例說實驗在高中化學(xué)概念教學(xué)的應(yīng)用

朱立

在化學(xué)概念教學(xué)中，教師一定要重視利用化學(xué)實驗來引導(dǎo)學(xué)生去感知化學(xué)事物，形成化學(xué)概念，提高化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。本文就以《選修四》“鹽類的水解”的教學(xué)為例，來闡述實驗在概念教學(xué)的應(yīng)用。

教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn) （實驗）》及高考的考綱要求，將鹽類的水解教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為：引導(dǎo)學(xué)生以化學(xué)的眼光，從微觀的角度去認(rèn)識鹽類水解的本質(zhì)；從現(xiàn)象到本質(zhì)，幫助掌握概念的內(nèi)涵與外延及水解的有關(guān)規(guī)律；鹽類水解方程式的書寫；正確認(rèn)識鹽類的水解在生產(chǎn)、生活中作用，并解釋生活中的一些現(xiàn)象。

教學(xué)設(shè)計思想

傳統(tǒng)的教學(xué)思路是：平鋪進(jìn)入（演示人教版教材P54的科學(xué)探究）—數(shù)據(jù)分析、呈現(xiàn)概念—性質(zhì)學(xué)習(xí) （講解鹽類水解規(guī)律）—性質(zhì)應(yīng)用。筆者設(shè)計的教學(xué)思路：（實驗引入）創(chuàng)設(shè)情境、引發(fā)認(rèn)知沖突—（小組討論）本質(zhì)構(gòu)建—（實驗驗證）發(fā)現(xiàn)新問題引發(fā)學(xué)生的深度思考—（實驗論證）解決問題獲得最終的科學(xué)概念—性質(zhì)運用，培養(yǎng)學(xué)生高階思維。

教學(xué)環(huán)節(jié)

創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣 問題1：“酸溶液為酸性，堿溶液為堿性，那么鹽溶液的酸堿性呢？試根據(jù)現(xiàn)有的經(jīng)驗來判斷H2O、0.1mol/L的NaCl溶液、0.1mol/L NH4Cl溶液、0.1mol/L Na2CO3溶液的酸堿性。[設(shè)計意圖]：依據(jù)原有的認(rèn)知水平，大多數(shù)學(xué)生會認(rèn)為鹽溶液和NaCl溶液一樣顯中性。此時，教師如果只是通過學(xué)生分組實驗數(shù)據(jù)加以簡單分析后，直接將鹽類水解的概念、規(guī)律等鹽類水解的有關(guān)知識呈現(xiàn)給學(xué)生，那么這樣的教學(xué)效果是低效的。為了讓學(xué)生從微觀角度理解鹽類的水解，設(shè)計如下實驗：

[實驗1]常溫下，用精密pH試紙分別測蒸餾水以及濃度均為0.1mol/L的NaCl溶液、0.1mol/L NH4Cl溶液、0.1mol/L Na2CO3溶液的pH，并做好記錄。[設(shè)計意圖]：學(xué)生通過上述溶液pH值的測定，發(fā)現(xiàn)實驗事實與自己的認(rèn)知水平相沖突，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。[分組討論]：1.從形成鹽的酸、堿的強弱對上述鹽進(jìn)行分類。 2.溶液的酸堿性與哪些微觀粒子有關(guān)？3.結(jié)合強弱電解的特點、平衡移動的原理，分析溶液中微粒種類與數(shù)目的變化？[設(shè)計意圖]：從認(rèn)知沖突開始了質(zhì)疑，引導(dǎo)學(xué)生用微粒觀來分析鹽溶液呈中性、酸性、堿性的原因。完成鹽類水解的概念的本質(zhì)構(gòu)建。

