论文部分内容阅读
摘 要： 高中化学反应原理教学内容在必修和选修中所占比重均较大，基于化学反应原理的理论概念比较抽象，研究化学反应原理教学的实验探究教学在必修和选修之间的衔接非常必要。本文以pH计运用于电离理论教学的几则案例阐述高中化学反应原理教学中关于必修与选修实验探究教学的衔接教学。
关键词： 化学实验 pH计 电离理论教学
一
研究宏观与微观的联系是化学不同于其他科学最特征的思维方式。物质微粒观作为化学的一个基本观念，要求学生从微观角度认识物质的结构、组成，理解化学变化。微粒观的建立对于深刻理解微粒理论与化学宏观变化的相互关系相当重要。电离理论的教学，能比较全面地体现微粒观思维的特点，而在教学中恰当运用pH计可以帮助学生有效建立微粒观。以下是笔者在教学实践中总结的关于pH计运用于电离理论教学的几则案例。
应用一：反应微观本质
案例1：强弱电解质概念教学
在高中化学必修1《强弱电解质》教学中，笔者的设计思路是：以实验情境不断激发学生探究欲望，从定性实验到定量实验，逐步帮助学生建构弱电解质不能完全电离的观念。
实验1：相同条件下1mol/L 的食盐溶液、蔗糖溶液 、盐酸 醋酸溶液的导电性实验。
设计意图：通过导电性实验，引导学生通过对各种溶液导电能力不同，引发学生思考物质在水中是否电离，同时复习电解质和非电解质概念。在醋酸溶液导电性弱的事实面前，学生的原有认知在面对分类问题时出现认知冲突，从而产生继续学习、探究的欲望。
实验2：相同条件下1 mol/L盐酸和醋酸溶液分别与相同大小的镁条反应。
设计意图：让学生从微观的角度猜想：相同条件下、相同浓度的盐酸和醋酸导电性不同的原因，并自行设计实验，寻找实验证据支持或否定你的猜想。由实验结论引导学生思考，盐酸和醋酸电离程度不同，因此氢离子浓度不同。此时学生急切想知道氢离子浓度究竟如何，第三个定量实验就呼之欲出了。
实验3：使用pH 计，测定相同条件下0.1mol/L盐酸和醋酸溶液的pH值。
设计意图：通过实验1导电性实验达到两个目的，一是进一步巩固电解质和非电解质的概念，二是从定性角度初步认识电解质溶液导电能力有所不同，引发学生进一步思考。通过实验2和实验3，从定性和定量角度，将学生对电解质分类的关注聚焦到微粒种类和数量的角度，初步形成强电解质和弱电解质的概念，这为选修化学《溶液中的离子反应》要求分析溶液中微粒，进而分析平衡打下了基础。同时为《化学反应速率》中浓度对速率的影响提供最直接的实验事实。
应用二：跟踪反应过程
案例2：离子反应教学
在高中化学必修1《离子反应》一课的教学中，这一教学内容的难点在于要让学生感受到溶液中看不见的离子发生了反应，微粒的存在状态发生了变化。这个过程单凭老师讲解是不能让人信服的。这时如果借助探究实验将其中本质揭示出来，有助于学生深刻理解这些概念。怎样让学生自己通过对具体事实的体会并加以逻辑思考建构出来的，教师必须从认识概念的过程这一角度设计教学，即从表象入手，与思维联系。在这一过程中，化学实验通常是很好的载体，但如何用好实验是需要精心策划的。笔者设计了如下实验。
应用三：显现动态平衡
案例3：弱电解质的电离平衡
在高中化学选修《化学反应原理》中《弱电解质的电离平衡》一节教学内容与必修2《强弱电解质》教学内容是一脉相承的。在必修2《强弱电解质》教学中学生已经知道弱电解质的电离是不完全的，溶液中分子、离子共存。在选修《弱电解质的电离平衡》教学中主要为学生解决溶液中分子、离子共存的原因是由于弱电解质溶液中存在电离平衡这一难题。笔者根据这一教学要求，设计以下教学环节。
实验1： 0.1mol/L醋酸 溶液中加入少量醋酸铵晶体，分别测醋酸溶液和混合液pH。
设计意图：学生从上述实验发现前后两次溶液的pH变小，结合化学平衡的观点，理解弱电解质的电离平衡。
二
高中化学反应原理教学内容在必修和选修中所占比重均较大，基于化学反应原理的理论概念比较抽象，研究化学反应原理教学的实验探究教学在必修和选修之间的衔接非常必要。从以上对pH计在电离理论教学的衔接作用，笔者认为开展化学反应原理教学的实验探究教学在必修和选修之间的衔接教学主要注意以下方面。
（一）把握概念之间的衔接关系
从以上电离理论在必修和选修的教学内容可以看出，关于弱电解质的概念学习呈现了层层递进的过程，首先掌握弱电解质的电离是不完全的，进而理解离子方程式中弱电解质要用分子式表示，在选修化学学习了平衡理论以后，对弱电解质的电离为什么不完全有了更深刻认识。
