高中化學(xué)“離子反應(yīng)”（第二課時）教學(xué)設(shè)計

陳靜

摘 要：將“誘思導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式應(yīng)用于“離子反應(yīng)”（第二課時）的課堂教學(xué)中，同時將“建構(gòu)學(xué)科觀念”作為教學(xué)設(shè)計的核心和向?qū)?。課堂教學(xué)以學(xué)生發(fā)展為根本，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生獨立、主動、創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)，以期實現(xiàn)對學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)、思維品質(zhì)的提升。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué) 誘思導(dǎo)學(xué) 離子反應(yīng) 微粒觀

實驗探究

如何運用素質(zhì)教育觀念優(yōu)化教學(xué)過程、培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)科素養(yǎng)和思維品質(zhì)？這是我們迫切需要思考的問題。在“離子反應(yīng)”（第二課時）教學(xué)中，我深入研究了新課標中對本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)要求，針對本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計進行了一些思考和探索。

一、教材和學(xué)情分析

“離子反應(yīng)”是高中新教材必修一第二章《化學(xué)物質(zhì)及其變化》第二節(jié)的教學(xué)內(nèi)容。從教材體系上看，它起著承上啟下的作用，是溶液導(dǎo)電性實驗、酸堿鹽電離知識的延續(xù)和深化，又是學(xué)習(xí)電解質(zhì)溶液理論知識的基礎(chǔ)。學(xué)好這一節(jié)內(nèi)容，能揭示溶液中離子反應(yīng)的本質(zhì)，既鞏固了前面已學(xué)過的電離初步知識，又為后面元素化合物知識、電解質(zhì)溶液的學(xué)習(xí)打下了重要理論基礎(chǔ)。讓學(xué)生正確而又熟練地書寫離子方程式是學(xué)生必須掌握的一項基本技能。

高一學(xué)生已初步理解了復(fù)分解反應(yīng)，學(xué)習(xí)了酸堿鹽在水溶液中的電離，會書寫電離方程式，會區(qū)分常見的電解質(zhì)和非電解質(zhì)；在學(xué)習(xí)“常見離子的檢驗”時已開始嘗試從離子角度去看待復(fù)分解反應(yīng)，但認識未上升到一定高度；已初步接觸了一些水溶液中的反應(yīng)，但還不能用離子的觀點來分析問題。

二、教學(xué)設(shè)計思路

英國教育理論家懷特海說：“學(xué)生是有血有肉的人，教育的目的是為了激發(fā)和引導(dǎo)他們的自我發(fā)展之路?！北竟?jié)課中，我采用“誘思導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式，即“變教為誘，變學(xué)為思，以誘達思，以思促學(xué)”，以學(xué)生發(fā)展為根本，積極主動地創(chuàng)造條件，引導(dǎo)學(xué)生獨立、主動、創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)。這種教學(xué)模式能在很大程度上推進化學(xué)教學(xué)的素質(zhì)化，培養(yǎng)學(xué)生在創(chuàng)新、實踐、觀察等方面的能力。

知識能改變一個人看世界的深度，而學(xué)科思想可以決定一個人看世界的角度?！半x子反應(yīng)”專題是中學(xué)化學(xué)“觀念建構(gòu)”教學(xué)模式的重要載體，它提供了一種分析問題、解決問題的新視角。在教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生逐步建立“分析溶液中物質(zhì)的微粒及微粒間作用”的思路和方法，以此實現(xiàn)化學(xué)基本觀念“微粒觀”的建構(gòu)。

三、教學(xué)目標

1.知識與技能

了解離子反應(yīng)和離子方程式的含義；掌握離子反應(yīng)發(fā)生的條件；學(xué)會用離子方程式表示溶液中的離子反應(yīng)。

2.過程與方法

通過實驗探究和問題討論的過程，使學(xué)生學(xué)會運用以實驗為基礎(chǔ)的實驗研究方法；運用比較、分類、歸納、概括等方法對信息進行加工，初步形成分析推理、綜合歸納的能力。

3.情感、態(tài)度與價值觀

通過實驗激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)樂于探究的科學(xué)態(tài)度，體驗透過現(xiàn)象看本質(zhì)的辯證唯物主義思想。

