施雪娟

摘要：模型是一種重要的科學(xué)學(xué)習(xí)與研究方法，模型認(rèn)知是高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)之一，基于“模型認(rèn)知”的“鹽類的水解”教學(xué)，側(cè)重學(xué)生模型認(rèn)知素養(yǎng)的培養(yǎng)，讓學(xué)生在應(yīng)用模型或建構(gòu)模型解決鹽類水解問(wèn)題的過(guò)程中，突破鹽類水解的難點(diǎn)，自主建構(gòu)鹽類水解核心知識(shí)，有效提升化學(xué)思維能力。

關(guān)鍵詞：模型認(rèn)知;鹽類水解：教學(xué)設(shè)計(jì)

文章編號(hào)：1008-0546（2020）10-0068-05

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2020.10.018

模型認(rèn)知是指人們利用模型認(rèn)識(shí)事物或通過(guò)建模解決問(wèn)題的方法[1]，模型認(rèn)知是化學(xué)核心素養(yǎng)的思維核心[2]，是學(xué)生獲得化學(xué)知識(shí)的重要方法。模型認(rèn)知素養(yǎng)要求學(xué)生：知道可以通過(guò)分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立認(rèn)知模型，并能應(yīng)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律[3]。模型認(rèn)知素養(yǎng)是培養(yǎng)學(xué)生關(guān)鍵能力的一種重要方法，也是學(xué)生掌握化學(xué)基本理論和原理以及分析解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要手段[4]。

因此在化學(xué)教學(xué)中，教師要胸中有“?！?，善于發(fā)現(xiàn)“模型認(rèn)知”的美妙之處，幫助學(xué)生樹(shù)立模型意識(shí)，在課堂教學(xué)的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的模型認(rèn)知素養(yǎng)，提升學(xué)生化學(xué)高階思維能力。下面以“鹽類的水解”（第一課時(shí)）為例，探討如何讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中經(jīng)歷和體驗(yàn)“模型認(rèn)知”。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程

1.教材分析

“鹽類的水解”位于蘇教版《化學(xué)反應(yīng)原理》專題3第三單元，是化學(xué)平衡移動(dòng)原理的延伸，對(duì)學(xué)生理解元素化合物的知識(shí)有著重要的指導(dǎo)作用，是高中化學(xué)概念、原理教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，也是高考的高頻考點(diǎn)?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》對(duì)本課題的教學(xué)要求是：認(rèn)識(shí)鹽類水解的原理和影響鹽類水解程度的因素，說(shuō)明鹽類水解在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。

2.學(xué)情分析

高二化學(xué)班的學(xué)生，喜歡富有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，喜歡尋根溯源，學(xué)生學(xué)習(xí)本單元之前，已有一定的知識(shí)與能力儲(chǔ)備（表1），具備模型認(rèn)知鹽類水解核心知識(shí)的潛質(zhì)。

3.設(shè)計(jì)思路

基于學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)與特點(diǎn)，本節(jié)課設(shè)計(jì)以生活常識(shí)“熱的純堿溶液去油污效果好”為情境，以“問(wèn)題串”驅(qū)動(dòng)教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生親歷“建模一用模一評(píng)模一修?！钡恼J(rèn)知過(guò)程，在豐富體驗(yàn)“模型認(rèn)知”的過(guò)程中自主構(gòu)建鹽類水解知識(shí)體系，提升學(xué)生模型認(rèn)知素養(yǎng)。教學(xué)流程如圖1所示。

二、教學(xué)實(shí)施過(guò)程

環(huán)節(jié)1.“模型認(rèn)知”鹽類水解的原理

【引入】PPT展示工業(yè)、生活中用熱的純堿去油污，自來(lái)水廠用鋁鹽、鐵鹽凈化水的事實(shí)，演示滴有酚酞的碳酸鈉溶液，明礬水溶液的丁達(dá)爾效應(yīng)。