（二）设计实验探究问题要有层次性
关于原理方面的实验探究，主要涉及化学原理、反应条件、反应现象的探究。其特点是内容较抽象，思维的深度和广度均较大，因此从策略上要求教师通过科学整合教学设计，对学生不断给予启发，设置阶梯形的问题，同时给予必要的知识和方法层面的帮助。如上述案例1《强弱电解质》教学中笔者通过一组由浅入深，由定性实验到定量实验的问题探究帮助学生建立弱电解质的概念，并把握宏观的实验现象和微观粒子反应之间的关系。基本观念具有内隐性，所以，实验探究教学的各个环节中，要层层递进，这样做有利于帮助学生建立思考问题的方法和程序，增强思维的深刻性与逻辑性。
（三）实验设计要系统直观
实验活动设计要系统全面。如在《离子反应》教学中探究溶液中究竟有哪些离子参与反应？可以有两种方法。教师要给予学生思考的空间，让他们设计各种方法，以此培养学生全面系统的思维品质。另外，运用实验探究进行概念、观念的建构，注重实验结果所揭示的概念原理，通过实验看到的宏观现象，认识微观事物的本质，所以实验设计要直观化。
化学知识、情感体验和化学基本观念在促进学生发展中是互为依托的。依托化学实验探究活动落实基本理论和建构学科观念的教学的每一个环节，教师都应当有一个高端视角，除了对知识本身熟练掌握以外，还应当充分利用化学实验的学科特点，发挥实验的重要作用。
参考文献：
[1]刘知新，主编.梁慧姝，郑长龙，著. 化学实验论[M].南宁：广西教育出版社，1996.
[2]教育部. 全日制普通高级中学化学课程标准[M ] . 北京： 人民教育出版社， 2004.
[3]江苏教育出版社等编. 全日制普通高中课程标准实验教科书·化学（必修1、2） [M ]. 江苏：江苏教育出版社， 2014.
[4]江苏教育出版社等编. 全日制普通高中课程标准实验教科书·化学（选修4） [M ]. 江苏：江苏教育出版社， 2014.
[5]黄剑秋.依托实验活动促进“微粒观”建构的策略研究——以人教版高中化学选修 4 “水的电离”教学为例[ J ]. 教学仪器与实验， 2013（6）.
[6]陈瑞雪.以微粒观促进学生对化学知识的深入理解——以 “弱电解质的电离”教学为例[ J ]. 化学教育， 2013 （1） .
关键词： 化学实验 pH计 电离理论教学
一
研究宏观与微观的联系是化学不同于其他科学最特征的思维方式。物质微粒观作为化学的一个基本观念，要求学生从微观角度认识物质的结构、组成，理解化学变化。微粒观的建立对于深刻理解微粒理论与化学宏观变化的相互关系相当重要。电离理论的教学，能比较全面地体现微粒观思维的特点，而在教学中恰当运用pH计可以帮助学生有效建立微粒观。以下是笔者在教学实践中总结的关于pH计运用于电离理论教学的几则案例。
应用一：反应微观本质
案例1：强弱电解质概念教学
在高中化学必修1《强弱电解质》教学中，笔者的设计思路是：以实验情境不断激发学生探究欲望，从定性实验到定量实验，逐步帮助学生建构弱电解质不能完全电离的观念。
实验1：相同条件下1mol/L 的食盐溶液、蔗糖溶液 、盐酸 醋酸溶液的导电性实验。
设计意图：通过导电性实验，引导学生通过对各种溶液导电能力不同，引发学生思考物质在水中是否电离，同时复习电解质和非电解质概念。在醋酸溶液导电性弱的事实面前，学生的原有认知在面对分类问题时出现认知冲突，从而产生继续学习、探究的欲望。
实验2：相同条件下1 mol/L盐酸和醋酸溶液分别与相同大小的镁条反应。
设计意图：让学生从微观的角度猜想：相同条件下、相同浓度的盐酸和醋酸导电性不同的原因，并自行设计实验，寻找实验证据支持或否定你的猜想。由实验结论引导学生思考，盐酸和醋酸电离程度不同，因此氢离子浓度不同。此时学生急切想知道氢离子浓度究竟如何，第三个定量实验就呼之欲出了。
实验3：使用pH 计，测定相同条件下0.1mol/L盐酸和醋酸溶液的pH值。
设计意图：通过实验1导电性实验达到两个目的，一是进一步巩固电解质和非电解质的概念，二是从定性角度初步认识电解质溶液导电能力有所不同，引发学生进一步思考。通过实验2和实验3，从定性和定量角度，将学生对电解质分类的关注聚焦到微粒种类和数量的角度，初步形成强电解质和弱电解质的概念，这为选修化学《溶液中的离子反应》要求分析溶液中微粒，进而分析平衡打下了基础。同时为《化学反应速率》中浓度对速率的影响提供最直接的实验事实。
