教重要的深层知识——以“水的电离和溶液的酸碱性”为例，本文主要内容关键词为：电离论文,酸碱论文,溶液论文,为例论文,知识论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
“水的电离和溶液的酸碱性”是人教版高中化学选修4第三章“水溶液中的离子平衡”的第二节，其内容综合性强，包括水的电离、溶液的酸碱性与pH、pH的应用等知识，涉及宏观与微观、定性与定量、静态与动态等多个层面。这部分内容的教学重心在哪里？现实中，不少教师关注具体知识与技能的识记和训练，如分析影响水的电离平衡的因素、利用Kw进行计算等。由于缺乏对知识背后蕴含的学科观念与方法的领悟，不能把握知识间的内在联系，学生的学习表现为对事实、概念、原理的简单记忆，对水溶液性质的微观本质原因的认识流于表面化与肤浅化，在解决有关溶液问题时缺乏思路与方法，这对于学生的学习和发展是不利的。要提升学生的认知与思考层次，需要超越具体的知识，将教学重心转向对学科知识与结构的深层理解，发展学生的化学思维。
一、什么知识最值得去教
基于上述分析，“水的电离和溶液的酸碱性”这部分内容综合了事实、技能、概念、原理等知识以及它们之间的关系。有太多的知识需要教给学生，教学的重心应该放在哪里？什么知识最值得去教？对这个问题的回答需要围绕学科知识的层次与结构、学科观念与方法来反复思考。以化学观念为统领的教学，注重对化学事实与现象本质的探寻，其目的不仅仅是让学生记住特定的事实、概念和原理本身，而是让学生发现和理解它们之间的关系以及由此构成的知识结构，形成对这些关系的解释、对知识的深入理解。物质的宏观性质是由其组成和结构决定的。对水溶液体系而言，水溶液的性质是由水溶液的组成、水溶液中的微粒、微粒间相互作用以及相互作用的结果、微粒的数量关系所决定的。因此，以“水的电离平衡”为突破口，弄清水溶液中的微粒及微粒间的相互作用、溶液中
和
的数量关系与水溶液的酸碱性的内在联系是学习的关键所在。
二、学生学习的困难在哪里
三、以“深层知识”为目标导向展开教学
基于上述分析，“水的电离和溶液的酸碱性”的教学应以具体事实、概念、原理知识的学习和应用为载体，力求帮助学生建立如下的“深层知识”：一是引领学生从微粒及微粒间相互作用的角度认识水溶液的酸碱性，形成对水溶液的酸碱性与水的电离平衡间内在联系的认识，以探寻物质宏观性质的微观本质；二是帮助学生形成认识上述内容的微观分析思路与方法，进而转化为从化学视角分析和解决问题的工具，发展学生的知识理解和应用能力。下面以“水的电离和溶液的酸碱性”（第1课时）教学活动设计为例加以说明。
（一）构建整合“知识—过程”的教学框架
“水的电离和溶液的酸碱性”（第1课时）的教学，以“水的电离平衡”的理解和应用为突破口，按照“认识水的电离→探究溶质对水电离平衡的影响→认识水的电离平衡与溶液酸碱性的关系→应用与反思，总结分析思路与方法”的线索展开教学（见下页表1）。
在上述的教学框架中，将知识学习（水的电离平衡及其移动、水的电离方程式）与微观认识思路有机整合，通过四个环节的逐层展开和深入，力求促进学生建立宏观与微观、定性与定量、静态与动态的联系，实现对知识的深入理解。即溶液的酸碱性（宏观性质）是由溶液中微粒及微粒间相互作用和水的电离平衡移动造成的，水溶液的酸碱性由溶液中和浓度的相对大小所决定，水溶液中和浓度的相对大小受水的电离平衡的制约。
（二）设计能激发思考的引导性问题
