四重表征突出本質(zhì)

摘 要：核心素養(yǎng)下的教學(xué)實踐與思考需要教師在對課程進行全面、深入解析之后，根據(jù)自己對知識、教學(xué)等的理解，立足學(xué)生特點，綜合應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)方式從諸多維度展開教學(xué)。本文以蘇教版化學(xué)中的“離子反應(yīng)”為例，通過“強弱電解質(zhì)的判斷”、“離子反應(yīng)”、“離子方程式”三個教學(xué)環(huán)節(jié)幫助學(xué)生構(gòu)建“宏觀-微觀-符號-曲線”思維模式，展開對核心素養(yǎng)背景下教學(xué)實施的策略研究。

關(guān)鍵詞：四重表征;核心素養(yǎng);離子反應(yīng);問題本質(zhì)

引言：蘇格蘭約翰斯頓是“宏觀-微觀-符號”三重表征模式提出者，在三重表征基礎(chǔ)上，2009年錢揚義提出了四重表征模式，他在原有三重表征基礎(chǔ)上，又增加了“曲線”這一表征，屬于定量分析法。筆者立足“離子及其濃度”，緊緊圍繞“四重表征”[1]的建構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生逐層學(xué)習(xí)離子反應(yīng)，著重突出化學(xué)問題本質(zhì)。該教學(xué)策略的實施有助于學(xué)生全面認識化學(xué)反應(yīng)，提升化學(xué)素養(yǎng)。

一、設(shè)計思路

在學(xué)生掌握已有知識的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)離子反應(yīng)的核心知識，建構(gòu)“宏觀-微觀-符號-曲線”思維模式，發(fā)展從定性到定量的進階思維，滲透學(xué)科核心素養(yǎng)。

1. 已知到未知——拓展知識脈絡(luò)

中學(xué)階段化學(xué)教學(xué)過程中對酸堿鹽、復(fù)分解反應(yīng)等知識有所滲透，學(xué)生已經(jīng)對電解質(zhì)、電離、一些離子檢驗以及一些離子濃度相關(guān)知識也有所認知，學(xué)生已有初步的微粒觀[2]。本教學(xué)內(nèi)容主要是帶領(lǐng)學(xué)生深入學(xué)習(xí)強弱電解質(zhì)、離子反應(yīng)等內(nèi)容，探究微粒行為。學(xué)生對離子反應(yīng)本質(zhì)、離子濃度變化以及難溶性電解質(zhì)屬于強電解質(zhì)的理解存在一定的困惑，應(yīng)重點探究。

2. 方法到建構(gòu)——形成思維模式

在充分研究教學(xué)內(nèi)容與學(xué)情的基礎(chǔ)上，從定性、定量兩個角度入手，融合數(shù)據(jù)、圖片、問題探究、實驗探究等活動，帶領(lǐng)學(xué)生從“宏觀-微觀-符號-曲線”四個維度進一步學(xué)習(xí)電離、離子反應(yīng)等知識，引導(dǎo)學(xué)生掌握強弱電解質(zhì)的判斷、理解反應(yīng)的本質(zhì)、掌握離子方程式的書寫方法，突破學(xué)生的思維障礙，建構(gòu)“四重表征”思維模式。

3. 情感到素養(yǎng)——落實核心素養(yǎng)

從“導(dǎo)電實驗、微觀動態(tài)示圖、數(shù)據(jù)”分析判斷強、弱電解質(zhì)，發(fā)展學(xué)生“證據(jù)推理與模型認知”的素養(yǎng);從“兩種溶液混合后電導(dǎo)率、pH等現(xiàn)象變化”理解反應(yīng)本質(zhì)，發(fā)展學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”的素養(yǎng)等，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與探索熱情，使學(xué)生在探究問題本質(zhì)過程中理解科學(xué)精神、體會創(chuàng)新樂趣。

二、組織實施

基于“四重表征，突出本質(zhì)”，采取“宏觀-微觀-符號-曲線”模式展開教學(xué)。教學(xué)過程中根據(jù)實際需要綜合運用問題式、探究式等教學(xué)方法，對比分析知識點。