【學(xué)生】書(shū)寫(xiě)明礬凈水原理、乙酸乙酯堿性水解的離子方程式。

設(shè)計(jì)意圖：溫故啟思，感知鹽類水解，引發(fā)認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。

【問(wèn)題】碳酸鈉屬于鹽類，其水溶液為什么呈堿性？

【學(xué)生】交流討論匯報(bào)。

【板書(shū)】見(jiàn)圖2。

【追問(wèn)】你能找出一些水溶液呈堿性、酸性、中性的正鹽嗎？

【學(xué)生】閱讀《化學(xué)反應(yīng)原理（蘇教版）》第100頁(yè)，常見(jiàn)的弱電解質(zhì)及其電離常數(shù)，討論匯報(bào)不同酸堿性的正鹽。

【演示實(shí)驗(yàn)】向醋酸鈉溶液中滴加酚酞，向硫酸鉀、氯化鋁溶液中滴加紫色石蕊。

【學(xué)生】歸納鹽溶液酸堿性的規(guī)律，小結(jié)鹽類水解的原理。

【板書(shū)】見(jiàn)圖3。

設(shè)計(jì)意圖：宏微結(jié)合探究碳酸鈉在水溶液中的行為，理解Na2CO3溶液呈堿性的原因，建構(gòu)鹽類水解的認(rèn)知模型，應(yīng)用模型層層遞進(jìn)，預(yù)見(jiàn)不同類型正鹽溶液的酸堿性，再實(shí)驗(yàn)證實(shí)或證偽，體驗(yàn)“模型認(rèn)知”之精彩，完善鹽類水解的概念模型。

環(huán)節(jié)2.“模型認(rèn)知”鹽類水解程度的內(nèi)因

【過(guò)渡】學(xué)生書(shū)寫(xiě)Na2C03、NH4C1、FeCl3水解的離子方程式，展示學(xué)生書(shū)寫(xiě)的離子方程式，主要問(wèn)題是：用“=”，標(biāo)“↑”“↓”符號(hào)。

設(shè)計(jì)意圖：科學(xué)表征鹽類水解，暴露學(xué)生對(duì)鹽類水解反應(yīng)的認(rèn)識(shí)缺陷，質(zhì)疑鹽類水解反應(yīng)的程度，引發(fā)學(xué)生對(duì)鹽類水解程度的深度思考，承上啟下，自然過(guò)渡。

【問(wèn)題】用“=”還是“ =”，是否標(biāo)“↑”“↓”符號(hào)，這取決于鹽類水解的程度，你能用數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明鹽類水解程度的大小嗎？

【學(xué)生】測(cè)一定濃度鹽溶液的pH，計(jì)算鹽類水解的平衡常數(shù)或水解度。

【追問(wèn)l】怎樣計(jì)算碳酸根離子的水解常數(shù)？已知：25℃時(shí)，Kal（H2CO3）=4.30xl0-7，Ka2（H2C03）=5.61xl0-11。

【學(xué)生】說(shuō)明水解程度較小，且CO2/3-的水解程度遠(yuǎn)大于HC03，CO2/3-以一級(jí)水解為主。

【追問(wèn)2】計(jì)算比較O.lOmol.L-1 CH3COONa、NaCl0溶液的pH大?。恳阎?5℃時(shí)Ka（HCl0）=2.95xl0-8，Ka（CH3COOH）=l.76xl0-5。

【學(xué)生】

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】用pH計(jì)檢測(cè)O.lmol·L-1 CH3COONa、NaClO、Na2CO3溶液的pH并做記錄。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生對(duì)鹽類水解程度的認(rèn)識(shí)是模糊的，引導(dǎo)學(xué)生親歷碳酸根離子水解平衡常數(shù)的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)計(jì)算鹽類水解常數(shù)的數(shù)學(xué)模型，模型預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)證實(shí)不同鹽溶液的水解程度，使學(xué)生直觀、深刻地理解鹽類水解程度的大小，在思辨和實(shí)證的深度學(xué)習(xí)過(guò)程中，揭示鹽類水解規(guī)律，體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)之美，升華學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的化學(xué)高階思維能力，走向課堂教學(xué)之“不教之教”。