四、教學(xué)過程（見表1）

第一環(huán)節(jié)：情境引入，順勢激趣

師：這是一瓶Ba（OH）2溶液，“溶液中存在哪些離子呢？”

生：Ba2+、OH-。

師：用哪些物質(zhì)能檢驗其中的Ba2+？（學(xué)生爭相發(fā)言）

生：Na2SO4、H2SO4等含有SO42-的可溶性的物質(zhì)都可以。

師：如果將Ba（OH）2溶液與同學(xué)們選擇的這些物質(zhì)的溶液相混合，溶液中這些看不見、摸不著的離子會悄悄發(fā)生變化嗎？今天就讓我們一起來探究其中的奧秘，共同領(lǐng)略“離子反應(yīng)”的魅力。

（設(shè)計意圖：用問題創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；起點較低，學(xué)生能夠迅速地對已有知識進行回憶，便于思維的持續(xù)發(fā)展；引導(dǎo)學(xué)生運用微粒觀，切入本節(jié)課的研究新視角。）

第二環(huán)節(jié)：誘發(fā)探究，概念建構(gòu)

師：首先讓我們來研究Ba（OH）2溶液與Na2SO4溶液的混合情況，Na2SO4溶液中含有哪些離子呢？

生：Na+、SO42-。

師：這兩種溶液混合時，會有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？從微觀角度分析，這是怎么回事呢？

生：Ba2+和SO42-結(jié)合生成了白色沉淀BaSO4。

師：Ba2+和SO42相互作用發(fā)生變化，那么原來溶液中的Na+和OH-變化了嗎？請設(shè)計實驗方案來探究。（學(xué)生之間交流討論，共享學(xué)習(xí)成果）

生1：向Ba（OH）2溶液中滴入酚酞溶液，再向其中加入Na2SO4溶液，觀察酚酞的顏色變化。

生2：向Ba（OH）2與Na2SO4反應(yīng)后的溶液中加入CuSO4溶液，觀察是否有藍色沉淀產(chǎn)生。

師：這兩個方案都很有道理，第一位同學(xué)的方案更為簡單一些，下面請同學(xué)們動手試試第一種設(shè)計方案。

探究實驗：向盛有2 mL Ba（OH）2溶液的試管里滴入1滴酚酞溶液，再用膠頭滴管向試管里滴入2 mL Na2SO4溶液，振蕩后靜置。

生：分組實驗，并匯報實驗現(xiàn)象——有白色沉淀產(chǎn)生，酚酞依然為紅色，幾乎無明顯變化。

師：這一現(xiàn)象說明了什么問題？你能從微觀角度分析嗎？

生1：酚酞依然為紅色，說明OH-幾乎沒有變化。由于整個溶液不顯電性，Na+也沒有變。

生2：在這個反應(yīng)中，Na+和OH-只是旁觀而已。這個反應(yīng)的實質(zhì)是Ba2+和SO42相互作用生成了BaSO4沉淀。

師：同學(xué)們分析得很好，能不能用離子符號來表示上述離子間的相互作用呢？

生：Ba2++SO42-=BaSO4↓

師：像這樣電解質(zhì)在溶液中發(fā)生的離子之間的反應(yīng)，我們稱之為離子反應(yīng)。用實際參加反應(yīng)的離子符號來表示的式子我們稱之為離子方程式。

（設(shè)計意圖：誘發(fā)學(xué)生進行實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計實驗方案能力和實驗操作技能，幫助其樹立科學(xué)的實驗觀；帶領(lǐng)學(xué)生從微觀粒子角度認識物質(zhì)在水溶液中的存在狀態(tài)及行為，分析水溶液中的化學(xué)反應(yīng)，從而建構(gòu)離子反應(yīng)的概念，構(gòu)建“微粒觀”。）

第三環(huán)節(jié)：引導(dǎo)思維，概念深化

師：下面我們來探究Ba（OH）2溶液與H2SO4溶液混合的情況，請注意觀察實驗中的溶液現(xiàn)象和小燈泡的亮度變化。

（演示實驗：向燒杯中加入一定量0.01 mol/L Ba（OH）2溶液，滴加幾滴酚酞，在滴定管中加入0.2 mol/L H2SO4溶液，開啟電源開關(guān)按鈕，向燒杯中逐滴滴加稀H2SO4，攪拌。）