（一）基于強、弱電解質(zhì)判斷

強、弱電解質(zhì)判斷的教學(xué)主要包括下述內(nèi)容：導(dǎo)電實驗、電離動圖、數(shù)據(jù)分析與小結(jié)。教師課前針對教學(xué)內(nèi)容做好準備，例如，準備濃度一樣的鹽酸、醋酸等相關(guān)溶液，嚴格遵循教材圖2-11所展示的內(nèi)容進行實驗，連接電源線。在做實驗前教師進行簡單講解，告知學(xué)生認真仔細觀察。學(xué)生觀察導(dǎo)電性實驗，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電能力強的是氫氧化鈉與鹽酸溶液;導(dǎo)電能力弱的是醋酸溶液與氨水。經(jīng)過實驗教學(xué)，基本實現(xiàn)讓學(xué)生感受不同電解質(zhì)導(dǎo)電能力有所區(qū)別的目的。接著，教師為學(xué)生們展示鹽酸溶液、醋酸溶液在水溶液中電離的動圖，同時告知學(xué)生完全電離的符號與部分電離的符號。此時學(xué)生聽課重在領(lǐng)悟，通過觀察HCl在水溶液中完全電離、CH3COOH部分電離，并練習(xí)書寫這兩個電離方程式[3]。教學(xué)進行到這一步，學(xué)生能夠認識到溶液導(dǎo)電能力與其電離程度有關(guān)。

然后，進行數(shù)據(jù)分析。①展示25°C時氫氧化鈉溶液、氨水中OH-離子濃度數(shù)據(jù)。讓學(xué)生明白弱電解質(zhì)在溶液中主要以分子的形式存在。②25°C時，實驗檢測發(fā)現(xiàn)飽和碳酸鈣溶液導(dǎo)電能力弱，它在水中的溶解度是0.000529g，通常情況下的溶解度是100g水c（CaCO3）大致為5.29×10—5mol/L，c（Ca2+）大致為5.29×10—5mol/L，c（CO32—）大致為5.29×10—5mol/L。在此基礎(chǔ)上，書寫CaCO3在水中的電離方程式。由于碳酸鈣難溶于水，主要以CaCO3固態(tài)狀態(tài)存在，溶解部分能夠完全電離。在本環(huán)節(jié)教學(xué)下，學(xué)生對強、弱電解質(zhì)有了清晰的判斷，可以說從定性發(fā)展到了定量的認識，得到判斷強弱電解質(zhì)的關(guān)鍵在于是否徹底電離。

（二）基于離子反應(yīng)

首先，采用問題式引入，兩種溶液混合后，溶液中的離子是否發(fā)生變化？反應(yīng)的條件是什么？引發(fā)學(xué)生思考，進而引入離子反應(yīng)的教學(xué)。之后，采用手持技術(shù)定量探究離子反應(yīng)的實質(zhì)，引入“曲線”表征。教師向30mL0.1mol·L-1Ba（OH）2溶液中滴加60mL0.1mol·L-1H2SO4溶液，觀察實驗現(xiàn)象。滴加過程用電導(dǎo)率、pH傳感器進行測量，連接數(shù)據(jù)采集器將其制作為曲線，引導(dǎo)學(xué)生探究原因。學(xué)生得出溶液中Ba2+與SO42-相結(jié)合會產(chǎn)生不易溶解的BaSO4，而H+與OH-相結(jié)合會產(chǎn)生不易電離的水，這兩種情況下，致使溶液中離子濃度下降，引入離子反應(yīng)的實質(zhì)——離子濃度發(fā)生了改變。最后，通過溶液中的pH隨滴加H2SO4溶液的變化曲線這一實驗現(xiàn)象，分析離子反應(yīng)發(fā)生的條件。為深化學(xué)生對初中復(fù)分解反應(yīng)反生條件的認知，可提問向醋酸鈉溶液中滴加稀鹽酸能發(fā)生反應(yīng)嗎？本反應(yīng)生成醋酸難電離，與前面弱電解質(zhì)在溶液里主要以分子形式呼應(yīng)，且引入離子反應(yīng)發(fā)生的條件，銜接離子方程式的書寫，建構(gòu)了“宏觀-微觀-符號-曲線”的思維模式。

