基于问题的教学设计与课堂实证

　　摘要：以问题解答为载体，根据对预设问题的思考、讨论和实验探究，促成学生对强电解质与弱电解质概念辨析和理解，并学会合理控制变量进行探究活动方案设计，引导学生思考、提出问题，利用课堂生成的问题促进学生对概念的理解。
　　关键词：强、弱电解质；教学设计；课堂实证
　　文章编号：1005–6629(2012)7–0028–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
　　1 设计思想
　　教学的核心就是让学生参与到富有成效的学习活动之中，设计一系列适合学生做而又值得去做的学习任务，是教师需要仔细思忖的事情。在化学课堂上，透过学习任务的观察与分析，我们可以清晰地看出教师对于学生学化学概念、对于如何教化学概念的理解。化学教师对化学概念、化学概念教学、化学概念学习的理解直接影响他们在课堂中采用怎样的行为，会给学生提供怎样的学习机会，达成怎样的目的。
　　在化学概念的教学中，给出定义→科学验证→练习巩固是常用的教学方法，往往以对概念进行完整描述与关键词解读，然后通过习题进行辨析。常常这样教学，学生会感到枯燥，化学学习兴趣会减退，甚至还不能很好理解概念。笔者在进行教学时采用了一种以习题解决为载体的问题设计，引导学生科学探究，建构化学概念，促进学生对化学概念的理解。下面以苏教版选修4《化学反应原理》中“强电解质与弱电解质”的学习内容为例进行实证。
　　2 教学目标
　　（1）复习电解质与非电解质的概念，在实例判断中巩固判断的方法。结合金属与电解质导电原理来认识电解质导电能力与离子浓度及所带电荷数相关。
　　（2）以等浓度的盐酸和醋酸为例，试着学习控制变量的方法来进行实验设计，并在实践中比较HCl和 CH3COOH在水中电离能力的差异，得出强弱电解质定义与判断方法，学习科学探究的一般方法，培养提出问题、探究问题和解决问题的能力，获得成功的喜悦。
　　3 教学过程分析
　　3.1 教学环节1：强弱电解质概念与判断的问题与课堂实证
　　活动1 实验测定等体积、0.1 mol·L-1HCl与CH3COOH溶液中电流强度，学生读数分别为2.5 A和10 mA。
　　问题：为什么电流强度不一样，说明了什么问题？溶液导电性由什么因素决定？
　　结论1：等物质的量浓度的CH3COOH与HCl溶液导电性不相同！HCl更强一些。
　　师：盐酸和醋酸的离子都带一个单位的电荷，从这个实验说明哪一个离子的浓度大？
　　生：盐酸。
　　师：等物质的量浓度的盐酸和醋酸中，盐酸的离子
　　浓度更大一些，这就说明什么？
　　生：盐酸比醋酸的电离程度更大。
　　结论2：HCl溶液比CH3COOH溶液中离子浓度更大，HCl比CH3COOH电离程度更大！
　　问题：通过精确测定（pH计），得0.1 mol·L-1 HCl溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1，说明了什么问题？
　　师：精确实验测出来H+浓度是0.1 mol·L-1，说明盐酸怎么样？
　　生：完全电离。
　　师：盐酸的电离程度是不是比醋酸更大，那醋酸呢？
　　生：不完全电离。
　　师：由上述实验得出的结论，我们可以知道HCl和CH3COOH分别称为什么电解质？在水溶液中有什么特点？
　　生：强电解质、弱电解质，强电解质在水中是完全电离和，弱电解质不完全电离。
　　结论3：在水溶液中完全电离的电解质称为强电解质；在水溶液中只能部分电离的电解质称为弱电解质。
　　活动2 设计与讨论：请你思考并与周围的同学讨论更多其它实验方案证明HCl比CH3COOH电离程度更大，并写在纸上。
　　学生进行设计并与周围的同学积极讨论，将设计的方案写在纸上，并相互点评设计中的不足。
　　生1：测导电性。（演示的实验）
　　生2：测pH。（教师与学生交流后测0.1 mol·L-1 HCl与CH3COOH溶液中pH，换算成c(H+)）
　　生3：可以用锌。取等物质的量浓度的盐酸和醋酸与锌反应产生气泡的速率。
　　生4：与碱反应。中和反应看放出能量的多少。等物质的量浓度的HCl与CH3COOH与等物质的量的碱反应。（教师与学生对话后补充完整条件）
　　生5：用等物质的量浓度的盐酸和醋酸和等物质的量浓度的氨水，氨水滴加到盐酸里能产生白烟，而滴加到醋酸里不会产生白烟。（师生讨论后否定了此方案）
