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在化学概念教学中思维模型建构的教学案例

2022-05-19常诗音

中学生学习报 2022年25期
关键词:电解质微观宏观

常诗音

摘要:对高中学生来说,“电解质”与“非电解质”的概念是高中化学里的一个重点和难点,理解掌握好这两个概念,不仅帮助学生顺利地书写电离方程式,同时也能为后续离子反应书写和水溶液中的离子平衡打下基础。本文通过问题讨论、对比思考、结合多媒体辅助教学等教学方法,从具体性知识传授到思维模型建构,从知识解析为主到学生认识发展为本,以实现抽象概念形象化,微观世界宏观化的教学模式,有效引导学生从概念理解到思维模型的建构。

关键词:化学概念形成;电解质;思维模型;微观;宏观

1 案例背景

化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学。因此,化学研究主要是透过宏观的性质、现象分析微观本质。可以认为,“宏观与微观的联系是化学不同于其他学科的特点也是化学学科最具特征的思维方式” [1]。

本文的“电解质与非电解质”是教材化学必修一第二章化学物质及其变化第二节离子反应教学内容,是在学习了物质的分类等相关知识的进一步深入。从抽象的化学概念学习建立学生学习的思维模型,能有效突破知识难点,帮助学生顺利形成知识结构,同时有效培养学生发现问题、知识探究、解决问题的能力,将复杂问题简单化,促进教师有效教学和学生高效学习,让学生明白对知识的学习不再停留在表面,而要透过现象看本质,从具体性知识传授到思维模型建构,从知识解析为主到学生认识发展为本,建构知识模型→概念模型→思维模型的转变,促进教师有效教学和学生高效学习。

2 案例描述

根据知识内容、教学要求,结合知识点中的重难点、思维分化点,着眼于教学中“牵一发而动全身”的知识进行设计,抓住知识的核心,激发学生的求知欲,将知识传授与思维形成过程有机的结合在一起。

【创设情景,引入新课】

教师:同学们讨论生活中有哪些物质会导电,为什么?

学生活动(思考):金属会导电,因为有自由移动的电子;酸碱盐溶液可以导电,比如初中实验电解水中加入氢氧化钠增强水的导电性,因为酸碱盐在水中解离出自由移动的阴阳离子。

【电解质与非电解质定义引入】

教师讲述:我们把这种在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫做电解质。

教师提问:根据电解质的定义可知,什么是非电解质呢?

学生讨论(思考):在水溶液里和熔融状态下均不够导电的化合物叫做非电解质。

教师:观察研究下列那些物质是电解质,哪些是非电解质?

HCl、NaOH、NaCl、Al2O3、CO2、蔗糖、酒精

学生讨论:根据定义学生回答电解质有HCl、NaOH、NaCl、Al2O3,非电解质:CO2、蔗糖、酒精。

教师提问:提醒学生注意两个问题,这两个概念有什么区别,即 “或”、“和”有什么区别?电解质与非电解质对象是什么?

学生交流:思考并积极回答

教师讲解:①“或”是指具备其中一个条件,“和”是指同时具备两个条件

②研究对象都是化合物

教师提问:学习完电解质与非电解质的概念,接下来我们一起从物质分类的角度总结归纳电解质与非电解质的类别有哪些?

学生思考:通过习题可知有酸碱盐、金属氧化物为电解质,非金属氧化物、部分有机物为非电解质。

教师补充:还有水、金属氧化物为电解质,除有机酸碱外,绝大多数有机化合物为非电解质,还有某些非金属化合物如:NH3也属于非电解质。

教师提问:同学们思考BaSO4、CaCO3、AgCl是电解质吗?(易错点)

学生回答:大部分说是,少部分说不是。

教师讲解:BaSO4、CaCO3、AgCl都是难溶物,但是也有少部分溶解在水中,少部分溶解的完全电离,他们在融融状态也能解离出自由移动的离子而导电。

【电离定义引入】

教师提问:电解质导电的原因是什么?

学生回答:发生了电离。

教师提问:什么是电离,为什么会发生电离?

学生回答:在水溶液或熔融状态下解离出自由移动的离子。

3 案例分析

3.1实验探究与思维建构,宏观实验与微观本质结合

本节课在教学环节设计上始终体现的是先引导学生从生活实际出发,举例进行物质导电的分析及推理,再由宏观实验来验证氢氧化钠的不同存在形式的导电情况进行证据推理,引导得出电解质与非电解质的概念,层层递进,挖掘出物质导电的本质是因为在水溶液或熔融状态下发生电离,进一步理解电离的概念,理解物质在水溶液中的微观表现形式,从离子的角度去理解微观世界。

3.2构建认知冲突,建立思维模型

“根据建构主义理论,概念的转变就是要促进学生依靠原有的前概念不断建构科学的概念”[2]。利用物质分类思想是否為化合物,借助外在条件水溶液或熔融状态下,剖析物质在水中的行为电离,揭示化学反应的本质,激起学生新的思考与原有旧观念的认知冲突,从而建立起辩证的、科学的、正确的新概念。

3.3新旧知识衔接,思维建模

与学生过去熟悉的知识对比, 在原有概念的基础上形成对新概念的理解。根据学生在初中已经学习过离子的形成,酸碱盐、溶液的相关概念和酸碱盐之间的化学反应,前一节学习了物质的分类,以旧知识作为衔接桥梁,引入新知识电解质的概念,类比得出非电解质的概念,进而得出电解质导电是在溶液或熔融状态下发生电离,电解质的电离为电离方程式的学习和离子反应方程式书写埋下伏笔,同时也为选修4化学反应原理第三章水溶液中离子平衡的学习作铺垫。

4案例反思

本节课的设计由旧知到新知的引入,提高了学生学习的积极性,采用探究性实验和启发式教学对化学概念进行思维建模,通过动画展示,“把课本上的静态图片变为动态图片,将微观过程进行宏观模拟,对于瞬间发生的变化进行定格分析”[3]。通过新旧知识的结合及概念的辨析进一步促进概念的理解把抽象的概念较为形象地展现,化枯燥为生动,教学效果达到了最佳状态:理解透彻、掌握准确、印象深刻、记忆牢固。在教学理念上不仅关注学生的学习结果,更关注到学生的学习过程,注重学生学习能力的培养”[4]。

参考文献:

[1] 吴海霞. 基于观念建构的化学概念教学——以苏教版选修4《化学反应原理》“强电解质和弱电解质”教学为例[J]. 中学化学教学参考, 2014(z1):20-23.

[2] 洪燕珍.浅析中学化学概念转变教学[J].化学教学,2009(2):27-29.

[3] 罗显昭. Flash动画在化学教学中的应用[J]. 教育科学论坛, 2016(10):45-46.

[4] 张红俊. “难溶电解质的溶解平衡”复习课教学案例与评析[J]. 中学化学教学参考, 2008(10):28-29.

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