学习是思维的结果。要激发学生深入思考，就必须提出富有挑战性的、有实质性的问题。结合学生的已有知识基础和思维特点，教学过程中设计了一系列问题（见下页表1中所述），其设计意图如下：
[问题1]通过两个蒸馏水的导电性实验的对比，引导学生分析：纯水能不能导电？纯水为什么能导电？把思维指向导电性背后的自由移动的离子，而这些离子正是水的电离的结果。接下来思考，在常温下纯水的导电能力怎么样？而水的导电能力其实正是水的电离能力的体现。
[问题2]分别向水中加入HCl（g）、NaOH（s）、NaCl（s）——溶质溶解后，均恢复至常温——水的电离平衡如何移动？通过讨论，引导学生认识溶质在水中的微粒与溶剂水的微粒存在相互作用，可对水的电离平衡产生影响，使学生认识到“水的电离平衡”在研究水溶液问题中的核心地位，为后面研究溶液的性质打下知识基础。
[问题3]结合盐酸溶液、NaOH溶液、NaCl溶液的酸碱性的分析与讨论，引导学生分析溶剂水、溶质电离出的离子及其相互作用，将溶液的酸碱性和水的电离平衡结合起来，让学生从微粒及微粒间相互作用、微粒数量关系的角度去认识常见酸、碱、盐溶液的酸碱性。
[问题4]通过知识应用、讨论与反思，把整节课的问题思路贯通起来，引导学生形成从微观上分析水溶液性质的思路和方法，进一步提升学生的认识。
以上述问题链为驱动，把大的问题分解，使学生在问题解决过程中，聚焦“水的电离平衡与溶液酸碱性的关系”，认识到水的电离和微粒间的相互作用对于形成溶液性质的重要性。同时，在此过程中，使学生的思维外显，关注微粒及其相互作用，从而形成分析溶液问题的一般思路与程序。
（三）利用实验事实为学生的理解提供证据
教学中先后安排了两组实验，其目的是发挥实验的作用，丰富学生的感性认识，为学生的学习和理解提供证据。
在环节1“认识水的电离”，教学中采用“水的导电性”对比实验，引导学生认识水的导电性是受自由移动的离子的浓度影响的，引发学生对水电离出的离子浓度的关注，进而从水电离出的微粒的浓度这一视角来看待水的电离程度。首先，用蒸馏水做如下页图2所示的导电性实验。实验中灯泡不亮，能说明水是不能导电的图2吗？接下来，把灯泡换成一个灵敏电流表。通电以后，同样一杯蒸馏水，却看到电流表指针的偏转。通过前后两个实验现象的对比与分析，学生认识到蒸馏水中是有自由移动的离子存在的，但离子的浓度很小，由此说明水的电离程度很弱。
在环节3“认识水的电离平衡与溶液酸碱性的关系”，教学中设计了由学生测定
溶液和
溶液的酸碱性的实验。这样的教学处理，注重沟通了水的电离与盐的水解知识间的内在联系。因为盐的水解，也是溶质对水的电离平衡的影响（与前面讨论的HCl、NaOH、NaCl对水的电离平衡的影响是相通的，只是溶液中微粒及微粒间相互作用方式不同）。由于溶质的微粒与水的微粒间相互作用而导致溶液的酸碱性这一微观分析思路上的一脉相承，在此处引入能水解的盐溶液的酸碱性问题的讨论较为自然、水到渠成。从教学效果来看，学生在分析这类盐溶液的酸碱性时是没有障碍的。通过实验事实，促进了学生对溶质在水中的微粒和水电离出的离子之间的相互作用以及由此带来的水的电离平衡移动的认识。
（四）帮助学生建立微观分析思路与方法
总之，“深层知识”并非是对事实的简单记忆和技能的机械训练，而是围绕学科的重要概念、方法或观念来联系和组织的。以具体知识的学习和应用为载体，通过“从具体（实际问题）到抽象（分析水溶液中微粒及微粒间相互作用的基本思路）再到具体（实际问题）”的认识过程，引领学生从微粒及微粒间相互作用的角度认识物质及其变化的本质和规律，形成从化学视角分析和解决问题的思路与方法，有利于在发展学生思维的同时实现对知识的深入理解。