“离子反应及其发生的条件”意义建构教学设计*

李艳玲 谢祥林** 刘 敏

（1 湖南师范大学化学化工学院 湖南 长沙 410081；2 广州市铁一中学 广东 广州 510600）

离子反应是化学科学基本概念之一，是中学化学课程中重要的基础知识。在中学化学课程教学中，使学生认清离子反应的实质，自主构建起离子反应概念的意义，是学生能学好化学的基础。倪娟［1］、保志明［2］、经志俊，李明星［3］等提出了关于离子反应概念相关的教学研究，通过设计教学环节以让学生更好的掌握离子反应。因此，中学化学教学中对离子反应概念的教学是十分重视的，对离子反应教学的研究也是中学化学教学研究中的重要内容。中学化学教学中，离子反应是教学的重点和难点之一。在后续的化学学习中，用离子反应认识反应原理是研究化学反应常用的方法，所以离子反应是重要的概念。离子反应学习困难产生的基本现象主要有： 不清楚离子方程式的意义，不清楚如何写出正确的离子方程式。从教学上分析，主要是教师对离子反应概念的科学意义和化学认识方法不深入，误将教学重点放在离子方程式写法规则的教学上，而对离子反应的认识方法和实质意义了解不深，在教学过程中没能将离子反应原理当成重点内容，引导学生认识其原理的教学不足，学生对离子方程式的意义没有真实的理解，对写法规则就无法真正把握，常常只靠记忆一些离子方程式来学习离子方程式。也就是说，学生学习离子方程式只学习了符号写法规则，同时记住了一些离子方程式，而对离子反应的实质缺乏认识。这种学习效率低，对学生的发展也没什么意义。建构主义教学的根本信条是：学习是学习者主动建构知识而不是接受知识的过程，教学是支持学习者建构知识而不是灌输知识的过程［4］。本文主要分析了离子反应概念的认知实质和离子反应及离子方程式概念的学习原理，以帮助学生意义建构的教学思想为指导，设计帮助学生自主认识离子反应的实质，构建离子反应和离子方程式概念、自主掌握离子反应方程式写法的教学设计。实践表明这种教学设计能有效帮助学生学习，教学过程简约，学生学习积极性高，有极高的教学效率。

一、离子反应意义建构学习分析

化学学科是从分子、原子层面认识物质组成及变化规律的自然科学，多角度认识化学反应从而形成了化学科学的概念体系和理论体系。化学概念众多是因为对化学反应用不同的认识方法去认识而形成的，因此化学概念的形成过程包含认识方法和科学方法的学习，这是促进学生思维发展的源泉和动力。很多化学反应是在溶液中进行的， 离子反应正是从参加反应的微粒形式来认识溶液中的化学反应， 这是离子反应认识方法；从概念的学习属性分析，离子反应是指溶液反应中的一类反应，是一类化学反应所具有的共同特征，因此离子反应属于抽象概念。从教学层面分析，学习离子反应首先应让学生了解物质在溶液中存在的状态（这是上课时“电解质在溶液中的电离”必须掌握的内容），继而让学生掌握认知的方法——分析电解质在溶液中反应的实质， 在此基础上让学生自主认识多个电解质在溶液的反应实质，从而找到这些反应的共同特征，抽象出离子反应的概念是离子反应认识的基本过程。

离子反应是对溶液中化学反应认识方法创新而产生的概念，因此教学过程中教会学生电解质在溶液中反应实质的认识方法是学习离子反应、认识离子反应概念教学的科学素养培养目标。教学过程中先观察一系列的化学反应，根据电解质在溶液中实际存在的状态，进行反应过程和反应结果的理论分析，是构建离子反应的概念和离子方程式概念的基本过程。原型定向阶段——由教师对两个离子反应实质进行分析，提供给学生分析方法的模型；原型操作阶段——其余离子反应实质的分析应该交给学生模仿，要让学生掌握其分析的方法和过程， 并完成对这些反应的分析，从而让学生自主构建起离子反应的概念；原型内化阶段——完成对多个离子反应实质的分析后，此时学生们已对反应过程的共同特点都了解清楚了，此时学生头脑中实际上已形成了离子反应的概念，因此剩下的就是对离子反应下定义和给概念名称了。离子反应方程式也不是刻意去学习的知识， 是对离子反应原理进行分析的过程中自然形成的一种对化学反应实质表达的方式。在对多个离子反应实质的认识过程中自然可以形成离子方程式的概念， 离子方程式的书写过程和写法规则，也可以从认识离子反应的过程中归纳出来。

引导学生归纳离子方程式写法，可使学生清晰其写法过程和规则。在离子方程的书写中最关键的一步就是“拆”，即哪些物质写成化学式，哪些物质写成离子式。如果让学生真正理解了电解质电离理论，清楚知道化合物在溶液中存在的状态，那么如何“拆”也不是难点了。其规则就是在溶液中全部以离子状态存在的物质写成离子式，而分子和离子共存或以分子状态存在的都写化学式。由于必修1 没有给出强弱电解质的概念，所以这个时候需要对“拆”（离子状态）与“不拆”（分子＋离子，分子）的物质进行归类。引导学生从电解质在溶液中存在状态认识“拆”，不仅可加深学生对溶液的进一步理解，而且可引导学生对溶液的正确认识方法以及深化对化学反应实质的理解。