生：（驚奇，驚嘆，爭先恐后匯報實驗現(xiàn)象）

師：請同學(xué)們從宏觀和微觀兩個角度分析，為什么會產(chǎn)生這樣的實驗現(xiàn)象？

生1：出現(xiàn)白色沉淀，是因為有白色沉淀BaSO4產(chǎn)生。

生2：小燈泡的明暗變化反映了溶液導(dǎo)電性的變化，也就是溶液中離子濃度發(fā)生了變化。首先燈泡由亮→熄滅，說明溶液中幾乎無自由移動的離子；后來燈泡由熄滅→亮，說明溶液中又產(chǎn)生了自由移動的離子，這些現(xiàn)象都說明有離子參加了反應(yīng)。

生3：溶液中的紅色逐漸褪去，是因為溶液中的OH-逐漸減少。

師：同學(xué)們分析得太精彩了，大家能不能嘗試從微觀角度定量地分析溶液中微粒數(shù)量的變化，進一步解開實驗現(xiàn)象背后的奧秘呢？大家可以參考化學(xué)方程式：Ba（OH）2+H2SO4= BaSO4↓+2H2O

生：（思考片刻，舉手發(fā)言）

1 mol Ba（OH）2在溶液中能電離出1 mol Ba2+和2 mol OH-，1 mol H2SO4在溶液中能電離出2 mol H+和1 mol SO42-。當1 mol Ba2+與1mol SO42-結(jié)合生成了1 mol難溶的BaSO4時，2 mol OH-與2 molH+結(jié)合生成了2 mol難電離的H2O。這樣，溶液中幾乎無自由移動的離子了，燈泡由亮→熄滅，后加入的過量的硫酸又電離出自由移動的H+和SO42-，燈泡由熄滅→亮。

師：同學(xué)們成功地分析了這些離子間的相互作用。那么，如何用化學(xué)符號表達這個反應(yīng)的離子方程式呢？

生：（躍躍欲試，難掩興奮）

Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O

（設(shè)計意圖：通過教師演示實驗，學(xué)生發(fā)現(xiàn)了奇妙的實驗現(xiàn)象，激發(fā)了學(xué)生的強烈學(xué)習(xí)興趣；逐步引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的思維過程，幫助其形成“從宏觀到微觀，從定性到定量”的認知過程，深化對“離子反應(yīng)”概念的理解，強化了“微粒觀”，促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。）

第四環(huán)節(jié)：解決問題，概念表達

師：接下來請同學(xué)們思考以下這些酸堿鹽之間，哪些能兩兩發(fā)生反應(yīng)？如能發(fā)生反應(yīng)，請寫出對應(yīng)的化學(xué)方程式。

稀鹽酸 NaOH溶液

CuSO4溶液 CaCO3粉末

生：NaOH+HCl=NaCl+H2O

CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

師：你能從微觀角度分析反應(yīng)的實質(zhì)嗎？請嘗試寫出以上方程式對應(yīng)的離子方程式。

生：OH-+H+=H2O

Cu2++OH-=Cu（OH）2↓

CO32-+2H+=H2O+CO2↑

師：下面請同學(xué)們來幫助剛才的幾位同學(xué)分析一下，寫得好不好呢？

生1：Na+和Cl-沒有參與反應(yīng)，實際參加反應(yīng)的是OH-和H+，這是對的。

生2：Na+和SO42-沒有參與反應(yīng)，實際參加反應(yīng)的是Cu2+和OH-。但是，1 mol Cu2+能與2 mol OH-發(fā)生反應(yīng)，所以離子方程式應(yīng)為Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓。

生3：反應(yīng)過程中，Cl-未發(fā)生變化。反應(yīng)物CaCO3不能在溶液中電離出自由移動的離子，應(yīng)寫成化學(xué)式CaCO3，反應(yīng)后生成了Ca2+。因此離子方程式應(yīng)為CaCO3+2H+= Ca2++H2O+CO2↑。