環(huán)節(jié)3.“模型認(rèn)知”鹽類水解程度的外因

【過(guò)渡】熱的純堿溶液去污效果好，其原因之一是加熱以后純堿溶液的堿性增強(qiáng)。

【演示實(shí)驗(yàn)】分別取lOmL冷水與熱水于兩支試管中，各加入ImL O.lmol·L-1 Na2CO3溶液，再滴人3滴酚酞，比較試管中酚酞顏色的差異（圖4）。

設(shè)計(jì)意圖：感知溫度對(duì)碳酸鈉水解程度的影響，引發(fā)學(xué)生對(duì)“影響鹽類水解程度外因”的思考。

【問(wèn)題】溫度升高，碳酸鈉溶液的堿性為什么會(huì)增強(qiáng)？

【學(xué)生】碳酸鈉溶液中存在水解平衡：CO2/3-+H2O=OH-+HC03，△H>O，溫度升高Kb增大，Qe

【追問(wèn)1】還有那些方法能促進(jìn)碳酸鈉水解？

【學(xué)生】加水稀釋，微粒濃度同倍減小，Qe

【追問(wèn)2】有什么可行性方法來(lái)抑制碳酸鈉的水解？

【學(xué)生】加入適量的NaOH溶液，增大溶液中OH-的濃度。

【追問(wèn)3】請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證溫度、濃度、外加試劑對(duì)水解平衡的影響？

【學(xué)生】各抒己見(jiàn)，小組討論、交流、評(píng)價(jià)，形成實(shí)驗(yàn)方案（表2），合作完成實(shí)驗(yàn)（圖5，圖6）。

【小結(jié)】學(xué)生交流討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)影響鹽類水解平衡的因素。

【板書(shū)】見(jiàn)圖7。

設(shè)計(jì)意圖：遷移化學(xué)平衡移動(dòng)原理的認(rèn)知模型，分析溫度對(duì)水解平衡的影響，模型預(yù)測(cè)外界條件對(duì)水解平衡的影響，再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)或證偽，揭示水解平衡規(guī)律，完善水解平衡的理論模型，有效提升學(xué)生的模型認(rèn)知素養(yǎng)和科學(xué)探究素養(yǎng)。

環(huán)節(jié)4.學(xué)以致用

【情境】視頻播放疫情防控期間，有人將84消毒液與酸性物質(zhì)混合使用導(dǎo)致氯氣中毒的新聞。

【問(wèn)題】84消毒液與酸性物質(zhì)混合使用會(huì)產(chǎn)生氯氣，你覺(jué)得這可能嗎？

【學(xué)生】NaCl0水解呈堿性，加入酸性物質(zhì)，c（OH-）減小，使水解平衡ClO-+H2O=HC10+OH-正向移動(dòng)，溶液中HC10、H+的濃度增大，促使平衡HC10+C1-+H+=H2O+Cl2↑正向移動(dòng)，應(yīng)該能逸出氯氣。

【演示實(shí)驗(yàn)】取兩只礦泉水瓶，放人相同的鮮花瓣，壓扁，一只加入20mL冷水和ImL稀硫酸，一只加入20mL冷水和ImL濃鹽酸，再分別加入約SmL 84消毒液，迅速旋緊瓶蓋，仔細(xì)觀察瓶?jī)?nèi)變化。

【學(xué)生】觀察感悟，書(shū)寫(xiě)反應(yīng)的離子方程式：Cl0-+Cl-+2H+ =H2O+Cl2↑。

【總結(jié)】化學(xué)讓我們看到的是一個(gè)可以理解的世界，任何宏觀現(xiàn)象的背后一定有其科學(xué)的本質(zhì)，我們要學(xué)會(huì)從化學(xué)的視角去理解、發(fā)現(xiàn)、探索和創(chuàng)新，為美好、健康的生活，為社會(huì)的進(jìn)步學(xué)好化學(xué)！

