王海燕

【關鍵詞】 ?游戲教學 可視化教學 模型認知 物料守恒

【中圖分類號】 ?G633.8 ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】 ?A ? 【文章編號】 ?1992-7711（2019）23-175-02

溶液中存在的物料守恒關系，一直是高考及各種模擬考試的難點。究其原因，是由于內容過于抽象、微觀不可視、溶液離子變化多樣化等特點，讓部分學生抓不住問題的重點，導致難以理解。以Na2CO3溶液中的物料守恒表達式的書寫為例，盡管教學時，教師努力強調要抓住Na元素與C元素之間的關系，但是學生一見到CO32-以及HCO3-離子的水解方程式，他們的思維迅速被變化產生的OH-占據了，總是覺得OH-是CO32-、HCO3-水解生成的，所以物料守恒表達式中應該有OH-;其次，他們總是覺得Na2CO3中Na元素下角有個2，為何寫成物料守恒之后，系數2反而寫在C元素那邊？

如何以恰當的教學方法和策略，克服化學知識的抽象性，突破學生的認知障礙，讓微觀變化可視化，是每一位化學教師要經常思考的問題。模型方法作為思維方法和行為方式，蘊涵著很高的認知價值，學生一旦將模型方法內化為自己的認知圖式，就能獲得認知水平的躍進。可視化教學增加了課堂教學中“視覺”比重，強調了對視覺的刺激，從學生單純地“聽課”，變?yōu)槁?、看、動相結合，從教師單純地“講”，變?yōu)槎喾N形式調動學生思維。因此，若能幫助學生建立溶液微觀模型，使得微觀變化可視，則可以大大降低學生第一次學習物料守恒表達式時抽象思維的成分，同時又為學生對物料守恒表達式的深度理解及抽象思維的形成奠定了基礎。

1.建立微觀模型

以Na2CO3溶液為例，用圓圈表示溶液中的微觀粒子，物料守恒模型如圖1：

學生得出物料守恒表達式的正確答案，并不代表問題的解決，課堂教學不是為了得到一個正確的表達式，而是要形成思維。因此，在教學時，需要繼續(xù)掃清學生思維形成過程中的障礙，可以設置以下問題，讓學生根據模型思考討論。

問題1：為何發(fā)生CO32-水解后，含Na元素與C元素的微粒依然保持著最初的比例關系？

問題2：Na2CO3化學式中Na元素下角標2，為何寫出物料守恒表達式后，2卻成了含C微粒的系數？

在問題1中，CO32-在水溶液發(fā)生一系列的變化，在這個變化過程中，有變的量和不變的量，其中這不變的量背后的內涵便是守恒思想。從不斷變化的過程中，找出不變的量，這是物料守恒表達式教學過程中所要傳達的核心素養(yǎng)。在問題2中，從下角標2變成了系數2，如果沒有微觀模型，部分學生難以理解，這也恰恰說明了阻礙學生理解這個問題的根源是學生缺乏微粒意識和定量意識。

教學時，需要和學生說明的是，微觀模型中的CO32-水解比例與現實溶液中的CO32-水解比例是不一樣的，圓圈的大小比例也和真實的離子大小比例不一致。

2.對微觀模型的理解與再建

微觀模型的建立，是為了幫助學生理解變化過程，最終是要讓學生從對模型的理解上升抽象思維能力的形成，而不是止步于對微觀模型的看圖說話。因此，在上面的教學基礎之上，學生根據自己對上面微觀模型的理解，引導從溶液的微觀角度出發(fā)，自己建立溶液的微觀模型，這個過程不僅是對物料守恒思想的理解與輸出，同時也是對學生微粒觀意識的形成起到推波助瀾的作用。

為了增強課堂教學的趣味性，可以把模型建立設計成教學游戲，小組比賽建模，再讓學生對彼此模型進行相互評價，以此驅動學生積極性，鍛煉學生的合作精神和溝通能力，培養(yǎng)學生實踐和創(chuàng)新能力?？稍O置如下內容，①CH3COONH4溶液;②NaHCO3溶液;③Na2S溶液。讓學生完成微觀模型建立并寫出物料守恒表達式。

3.從有“型”到無“型”，完成對物料守恒認知的飛躍

從觀看微觀模型，到建立微觀模型，最終是要做到心中有“型”而紙上無需有“型”。最后一步轉變即是飛躍，也是本節(jié)課的最具升華價值的部分，教師應當為學生的思維發(fā)展設置好階梯。因此，設置如下例題，要求學生根據自己的理解，不繪制模型，寫出物料守恒的表達式。

例題1：CH3COONa溶液中的物料守恒表達式;

例題2：CH3COOH與CH3COONa物質的量之比為1：1的混合溶液的物料守恒表達式;

例題3：常溫下，向20mL0.

1000mol/LCH3COOH溶液中滴加0.1000mol/LNaOH溶液，混合溶液的pH變化如圖2所示，請寫出A點與C點的物料守恒表達式。

三個問題，梯度明顯，問題涉及的變量逐級增加。在教學時，也便于診斷學生的思維發(fā)展水平。

4.結語

通過微觀模型，讓學生感受微觀模擬真實情景，通過教師引導形成學生自己的認知方式，再用化學語言將變化反饋出來，這也正是化學學科核心素養(yǎng)想要傳達的精神。

[ 參 ?考 ?文 ?獻 ]

[1]張?zhí)烀?微觀表征的可視化嘗試與思考[J].中學化學教學參考，2018（10）：78.

[2]吳克勇，蔡子華.模型認知釋讀[J].中學化學教學參考，2017（17）：11-14.

[3]陳維，張紅俊.高中化學可視化教學例談[J].化學教與學，2017（09）：28-29.