应用二：跟踪反应过程
案例2：离子反应教学
在高中化学必修1《离子反应》一课的教学中，这一教学内容的难点在于要让学生感受到溶液中看不见的离子发生了反应，微粒的存在状态发生了变化。这个过程单凭老师讲解是不能让人信服的。这时如果借助探究实验将其中本质揭示出来，有助于学生深刻理解这些概念。怎样让学生自己通过对具体事实的体会并加以逻辑思考建构出来的，教师必须从认识概念的过程这一角度设计教学，即从表象入手，与思维联系。在这一过程中，化学实验通常是很好的载体，但如何用好实验是需要精心策划的。笔者设计了如下实验。
应用三：显现动态平衡
案例3：弱电解质的电离平衡
在高中化学选修《化学反应原理》中《弱电解质的电离平衡》一节教学内容与必修2《强弱电解质》教学内容是一脉相承的。在必修2《强弱电解质》教学中学生已经知道弱电解质的电离是不完全的，溶液中分子、离子共存。在选修《弱电解质的电离平衡》教学中主要为学生解决溶液中分子、离子共存的原因是由于弱电解质溶液中存在电离平衡这一难题。笔者根据这一教学要求，设计以下教学环节。
实验1： 0.1mol/L醋酸 溶液中加入少量醋酸铵晶体，分别测醋酸溶液和混合液pH。
设计意图：学生从上述实验发现前后两次溶液的pH变小，结合化学平衡的观点，理解弱电解质的电离平衡。
二
高中化学反应原理教学内容在必修和选修中所占比重均较大，基于化学反应原理的理论概念比较抽象，研究化学反应原理教学的实验探究教学在必修和选修之间的衔接非常必要。从以上对pH计在电离理论教学的衔接作用，笔者认为开展化学反应原理教学的实验探究教学在必修和选修之间的衔接教学主要注意以下方面。
（一）把握概念之间的衔接关系
从以上电离理论在必修和选修的教学内容可以看出，关于弱电解质的概念学习呈现了层层递进的过程，首先掌握弱电解质的电离是不完全的，进而理解离子方程式中弱电解质要用分子式表示，在选修化学学习了平衡理论以后，对弱电解质的电离为什么不完全有了更深刻认识。
（二）设计实验探究问题要有层次性
关于原理方面的实验探究，主要涉及化学原理、反应条件、反应现象的探究。其特点是内容较抽象，思维的深度和广度均较大，因此从策略上要求教师通过科学整合教学设计，对学生不断给予启发，设置阶梯形的问题，同时给予必要的知识和方法层面的帮助。如上述案例1《强弱电解质》教学中笔者通过一组由浅入深，由定性实验到定量实验的问题探究帮助学生建立弱电解质的概念，并把握宏观的实验现象和微观粒子反应之间的关系。基本观念具有内隐性，所以，实验探究教学的各个环节中，要层层递进，这样做有利于帮助学生建立思考问题的方法和程序，增强思维的深刻性与逻辑性。
（三）实验设计要系统直观
实验活动设计要系统全面。如在《离子反应》教学中探究溶液中究竟有哪些离子参与反应？可以有两种方法。教师要给予学生思考的空间，让他们设计各种方法，以此培养学生全面系统的思维品质。另外，运用实验探究进行概念、观念的建构，注重实验结果所揭示的概念原理，通过实验看到的宏观现象，认识微观事物的本质，所以实验设计要直观化。
化学知识、情感体验和化学基本观念在促进学生发展中是互为依托的。依托化学实验探究活动落实基本理论和建构学科观念的教学的每一个环节，教师都应当有一个高端视角，除了对知识本身熟练掌握以外，还应当充分利用化学实验的学科特点，发挥实验的重要作用。
参考文献：
[1]刘知新，主编.梁慧姝，郑长龙，著. 化学实验论[M].南宁：广西教育出版社，1996.
[2]教育部. 全日制普通高级中学化学课程标准[M ] . 北京： 人民教育出版社， 2004.
[3]江苏教育出版社等编. 全日制普通高中课程标准实验教科书·化学（必修1、2） [M ]. 江苏：江苏教育出版社， 2014.
[4]江苏教育出版社等编. 全日制普通高中课程标准实验教科书·化学（选修4） [M ]. 江苏：江苏教育出版社， 2014.
[5]黄剑秋.依托实验活动促进“微粒观”建构的策略研究——以人教版高中化学选修 4 “水的电离”教学为例[ J ]. 教学仪器与实验， 2013（6）.
[6]陈瑞雪.以微粒观促进学生对化学知识的深入理解——以 “弱电解质的电离”教学为例[ J ]. 化学教育， 2013 （1） .