施雪娟

摘要：模型是一种重要的科学学习与研究方法，模型认知是高中化学课程标准核心素养之一，基于“模型认知”的“盐类的水解”教学，侧重学生模型认知素养的培养，让学生在应用模型或建构模型解决盐类水解问题的过程中，突破盐类水解的难点，自主建构盐类水解核心知识，有效提升化学思维能力。

关键词：模型认知;盐类水解：教学设计

文章编号：1008-0546（2020）10-0068-05

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2020.10.018

模型认知是指人们利用模型认识事物或通过建模解决问题的方法[1]，模型认知是化学核心素养的思维核心[2]，是学生获得化学知识的重要方法。模型认知素养要求学生：知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立认知模型，并能应用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律[3]。模型认知素养是培养学生关键能力的一种重要方法，也是学生掌握化学基本理论和原理以及分析解决实际问题能力的重要手段[4]。

因此在化學教学中，教师要胸中有“模”，善于发现“模型认知”的美妙之处，帮助学生树立模型意识，在课堂教学的过程中培养学生的模型认知素养，提升学生化学高阶思维能力。下面以“盐类的水解”（第一课时）为例，探讨如何让学生在课堂学习中经历和体验“模型认知”。

一、教学设计过程

1.教材分析

“盐类的水解”位于苏教版《化学反应原理》专题3第三单元，是化学平衡移动原理的延伸，对学生理解元素化合物的知识有着重要的指导作用，是高中化学概念、原理教学的重点与难点，也是高考的高频考点。《普通高中化学课程标准（实验）》对本课题的教学要求是：认识盐类水解的原理和影响盐类水解程度的因素，说明盐类水解在生产、生活中的应用。

2.学情分析

高二化学班的学生，喜欢富有挑战性的问题，喜欢寻根溯源，学生学习本单元之前，已有一定的知识与能力储备（表1），具备模型认知盐类水解核心知识的潜质。

3.设计思路

基于学生的认知基础与特点，本节课设计以生活常识“热的纯碱溶液去油污效果好”为情境，以“问题串”驱动教学活动，引导学生亲历“建模一用模一评模一修模”的认知过程，在丰富体验“模型认知”的过程中自主构建盐类水解知识体系，提升学生模型认知素养。教学流程如图1所示。

二、教学实施过程

环节1.“模型认知”盐类水解的原理

【引入】PPT展示工业、生活中用热的纯碱去油污，自来水厂用铝盐、铁盐净化水的事实，演示滴有酚酞的碳酸钠溶液，明矾水溶液的丁达尔效应。

【学生】书写明矾净水原理、乙酸乙酯碱性水解的离子方程式。

设计意图：温故启思，感知盐类水解，引发认知冲突，激发学生学习热情。

【问题】碳酸钠属于盐类，其水溶液为什么呈碱性？

【学生】交流讨论汇报。

【板书】见图2。

【追问】你能找出一些水溶液呈碱性、酸性、中性的正盐吗？

【学生】阅读《化学反应原理（苏教版）》第100页，常见的弱电解质及其电离常数，讨论汇报不同酸碱性的正盐。

【演示实验】向醋酸钠溶液中滴加酚酞，向硫酸钾、氯化铝溶液中滴加紫色石蕊。

【学生】归纳盐溶液酸碱性的规律，小结盐类水解的原理。

【板书】见图3。

设计意图：宏微结合探究碳酸钠在水溶液中的行为，理解Na2CO3溶液呈碱性的原因，建构盐类水解的认知模型，应用模型层层递进，预见不同类型正盐溶液的酸碱性，再实验证实或证伪，体验“模型认知”之精彩，完善盐类水解的概念模型。

环节2.“模型认知”盐类水解程度的内因

【过渡】学生书写Na2C03、NH4C1、FeCl3水解的离子方程式，展示学生书写的离子方程式，主要问题是：用“=”，标“↑”“↓”符号。

设计意图：科学表征盐类水解，暴露学生对盐类水解反应的认识缺陷，质疑盐类水解反应的程度，引发学生对盐类水解程度的深度思考，承上启下，自然过渡。

【问题】用“=”还是“ =”，是否标“↑”“↓”符号，这取决于盐类水解的程度，你能用数据来说明盐类水解程度的大小吗？

【学生】测一定浓度盐溶液的pH，计算盐类水解的平衡常数或水解度。

【追问l】怎样计算碳酸根离子的水解常数？已知：25℃时，Kal（H2CO3）=4.30xl0-7，Ka2（H2C03）=5.61xl0-11。

【学生】说明水解程度较小，且CO2/3-的水解程度远大于HC03，CO2/3-以一级水解为主。

【追问2】计算比较O.lOmol.L-1 CH3COONa、NaCl0溶液的pH大小？已知：25℃时Ka（HCl0）=2.95xl0-8，Ka（CH3COOH）=l.76xl0-5。

【学生】

【学生实验】用pH计检测O.lmol·L-1 CH3COONa、NaClO、Na2CO3溶液的pH并做记录。

设计意图：学生对盐类水解程度的认识是模糊的，引导学生亲历碳酸根离子水解平衡常数的计算，发现计算盐类水解常数的数学模型，模型预测、实验证实不同盐溶液的水解程度，使学生直观、深刻地理解盐类水解程度的大小，在思辨和实证的深度学习过程中，揭示盐类水解规律，体验发现之美，升华学习兴趣，提升学生的化学高阶思维能力，走向课堂教学之“不教之教”。

