基于概念观下的教学实践
——以“电解质”为例

2018-02-01 11:54福建省晋江市第一中学李美玲
学苑教育 2018年2期
关键词:电离水溶液熔融

福建省晋江市第一中学 李美玲

化学概念是在化学科学发展过程中建立起来的,是化学现象和化学事实的概括化和抽象化的思维形式,能反映同类事物的化学运动规律和本质属性。概念具有内涵和外延,外延又称背景属性,而内涵则是关键特征。在教学实践中,如何建构有关概念的教学,以期减少学生的迷思概念显得尤其重要。下面针对学生容易混淆的概念“电解质”为例进行概念观的建构。

苏教版《化学Ⅰ》对电解质的定义是“在水溶液或熔融状态下能导电的化合物叫做电解质”。对非电解质的定义是:“蔗糖、酒精等化合物,无论是在水溶液中还是在熔融状态下均以分子形式存在,因而不能导电,这样的化合物叫非电解质”。对电离的定义是:“电解质在水溶液中或熔融状态下产生自由移动的离子的过程称为电离。”

如果按照教材编排进行授课,电解质在前,导电实验的演示会混淆了学生对于电解质的理解,学生普遍存在的困惑是:氯化钠溶液能导电,所以氯化钠溶液是电解质;电离就是要通电的;纯水不能导电,所以纯水不是电解质;硫酸钡溶于水不导电,所以硫酸钡不是电解质。虽然,通过注意事项的较正,学生可以理清上述多数的困惑,但是后续的离子反应、电解质溶液等相关的进阶学习,却存在了更多困惑。

一、化学核心概念的宏观辨识和微观探析

造成学生迷思概念的主要原因是,没有帮助学生理清概念的宏观现象和本质原因。导电是电解质溶液的宏观现象,且这一宏观现象还存在着诸多干扰的因素,比如溶解度、电离度等问题。因此,用导电与否定义电解质和非电解质,显然是不够科学的。而导电的根本原因是,有自由移动的带电的微粒(离子或电子)。金属之所以可以导电是因为有自由移动的电子。固体中的分子和离子是无法自由移动的,所以,可以采取将固体溶解或者将固体加热使之融化(即熔融),从而达到自由移动的效果。其次要有离子,而不能是分子。教师为了理清该概念,可以适当调整课本顺序,将“电离”这一概念前置,借助一些直观的动画模拟,使抽象的电离具体化。教师在教学过程中也可以对电离的定义作适当的追问如:为什么在水溶液中或者熔融状态会电离?

关于物质的构成微粒,由于涉及到后续物质结构的知识,学生暂时无法理解。但是,可以结合学生已有的常见离子团的知识进行识记,包括活泼金属氧化物在熔融状态下会电离出金属阳离子和O2-。酸是由分子构成的,学生暂时无法理解这一知识,只能作为特例识记。但在水分子的作用下,水能电离出离子。气体液化是降温,没有额外的能量破坏微粒间的强相互作用力,因此液态氯化氢等不电离,所以不导电。在初中时,对酸、碱、盐的定义就是从电离出发的,自然过度归纳常见的电解质的有:酸、碱、盐、水和活泼金属氧化物。

既然导电是电解质的宏观现象,且存在诸多干扰因素,而电离出离子才是本质原因,因此,在教学中,先理清“电离”这一概念,再修正电解质的概念为“在水溶液或者熔融状态下能自身电离出阴阳离子的化合物”。相应的,非电解质的定义也修正为“在水溶液和熔融状态下均以分子形式存在(不电离),这样的化合物叫非电解质”。搞清了概念的本质特征,明确指出概念的背景属性是化合物后,再来梳理导电这一宏观特征就显得顺理成章了。电解质会电离出离子,导电受自由移动的离子浓度的影响,因此,建构思维导图如下:

在水溶液体系中还存在着溶解度及电离度等问题,会干扰到电解质溶液的导电情况。且导电这一宏观现象是量变积累的结果,如纯水会电离,但电离度太小,使得自由移动的离子浓度太小,达不到导电这一质变。这样学生就明白了导电不能简单的和电解质溶液挂钩。更不能简单的等同于电解质。

二、整合应用

理清概念后,要让学生的概念学习有所深入,而不仅仅是停留在对概念的识记和辨别上,这就要求教师要对整个单元知识体系系统梳理,并不断引导学生对电解质这一核心概念的理解和应用。

三、人文教育与人文关怀

科学界曾一度认为离子是通电后产生的,直至阿仑尼乌斯在其博士论文中提出:电解质在水溶液中自动离解成带电粒子,即在通电前,电解质就已经在水溶液中离解了。在当时,该理论的提出遭到了众多的质疑。化学作为一门科学,有其自身发展的规律,先有宏观现象,再进行微观解释和反复的科学验证。而作为学生,不可能沿着科学家的足迹慢慢摸索世界,也没有必要,学生的学习有其自身的认知水平和发展规律。学生需要培养基于证据推理和模型认知的化学核心素养,但概念的提出和完善有其发展的历史,对于科学家探索世界的过程可以放在相关化学史话的栏目中,加深学生的理解。

概念教学如果没有了建构的过程,没有了对化学实验事实的观察,没有了理性(宏观和微观,定性和定量)的分析,只有书上的定义和强加给学生的注意事项,那就是不讲理的教学,这与培养人的科学理性背道而驰。概念是一切问题的起源,在教育教学实践中有时需要回归核心概念,并不断地追问,是什么,为什么,怎么样?同时概念也是不断发展的过程,要用辩证的思维分析完善概念。

[1]陆军.上海教育科研,2007(5):87-88

[2]保志明.中学化学教学参考,2012(3):16-17.

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