（三）基于離子方程式

主要向?qū)W生講解離子方程式定義、意義以及書寫，用參與反應(yīng)的離子符號解釋式子。首先向?qū)W生展示下述2組式子，第一組為化學(xué)方程式，式子一：NaOH+HCl=NaCl+H2O;式子二：KOH+HCl=KCl+H2O;式子三：NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O;式子四：2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O。第二組是第一組化學(xué)方程式對應(yīng)的離子方程式，式子一：H++OH-=H2O;式子二：H++OH-=H2O;式子三：H++OH-=H2O;式子四：H++OH-=H2O。學(xué)生研究發(fā)現(xiàn)，雖然不同的反應(yīng)所對應(yīng)的方程式有所不同，但是所有反應(yīng)對應(yīng)的離子方程式卻完全一樣。通過對比離子方程式與化學(xué)方程式的差異，向?qū)W生闡述離子方程式不僅能夠表示特定的具體化學(xué)反應(yīng)，還能表示相同類型的離子反應(yīng)，詳解離子方程式的意義。之后引導(dǎo)學(xué)生練習(xí)書寫離子方程式，關(guān)注并點評學(xué)生練習(xí)結(jié)果，最后小結(jié)。書寫練習(xí)要求學(xué)生找出書寫的關(guān)鍵點，明確溶液中物質(zhì)的主要存在形式，與前面相呼應(yīng)，讓學(xué)生全面掌握該課程知識。

三、教學(xué)反思

本教學(xué)策略突出對學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，在學(xué)生懂得判斷“強電解質(zhì)與弱電解質(zhì)”，掌握“離子反應(yīng)”的定義、實質(zhì)、發(fā)生條件，以及“離子方程式”定義、意義與書寫的目標基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)生的思維障礙點設(shè)計了學(xué)生學(xué)習(xí)活動：利用強、弱電解質(zhì)電離反應(yīng)微觀動態(tài)示圖、電離所涉及的數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生分析本質(zhì)所在，了解二者區(qū)別;通過分析溶液中反應(yīng)前與反應(yīng)后離子濃度的變化，深入揭示離子反應(yīng)實質(zhì)，順理成章地引入離子方程式的書寫，改變了傳統(tǒng)離子方程式書寫的四步法，讓學(xué)生在書寫中對離子反應(yīng)有更深刻的理解。

在教學(xué)過程中，應(yīng)用“最近發(fā)展區(qū)”理論，針對初中、高中知識特點進行銜接設(shè)計，并將實驗教學(xué)活動穿插其中，學(xué)生隨著教師的思路觀察、分析、推理，教師教學(xué)過程中始終運用“宏觀-微觀-符號”表征，創(chuàng)新引入“曲線”表征，提高學(xué)生探究力、學(xué)習(xí)力。

離子反應(yīng)”貫穿于整個高中化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)做好“離子反應(yīng)”的整體教學(xué)設(shè)計[4]，除了做好初高中知識銜接、必修前后知識銜接外，還應(yīng)做好必修與選修的銜接，把握好低級思維到高級思維的進階，以期實現(xiàn)各個階段目標的達成。每種版本的教材有各自設(shè)計的特點，本文以蘇教版為主，融合了魯科版、人教版的部分設(shè)計，根據(jù)學(xué)情及設(shè)計思路對教材進行了整合利用。

結(jié)論：新課改下，化學(xué)教學(xué)理論教學(xué)與實驗教學(xué)并重，實驗教學(xué)能夠讓學(xué)生更充分地理解理論知識所表達的含義，化抽象為具體。理論知識能夠讓學(xué)生理解在復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)下隱含的具體內(nèi)涵。本文以離子反應(yīng)為例結(jié)合教學(xué)實際提出了有效的“四重表征”教學(xué)策略，讓學(xué)生在問題探究、實驗活動、理論知識學(xué)習(xí)中能夠逐漸提高自身化學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻

[1]李海玲.基于SOLO分類理論的四重表征教學(xué)模式在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代鹽化工，2019，46（02）：84-85.

[2]陳博殷，麥達勤.基于微粒觀建構(gòu)的高中化學(xué)“水溶液中的離子平衡”教學(xué)述評[J].化學(xué)教學(xué)，2019（04）：13-17.

[3]毛楊林.對“離子反應(yīng)”教學(xué)的觀察與思考[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2017（13）：17-19.

[4]俞建鋒.基于宏微結(jié)合導(dǎo)向下的“離子反應(yīng)”單元整體教學(xué)設(shè)計[J].化學(xué)教育（中英文），2018，39（01）：43-47.

作者簡介：施鳳鶴，1979年4月，女（漢族），福建晉江人，大學(xué)本科，一級教師，從事教育教學(xué)研究。