師：請同學(xué)們再來觀察一下這幾個反應(yīng)方程式，想一想這些酸堿鹽在溶液中相互交換成分而發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，從微觀角度分析，實際上交換的是什么？

生：（恍然大悟）交換的是離子，原來復(fù)分解反應(yīng)的實質(zhì)是這樣呀！

師：同學(xué)們學(xué)會了從微觀角度分析離子反應(yīng)的實質(zhì)來書寫離子方程式，這樣的思路和方法很有效。下面你能總結(jié)書寫離子方程式的一般步驟嗎？

生1：第一步，寫出化學(xué)方程式；第二步，分析判斷溶液中有哪些微觀粒子；第三步，判斷哪些微粒之間能夠相互作用（可以刪除旁觀的、未變化的離子）。

生2：寫完離子方程式，為保證準確無誤還要檢查：原子個數(shù)是否守恒（元素守恒）；電荷是否守恒；是否遵守客觀事實。

師：在書寫離子方程式時，第二步是關(guān)鍵。你能嘗試歸納書寫離子方程式時，哪些物質(zhì)寫離子形式，哪些物質(zhì)寫化學(xué)式？

生1：離子形式——易溶于水、易電離的物質(zhì)（如強酸HCl，強堿NaOH，可溶性鹽NaCl、Na2SO4、CaCl2）

生2：化學(xué)式——難溶的物質(zhì)、氣體、水（如CaCO3、Cu（OH）2，H2O，CO2）

師：請同學(xué)們根據(jù)以上幾個反應(yīng)方程式，嘗試歸納復(fù)分解型離子反應(yīng)發(fā)生的條件。

生：只要有沉淀或氣體或水生成，復(fù)分解型離子反應(yīng)就能發(fā)生。

師：你能從離子方程式找到對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)嗎？比如，哪些物質(zhì)之間的反應(yīng)可以用離子方程式Ba2++SO42-= BaSO4↓表示？

生1：BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl

生2：BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl

生3：Ba（NO3）2+K2SO4=BaSO4↓+2KNO3

師：這幾個反應(yīng)的化學(xué)方程式不同，但它們的離子方程式相同。這說明離子方程式不僅可以表示某一個具體的化學(xué)反應(yīng)，還可以表示同一類型的離子反應(yīng)。那么是不是所有含有Ba2+、SO42-的物質(zhì)之間的反應(yīng)都可以用這個離子方程式表示呢？

生1：不是，比如Ba（OH）2+CuSO4=BaSO4↓+Cu（OH）2↓

生2：還有Ba（OH）2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O

（設(shè)計意圖：在離子方程式書寫的演練中，將自評、互評、師評相結(jié)合，突出學(xué)生的主體地位，使學(xué)生更好地熟練離子方程式的書寫技能；引導(dǎo)學(xué)生把化學(xué)知識和方法運用到解決實際問題中，從離子及其相互作用的角度分析酸堿鹽之間的反應(yīng)，鞏固“微粒觀”。）

第五環(huán)節(jié)：鞏固提高，概念應(yīng)用

師：我們今天學(xué)習(xí)了離子反應(yīng)的概念、離子方程式的書寫以及復(fù)分解型離子反應(yīng)的發(fā)生條件。認識并掌握了離子反應(yīng)很有用處，在混合物分離、物質(zhì)提純和鑒定、清除水中污染物等方面都能大顯身手。下面我們一起來試一試吧！

反饋習(xí)題：粗鹽中含有MgCl2、Na2SO4、CaCl2等雜質(zhì)，工業(yè)提純粗鹽的工藝流程如圖2所示。請寫出粗鹽提純過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式和離子方程式。

生：MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl

Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓

生：Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl

SO42-+Ba2+=BaSO4↓

生：CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl

Ca2++CO32-=CaCO3↓

生：BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl

Ba2++CO32-=BaCO3↓

生：2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑

2H++CO32-=H2O+CO2↑

生：HCl+NaOH=NaCl+H2O

H++OH-=H2O

（設(shè)計意圖：給學(xué)生一個真實的應(yīng)用情境，讓學(xué)生體驗到化學(xué)的學(xué)科價值觀；了解離子反應(yīng)的應(yīng)用，進一步學(xué)會從微觀角度分析粗鹽提純問題，理解復(fù)分解反應(yīng)的本質(zhì)。）