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)實(shí)際問(wèn)題的解決，以診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)鹽類水解核心知識(shí)的認(rèn)識(shí)水平，診斷學(xué)生“模型認(rèn)知”實(shí)際問(wèn)題的能力，體驗(yàn)化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)。

三、教學(xué)感悟與啟示

1.模型認(rèn)知教學(xué)，要給予親歷與體驗(yàn)的過(guò)程

知識(shí)與方法的習(xí)得不能是“被動(dòng)地接收”，更不能是“灌輸”。化學(xué)認(rèn)知模型對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解化學(xué)基本概念和理論有著重要的作用，但如果這種模型是由教師呈現(xiàn)給學(xué)生的，這種作用會(huì)弱化很多[5]。實(shí)踐表明，弱化過(guò)程獲得的鹽類水解規(guī)律，學(xué)生易遺忘、難遷移。因此，課堂教學(xué)中，教師要留給學(xué)生足夠的時(shí)間親歷和體驗(yàn)“模型認(rèn)知”的過(guò)程。

2.模型認(rèn)知教學(xué)，能促進(jìn)結(jié)構(gòu)化知識(shí)的建構(gòu)

模型的建構(gòu)可以使新知識(shí)與原有的知識(shí)構(gòu)成鏈接，使孤立的、零散的化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)化，可以幫助學(xué)生把化學(xué)知識(shí)高度濃縮，將次要的非本質(zhì)的信息濾去，使重要的本質(zhì)性知識(shí)形成清晰的知識(shí)框架，納入學(xué)習(xí)者已有的知識(shí)體系中[6]。例如，遷移化學(xué)平衡原理的認(rèn)知模型，解決鹽類水解平衡的問(wèn)題，可以讓學(xué)生深刻體會(huì)化學(xué)平衡原理與水解平衡原理內(nèi)在的聯(lián)系，形成結(jié)構(gòu)化的平衡移動(dòng)知識(shí)，升華對(duì)平衡移動(dòng)原理的理解和應(yīng)用，并更好地應(yīng)用于沉淀溶解平衡以及陌生情境問(wèn)題的解決。

3.模型認(rèn)知教學(xué)，有利于發(fā)展高階思維能力

布盧姆教學(xué)目標(biāo)分類中的分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造屬于高階思維，高階思維能力是解決陌生情境下不同復(fù)雜程度問(wèn)題的關(guān)鍵能力。模型認(rèn)知教學(xué)，讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，親歷“建模一用模一評(píng)模一修?！钡恼J(rèn)知過(guò)程，體驗(yàn)“分析一遷移一評(píng)價(jià)一創(chuàng)造”的思維活動(dòng)過(guò)程，使高階思維能力在潛移默化中悄然生長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳克勇，蔡子華.模型認(rèn)知釋讀[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2017（9）：1

[2] 中華人民共和國(guó)教育部，普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：4

[3]王磊，于少華.對(duì)高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)若干問(wèn)題的理論闡釋及實(shí)踐解讀[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)與參考，2018（7）：4

[4]單旭峰.對(duì)“模型認(rèn)知”學(xué)科核心素養(yǎng)的認(rèn)識(shí)與思考[J].化學(xué)教學(xué)，2019（3）：12

[5] 王磊等，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的“化學(xué)反應(yīng)原理”緒言課教學(xué)研究——基于反應(yīng)認(rèn)識(shí)模型建構(gòu)[J].化學(xué)教育，2012，33（ 11）：12-20

[6] 陳群，董軍.高三化學(xué)復(fù)習(xí)中建模思想滲透的實(shí)踐與研究[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2013（4）：37-39