本質(zhì)建構(gòu)，有效轉(zhuǎn)變迷失概念，實現(xiàn)科學(xué)概念的生成 [實驗2] 學(xué)生預(yù)測濃度均為0.1mol/L Na2SO4溶液、FeCl3溶液、NaF、CH3COONa溶液的酸堿性，并用精密pH試紙測其pH值，做好記錄。[設(shè)計意圖]：利用前面構(gòu)建的科學(xué)概念進(jìn)行預(yù)測，再通過實驗加以驗證，這符合科學(xué)探究的一般過程；實驗中學(xué)生發(fā)現(xiàn)了CH3COONa溶液和NaF溶液都呈堿性、pH不大且有差別，讓學(xué)生認(rèn)識到鹽類水解的程度是微弱的可能是可逆的，水解的程度還可能與鹽的組成有關(guān)（越弱越水解）。概念的科學(xué)論證及實驗中新的發(fā)現(xiàn)，引發(fā)學(xué)生對鹽類的水解這個概念的深度思考。

[實驗3]如何用實驗的方法來證明鹽類的水解是可逆反應(yīng)呢？學(xué)生討論并完成下列實驗，記錄現(xiàn)象并獲結(jié)論。[設(shè)計意圖]：滴加酚酞變紅說明Na2CO3水解產(chǎn)生了OH-，加入BaCl2溶液后，產(chǎn)生白色沉淀，紅色變淺至完全消失，說明OH-與CO32-—共存于溶液中，上述現(xiàn)象產(chǎn)生的原因就是平衡移動的結(jié)果，說明水解是一個動態(tài)平衡。而加熱紅色加深又說明鹽類的水解是一個吸熱反應(yīng)。

深度思考，把握概念的內(nèi)涵與外延

[實驗4]預(yù)測濃度均為0.1mol/L NaHCO3溶液、NaHSO4溶液、CH3COONH4溶液對水的電離平衡的影響及酸堿性，并用pH計進(jìn)行驗證，記錄現(xiàn)象并分析原因。[設(shè)計意圖]：讓學(xué)生明析鹽類的水解不一定會對改變?nèi)芤旱膒H.不水解的鹽可能改變?nèi)芤旱膒H.幫助學(xué)生把握概念的內(nèi)涵與外延。通過以上4個分組實驗及數(shù)據(jù)分析后，學(xué)生對鹽類水解有了一個比較清晰的認(rèn)識，最終在頭腦中形成了“鹽類水解”的科學(xué)概念。

實例運用，促進(jìn)思維的延伸，形成高階思維 [實驗5]將NaHCO3與Al2（SO4）3溶液混合，記錄實驗現(xiàn)象，并嘗試分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。[視頻展示]泡沫滅火器的原理及運用。[設(shè)計意圖]：兩種溶液混合之后的產(chǎn)生的“震撼”現(xiàn)象，激發(fā)了學(xué)生的探究意識。

教學(xué)反思與體會

實驗情景的創(chuàng)設(shè)教師要思考什么 教師利用實驗進(jìn)行教學(xué)設(shè)計中，要考慮最合適的實驗形式是什么；要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程中認(rèn)識發(fā)展的障礙點和發(fā)展點。同時教師還要不斷地加強對概念教學(xué)的深入研究，從認(rèn)知心理學(xué)角度進(jìn)行實踐研究，并精心設(shè)計相關(guān)實驗，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)與高階思維的形成。

科學(xué)概念的本質(zhì)建構(gòu)要思考什么 科學(xué)概念的本質(zhì)構(gòu)建中如何將微觀世界的變化用宏觀的手段或現(xiàn)象展現(xiàn)出來。若我們的概念學(xué)習(xí)的課堂能設(shè)計出更多宏觀的實驗幫助建構(gòu)化學(xué)概念，以認(rèn)清科學(xué)的本質(zhì)，才能體現(xiàn)概念的教學(xué)價值與功能。

總之，教學(xué)在概念教學(xué)中要充分利用好化學(xué)實驗，實現(xiàn)化學(xué)概念的靈活應(yīng)用，提升學(xué)生的思維能力和科學(xué)素養(yǎng)。

【湖南省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2017年度課題《高中化學(xué)實驗在概念教學(xué)中的應(yīng)用研究》（課題編號：XJK17CZXX099）階段性研究成果】

（作者單位：湖南省岳陽市第十五中學(xué)）endprint