环节3.“模型认知”盐类水解程度的外因

【过渡】热的纯碱溶液去污效果好，其原因之一是加热以后纯碱溶液的碱性增强。

【演示实验】分别取lOmL冷水与热水于两支试管中，各加入ImL O.lmol·L-1 Na2CO3溶液，再滴人3滴酚酞，比较试管中酚酞颜色的差异（图4）。

设计意图：感知温度对碳酸钠水解程度的影响，引发学生对“影响盐类水解程度外因”的思考。

【问题】温度升高，碳酸钠溶液的碱性为什么会增强？

【学生】碳酸钠溶液中存在水解平衡：CO2/3-+H2O=OH-+HC03，△H>O，温度升高Kb增大，Qe

【追问1】还有那些方法能促进碳酸钠水解？

【学生】加水稀释，微粒浓度同倍减小，Qe

【追问2】有什么可行性方法来抑制碳酸钠的水解？

【学生】加入适量的NaOH溶液，增大溶液中OH-的浓度。

【追问3】请设计实验验证温度、浓度、外加试剂对水解平衡的影响？

【学生】各抒己见，小组讨论、交流、评价，形成实验方案（表2），合作完成实验（图5，图6）。

【小結】学生交流讨论实验结果，总结影响盐类水解平衡的因素。

【板书】见图7。

设计意图：迁移化学平衡移动原理的认知模型，分析温度对水解平衡的影响，模型预测外界条件对水解平衡的影响，再设计实验证实或证伪，揭示水解平衡规律，完善水解平衡的理论模型，有效提升学生的模型认知素养和科学探究素养。

环节4.学以致用

【情境】视频播放疫情防控期间，有人将84消毒液与酸性物质混合使用导致氯气中毒的新闻。

【问题】84消毒液与酸性物质混合使用会产生氯气，你觉得这可能吗？

【学生】NaCl0水解呈碱性，加入酸性物质，c（OH-）减小，使水解平衡ClO-+H2O=HC10+OH-正向移动，溶液中HC10、H+的浓度增大，促使平衡HC10+C1-+H+=H2O+Cl2↑正向移动，应该能逸出氯气。

【演示实验】取两只矿泉水瓶，放人相同的鲜花瓣，压扁，一只加入20mL冷水和ImL稀硫酸，一只加入20mL冷水和ImL浓盐酸，再分别加入约SmL 84消毒液，迅速旋紧瓶盖，仔细观察瓶内变化。

【学生】观察感悟，书写反应的离子方程式：Cl0-+Cl-+2H+ =H2O+Cl2↑。

【总结】化学让我们看到的是一个可以理解的世界，任何宏观现象的背后一定有其科学的本质，我们要学会从化学的视角去理解、发现、探索和创新，为美好、健康的生活，为社会的进步学好化学！

设计意图：通过实际问题的解决，以诊断并发展学生对盐类水解核心知识的认识水平，诊断学生“模型认知”实际问题的能力，体验化学知识的应用价值，发展学生的科学态度与社会责任素养。

三、教学感悟与启示

1.模型认知教学，要给予亲历与体验的过程

知识与方法的习得不能是“被动地接收”，更不能是“灌输”。化学认知模型对学生认识和理解化学基本概念和理论有着重要的作用，但如果这种模型是由教师呈现给学生的，这种作用会弱化很多[5]。实践表明，弱化过程获得的盐类水解规律，学生易遗忘、难迁移。因此，课堂教学中，教师要留给学生足够的时间亲历和体验“模型认知”的过程。

2.模型认知教学，能促进结构化知识的建构

模型的建构可以使新知识与原有的知识构成链接，使孤立的、零散的化学知识结构化，可以帮助学生把化学知识高度浓缩，将次要的非本质的信息滤去，使重要的本质性知识形成清晰的知识框架，纳入学习者已有的知识体系中[6]。例如，迁移化学平衡原理的认知模型，解决盐类水解平衡的问题，可以让学生深刻体会化学平衡原理与水解平衡原理内在的联系，形成结构化的平衡移动知识，升华对平衡移动原理的理解和应用，并更好地应用于沉淀溶解平衡以及陌生情境问题的解决。

3.模型认知教学，有利于发展高阶思维能力

布卢姆教学目标分类中的分析、评价和创造属于高阶思维，高阶思维能力是解决陌生情境下不同复杂程度问题的关键能力。模型认知教学，让学生在解决实际问题的过程中，亲历“建模一用模一评模一修模”的认知过程，体验“分析一迁移一评价一创造”的思维活动过程，使高阶思维能力在潜移默化中悄然生长。

参考文献

[1]吴克勇，蔡子华.模型认知释读[J].中学化学教学参考，2017（9）：1

[2] 中华人民共和国教育部，普通高中化学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：4

[3]王磊，于少华.对高中化学课程标准若干问题的理论阐释及实践解读[J].中学化学教学与参考，2018（7）：4

[4]单旭峰.对“模型认知”学科核心素养的认识与思考[J].化学教学，2019（3）：12

[5] 王磊等，促进学生认知发展的“化学反应原理”绪言课教学研究——基于反应认识模型建构[J].化学教育，2012，33（ 11）：12-20

[6] 陈群，董军.高三化学复习中建模思想渗透的实践与研究[J].中学化学教学参考，2013（4）：37-39