　　问题：在科学研究过程中，多种变量如何进行设置和比较呢？
　　生：当实验中有多个反应变量时，为比较某一因素（变量）差异，则其它变量则都要一样才可以。
　　活动3 表面积大小相同的镁与1 mol·L-1 HCl和CH3COOH反应，观察气球胀大的快慢。
　　师：盐酸。（倒醋酸）醋酸。然后呢？这是镁带，我刚擦过，再擦一下。取量呢，应该取一样。我用手就可以弄断了。说明镁条很软。然后把它装在气球里面。（把镁条装进气球）这个是醋酸（把气球扎到锥形瓶上），这是盐酸。一起放镁条。（醋酸的镁条先掉进瓶里）这个先放进去的。
　　（学生观察实验现象，装盐酸的锥形瓶气球很快胀大，而过了约2分钟后装醋酸的锥形瓶气球才胀大）
　　实验证明了HCl比CH3COOH电离程度更大。
　　活动4 问题讨论：强电解质与弱电解质溶液导电能力与判断方法。
　　教学点评：在实验过程中通过定量的大小判断与离子浓度与电解质浓度大小关系，理解电解质在水溶液中可以发生完全电离与部分电离，在实验结论基础上推理得出强、弱电解质概念。在自主设计与合作讨论的过程中获得实验方案设计与变量控制思想运用。以BaSO4为物质载体，连续设问中巩固强电解质定义与溶液导电性之间的关系。
　　电解质根据是否完全电离分为强电解质和弱电解质，下面通过一道习题来辨别电解质与非电解质定义与判断方法。
　　3.2 教学环节2：电解质与非电解质概念与判断的问题与课堂实证
　　例：a.铜丝 b.H2O c.石墨 d.NaCl e.盐酸 f.蔗糖g.CO2 h.NaOH i.氯化钠溶液 j.冰醋酸 k.碳酸 l.CaO m.熔融的氯化钠 n.AgCl o.NH3
　　教学点评：在学生思考回答问题过程中复习了电解质与非电解质概念，关注了电解质、电解质溶液、熔融电解质、能导电的电解质、物质或溶液的导电之间的关系，加深对电解质的认识并理解原理，在实践中学会从物质的类别上判断电解质与非电解质。
　　3.3 教学环节3：实践中对强、弱电解质概念的理解
　　活动5 练习：请选择给定的物质回答问题：
　　a.NH3 b.H2O c.NH3·H2O d.NaCl e.盐酸 f.蔗糖 g.CO2 h.NaOH i.氯化钠溶液 j.冰醋酸 k.碳酸l.CaO m.熔融的氯化钠 n.(CH3COO)2Pb
　　强电解质有 ；弱电解质有 ；非电解质有 。
　　课堂教学中有两类问题，一类是预设的问题，另一类是生成的问题。预设的问题需要我们在课前认真思忖和设计，如强、弱电解质概念得出，通过比较两种不同物质的电离程度差异，设计问题如下：等物质的量浓度的一元酸比较离子浓度，等物质的量浓度一元酸测pH，等物质的量浓度的一元酸与活泼金属或碳酸盐反应产生气泡快慢等，当这些问题都理解了，自然的知道了电离程度有差异，则得出盐酸与醋酸不同之处，同时得出研究过程中如何限定变量的问题。生成的问题是灵动的，有学生提出的，有教师根据学生困惑提出的，还有问题解决中出现的认知冲突等，这需要因时、因题而解决。这样的问题有明显的层次，在解决问题过程中不仅实现了概念理解，而且获得了比较研究中变量控制的思考点。问题设计还要表述准确、指向明确，如：
　　4.2 对习题选择与设计的思考
　　在复习旧知建构新知过程中，习题也是一种很好的学习载体，选择和设计怎样的习题能很好地吻合教学需要呢？笔者在实践中进行了下列的思考，一要考虑学生已有的学科知识，例如：电解质与非电解质概念是高一已经学习过的内容，高二的学习是复习巩固过程，但要有所提升，金属氧化物、非金属氧化物与氢化物是不是电解质，这样有新的内容，不同学生都有新的认识。二要考虑学生分辨提取信息的能力，对于学习能力较强的学生，可以将被选择内容设置复杂一点，干扰因素也可以多一点，上述习题设置中可选择的物质有16种，涉及的物质种类尽可能地多。三要围绕目标、重点和难点，进行有效的组合，突出核心知识与概念的理解，如这一课时重要是理解强、弱电解质概念及掌握判断方法，习题中选择冰醋酸、NaOH、H2O和AgCl等。四要有明确的比较对像，在判断方法学习上就有作用发挥，如CaO和CO2，冰醋酸与HCl，NaCl、熔融的NaCl和NaCl溶液等。
　　参考文献：
　　[1]吕锋.尝试以“实验组”整合教学教学素材[J].中学化学教学参考，2012，（1-2）：35~37.
　　[2]李发顺.基于课堂实证的问题设计[J].教育研究与评论，2011，（12）：78~82.