恰當(dāng)運用對比實驗幫助學(xué)生理解化學(xué)概念

恰當(dāng)運用對比實驗幫助學(xué)生理解化學(xué)概念

在2009-2010年度筆者相繼完成了“化學(xué)鍵”和“離子反應(yīng)”兩個課例的研究任務(wù)。反思這兩節(jié)化學(xué)概念教學(xué)課，驚喜地發(fā)現(xiàn)在整個教學(xué)過程中對比實驗對幫助學(xué)生理解化學(xué)概念起到了非常重要的作用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了“由實驗引入概念”的最初設(shè)計想法。本文以“離子反應(yīng)”教學(xué)為例，分析在化學(xué)概念教學(xué)中如何恰當(dāng)運用對比實驗，促進(jìn)學(xué)生對概念本質(zhì)的理解。一、離子反應(yīng)及其教學(xué)價值“離子反應(yīng)”是高中化學(xué)的核心概念，它研究的是水溶液中物質(zhì)微粒間的相互作用及其規(guī)律，其上位概念是微粒間的相互作用。在高中化學(xué)必修1中，“離子反應(yīng)”討論的是酸、堿、鹽在水溶液中反應(yīng)的特點和規(guī)律，包括離子反應(yīng)的本質(zhì)涵義、發(fā)生條件、表示方法等主要內(nèi)容，涉及除雜、離子檢驗、離子共存等離子反應(yīng)在生產(chǎn)生活中的實際應(yīng)用。本節(jié)課重點認(rèn)識復(fù)分解型離子反應(yīng)的實質(zhì)、表示方法和實際應(yīng)用?！半x子反應(yīng)”安排在人教版高中必修1第二章《化學(xué)物質(zhì)及其變化》的第二節(jié)第二課時，在教材中具有承上啟下的作用，也是學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)的知識工具。筆者認(rèn)為，本節(jié)課“離子反應(yīng)”的教學(xué)價值重在發(fā)展學(xué)生從微觀離子角度，認(rèn)識比較熟悉的水溶液中酸堿鹽之間的反應(yīng)，引導(dǎo)學(xué)生從宏觀的認(rèn)識（復(fù)分解反應(yīng)）發(fā)展到溶液中酸堿鹽之間反應(yīng)的本質(zhì)認(rèn)識（離子反應(yīng)），初步建立分析水溶液中電解質(zhì)反應(yīng)的思路和方法。即從微觀角度分析溶液中物質(zhì)微粒的存在狀態(tài)、微粒間的相互作用及其作用結(jié)果，幫助學(xué)生形成微觀實質(zhì)解釋宏觀現(xiàn)象的科學(xué)思想。二、學(xué)生學(xué)習(xí)離子反應(yīng)的困難三、設(shè)計對比實驗支持離子反應(yīng)概念學(xué)習(xí)依據(jù)對離子反應(yīng)知識本體、教材內(nèi)容、學(xué)生學(xué)情和認(rèn)識發(fā)展的分析，設(shè)計本節(jié)課的整體教學(xué)思路如下頁表1所示。學(xué)生學(xué)習(xí)了電離知識，也就知道了常見的某種酸堿鹽電解質(zhì)在水溶液中的微粒存在形態(tài)。那么為什么有些兩種或兩種以上的酸堿鹽電解質(zhì)在水溶液中可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？它們之間發(fā)生反應(yīng)的本質(zhì)是什么？我們通過什么可以知道酸堿鹽在水溶液中的確發(fā)生反應(yīng)了呢？很自然教學(xué)設(shè)計中引課的環(huán)節(jié)就定格在如何通過一個實際反應(yīng)的直觀現(xiàn)象和問題，引發(fā)學(xué)生從酸堿鹽水溶液中微粒組成與變化的角度分析反應(yīng)的本質(zhì)。四、支持離子反應(yīng)概念學(xué)習(xí)的對比實驗活動設(shè)計教師：好。下面讓我們一起來書寫出以上兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式，這兩個反應(yīng)屬于什么反應(yīng)類型呢？學(xué)生：復(fù)分解反應(yīng)。教師：這兩個表面反應(yīng)現(xiàn)象相同的復(fù)分解反應(yīng)，其溶液中微粒間的作用是否也相同呢？為了解決這個問題，我們今天借用靈敏電流計做實驗進(jìn)行探究。學(xué)生：應(yīng)該是相同的。學(xué)生：燒杯中加有溶液電流計指針都發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)，再加入溶液電流計指針回轉(zhuǎn)，然后繼續(xù)滴加又偏轉(zhuǎn)；另一燒杯中再加入溶液指針基本沒變化。指針有偏轉(zhuǎn)，說明溶液中電解質(zhì)電離產(chǎn)生自由移動的離子，指針回轉(zhuǎn)，說明溶液中的離子減少了；指針無明顯變化說明溶液中的離子數(shù)目沒改變。師生互動：組織學(xué)生從反應(yīng)物在水溶液中的電離情況、溶液中離子之間的相互作用、反應(yīng)后溶液中微粒的存在狀態(tài)等角度對上述兩個反應(yīng)進(jìn)行分析。教師：像與、三種酸、堿、鹽溶液一樣在水中發(fā)生電離，電離出的離子之間發(fā)生作用生成沉淀、氣體或難電離的水，這種溶液中交換離子的反應(yīng)就是今天我們主要研究的概念——離子反應(yīng)。最初找到溶液分別與、溶液反應(yīng)的目的是為了引入離子反應(yīng)概念的學(xué)習(xí)。但事實在教學(xué)設(shè)計和實施的過程中，從實驗本身又挖掘了一些可喜的知識去支撐和發(fā)展學(xué)生對離子反應(yīng)概念本質(zhì)更深層次的認(rèn)識。第三，課例中對比實驗達(dá)到了哪些較好的教學(xué)效果？上述基于對比實驗的教學(xué)活動能夠幫助學(xué)生有意識地從離子的角度看待比較熟悉的化學(xué)反應(yīng)，從分析酸堿鹽在水溶液中的存在狀態(tài)、微粒間的相互作用及其作用結(jié)果來探討離子反應(yīng)發(fā)生的條件，進(jìn)而領(lǐng)會離子反應(yīng)的實質(zhì)。（1）以與、溶液反應(yīng)為例展開離子反應(yīng)概念學(xué)習(xí)的各個環(huán)節(jié)。從離子反應(yīng)的引入——離子反應(yīng)的本質(zhì)——離子方程式的書寫——離子反應(yīng)的應(yīng)用都圍繞這兩個反應(yīng)展開討論學(xué)習(xí)，能夠幫助學(xué)生形成一個由點到面，然后再從面歸結(jié)為一個點的思維認(rèn)識方式?；瘜W(xué)實驗是研究化學(xué)問題所必需的技能和手段。直觀的化學(xué)實驗現(xiàn)象可以幫助學(xué)生用化學(xué)用語表示化學(xué)變化的結(jié)論，更有利于幫助學(xué)生