五、教學(xué)感悟

在帶領(lǐng)學(xué)生探索求知的過程中，看到學(xué)生收獲了成功的喜悅，作為教師的我更是欣喜萬分。學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)和良好思維品質(zhì)得到了培養(yǎng)和發(fā)展，實現(xiàn)了真正的“化學(xué)味”的課堂教學(xué)。在本節(jié)課的教學(xué)中，我有這樣幾點感悟和體會。

1.問題設(shè)置是關(guān)鍵

問題是教學(xué)的內(nèi)容，是實施有效“誘思導(dǎo)學(xué)”教學(xué)的核心，是保證教學(xué)運作的軸心?！罢T發(fā)探究，引導(dǎo)思維”需要從創(chuàng)設(shè)好的問題開始，不同環(huán)境需要設(shè)置不同類型的問題。在“情景引入”環(huán)節(jié)中，問題設(shè)置的起點不高，但直奔主題，充分利用學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，便于思維的持續(xù)發(fā)展，學(xué)生的積極性非常高。在“引導(dǎo)思維”環(huán)節(jié)中，通過海問、點問、追問，循序漸進，步步深入，讓師生的思維相互交融；通過預(yù)設(shè)問題的層層推進，抽絲剝繭，一步步解開實驗現(xiàn)象背后的奧秘，讓學(xué)生體會到收獲成功的喜悅，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，增強了學(xué)生持續(xù)探究的動力。

2.實驗探究是載體

在“誘思導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式中，學(xué)生是設(shè)計、觀察以及實驗等活動的主體，通過親身活動來獲取知識，從多角度理解知識?；瘜W(xué)是一門實驗性的科學(xué)，化學(xué)實驗為學(xué)生的實踐活動創(chuàng)造了條件。實驗探究教學(xué)活動能增強化學(xué)教學(xué)的探索性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)造精神和創(chuàng)造能力。在“誘發(fā)探究”環(huán)節(jié)中，設(shè)置開放式的問題情境，能夠調(diào)動學(xué)生的積極性，誘發(fā)學(xué)生自主探究及設(shè)計實驗方案。在“引導(dǎo)思維”環(huán)節(jié)中，利用導(dǎo)電性實驗裝置展示Ba（OH）2與H2SO4溶液反應(yīng)帶來的精彩實驗現(xiàn)象，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個可以持續(xù)深入思維的探究情境，激發(fā)學(xué)生的探求欲望，為預(yù)設(shè)問題的層層推進鋪平道路、創(chuàng)造條件。

3.學(xué)科觀念是核心

著名化學(xué)教育家宋心琦教授認為：“能夠使學(xué)生終身受益的化學(xué)教學(xué)，不是具體的化學(xué)知識，而是影響學(xué)生人生觀和價值觀的化學(xué)思想觀念?！薄拔⒘Ｓ^”是中學(xué)化學(xué)中的一個重要的核心觀念。本節(jié)課中采用基于“微粒觀”的教學(xué)方法能夠真正讓學(xué)生從微粒的視角認識溶液和溶液中的反應(yīng)。在“引導(dǎo)思維”環(huán)節(jié)中，逐步引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度認識溶液中反應(yīng)的思路來書寫離子方程式，分析溶液中微粒的來源和數(shù)量、溶液中微粒間的相互作用及其結(jié)果，從而巧妙地突破書寫離子方程式時“反應(yīng)過程中離子間的定量關(guān)系”這一難點。在“解決問題”環(huán)節(jié)中，學(xué)生熟練運用“微粒觀”來書寫離子方程式，輕松實現(xiàn)理論與實踐間的循環(huán)。

參考文獻：

[1]懷特海.教育的目的[M].上海：文匯出版社，2012.

[2]王磊，張毅強，喬敏.觀念建構(gòu)為本的化學(xué)教學(xué)設(shè)計研究[J].化學(xué)教育，2008，29（6）.