陰陽離子狀態(tài)存在，所以溶液導(dǎo)電（完全以離子形式存在是強電解質(zhì)；以分子和離子狀態(tài)同時存在是弱電解質(zhì)）。非電解質(zhì)在溶液中以分子狀態(tài)存在。

③ 電離理論及電離方程式：電解質(zhì)在水溶液中離解成陰陽離子的過程。

2．教學(xué)設(shè)計特點

本教學(xué)設(shè)計基本符合學(xué)生的認知規(guī)律。

電解質(zhì)的概念屬于抽象概念。本教學(xué)設(shè)計符合抽象概念的教學(xué)過程，先做導(dǎo)電性實驗，讓學(xué)生認識了一定數(shù)量的事物，用電離理論認識溶液導(dǎo)電的原因，即是存在自由移動的離子，再深入理解電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的原理，讓學(xué)生明白導(dǎo)電的本質(zhì)，將學(xué)生引導(dǎo)到觀察物質(zhì)在溶液中存在的狀態(tài)上來，最終得出正確的電解質(zhì)概念—電解質(zhì)是在溶液或熔融狀態(tài)下本身能電離出自由移動的陰陽離子的化合物。

概念形成后，相關(guān)概念的遷移運用可采用概念教學(xué)的常規(guī)教學(xué)手段。本課時中設(shè)計的學(xué)生活動，目的是引導(dǎo)學(xué)生自主理解概念和辨析概念，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動作用，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。寫出電離方程式是學(xué)生必須掌握的重要的技能，本課設(shè)計將此訓(xùn)練與物質(zhì)溶解性表聯(lián)系起來，以擴大學(xué)生視野，同時也強化了物質(zhì)組成的認識。

三、教學(xué)結(jié)果及分析

此教學(xué)設(shè)計在長沙市長郡中學(xué)、長沙市第十九中學(xué)等學(xué)校進行了實踐。教學(xué)實踐結(jié)果表明，這種“電解質(zhì)”概念的意義建構(gòu)教學(xué)，能夠使學(xué)生學(xué)習(xí)積極性提高，對于概念的意義十分清楚，有很高的教學(xué)效率；同時，對于之后學(xué)生們要學(xué)習(xí)的離子反應(yīng)等知識，教師的教學(xué)實施比未采用這種教學(xué)手段的班級要容易，學(xué)生更容易接受概念?？梢?，這種教學(xué)手段不僅能夠使學(xué)生較好地掌握“電解質(zhì)”這個概念，而且對其他內(nèi)容也有很好的促進積極作用。

［1］廖小燕．中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)條件的案例探究［D］．長沙：湖南師范大學(xué)碩士論文，2012

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*通訊聯(lián)系人：謝祥林，E－mail：xxl－h(huán)nsd＠163．com