综上所述，离子反应及其发生的条件学习的基本过程有：认识离子反应；区分离子反应和非离子反应；理解离子方程式的意义；学会书写离子方程式；总结复分解反应发生的条件。

二、教学过程设计及其特点

1．教学过程设计

教学项目一：电解质在溶液中电离知识复习

请将下列物质归类，并写出电解质的电离方程式。

①Na2SO4②HCl ③NaOH ④NaCl ⑤BaCl2⑥Na2CO3⑦C2H5OH ⑧Fe ⑨SO2⑩KCl

（1）属于电解质的是____，属于非电解质的是____。

（2）写出电解质在水溶液中的电离方程式。

（3）说明电解质在水溶液中存在状态如何。

（教学意图：复习电解质电离及电离方程式。认识本课时中所涉及到的电解质在溶液中的存在状态，为分析离子反应提供知识支持。）

教学项目二：离子反应意义建构

教学活动1：进行实验，并观察现象。

①向盛有2mL Na2SO4溶液的试管中加入2mL KCl 溶液；

②向盛有2mL Na2SO4溶液的试管中加入2mL BaCl2溶液；

③向加有酚酞的试管中加入NaOH 溶液，然后逐滴加入稀硫酸至红色消失；

④向Na2CO3溶液中加入稀盐酸，至无气体冒出；

⑤将铁钉加入稀硫酸中。

教学活动2：观察实验现象，写出化学方程式。

教学活动3：根据电解质在溶液中的电离理论，探讨反应的实际过程，写出各个物质反应前后在溶液中存在的状态。

原型定向阶段：

反应①：

（教学意图：此反应不能进行，只是向学生展示认识方法。附带让学生顿悟有些复分解反应不能进行的原理。）

反应②：

（教学意图： 原型定向演示两个离子反应的认识实例，运用“出声思维”将内隐在头脑中的思维讲解出来，为学生下一步的原型操作做示范。）

原型操作阶段：

学生活动1：学生模仿老师示范的原型，进行自主分析③、④、⑤反应。

（教学意图：（1） 学生模仿教师的分析， 完成③、④、⑤反应分析后，掌握认识方法。（2）为构建离子反应概念提供材料。）

学生活动2：（1）教师引导学生对5 个反应进行归纳，认识5 个反应中参加反应的微粒的共同特点构建离子反应的意义，形成离子反应概念。（2）学生讨论认识离子反应，写出离子反应定义，讨论离子反应概念的内涵，就离子反应和非离子反应各举一例。（3）学生认识离子方程式，写出离子方程式的定义，归纳出离子方程式书写过程。将学生各自所列举的离子反应写出离子方程式。

（教学意图：教师引导学生进行归纳，逐项完成各概念的构建并完成相应的学习任务。）

原型内化阶段：

教学活动4：总结归纳，讲清难点，并整理板书。

离子反应：有离子参加的反应（或以离子的形式参加的反应）。

离子反应特点：

（1）反应是在溶液中进行的。

（2）反应物是以离子形式存在并参加反应。

（3）有沉淀、气体、水等新物质生成。

离子方程式：

（1）定义：用实际参加反应的离子表达化学反应的方程式。

（2）特点：表示了反应的实质，更简明。

（3）离子方程式的书写步骤：（略）。

学生活动3： 教师引导学生总结出书写离子方程式过程中拆与不拆的物质。

（教学意图： 熟悉离子方程式写法， 解决难点“拆”。）

教学活动5：（1）认识离子方程式的意义：代表一类反应。（2）由多个化学反应方程式写出同一离子方程式，由一个离子方程式写出多个化学方程式。

（教学意图：化学方程式与离子方程式互变，深入认识离子方程式的意义。）

教学活动6：课堂教学小结，作业布置。

2．教学设计特点

此教学设计符合学生的认知规律。离子反应属于抽象概念。所谓抽象概念是指事物共同的本质属性。离子反应是将化学反应中有离子参加反应的共性体现出来了。这个教学设计采用归纳法，归纳法是首先展示给学生一系列的事实材料，然后对这些事实材料进行分析研究，找到其共同的、本质的属性，然后根据事物的本质属性下定义，并给出概念的名称。在离子反应概念教学中，选定的形成离子反应概念的教学材料只能是很明确地只有离子参加的反应，而不能有其它反应原理在其中，能够准确而清晰地体现出事物的本质属性。其次，所列举的事实材料要到达一定的数量，才能引导学生完整的形成概念。材料太少，学生不能观察概念的全貌，形成的概念就有缺陷；材料太多，在形成概念的过程中所花时间太长。在离子反应教学中，本文设计了5 个离子反应，分别是：不反应，生成沉淀，生成水，生成气体，氧化还原反应等，各反映了一个离子反应发生条件，这些反应都很清晰地体现了离子反应的实质，无其它杂念。另外，通过教师对其中2 个反应进行示范分析，给学生提供思维的模型，后面3 个反应的分析让学生模仿教师的思维进行分析，使学生基本形成了认识方法，清楚地了解了反应的实质，构建这些反应中“参加反应的微粒是离子”的概念，自主归纳出离子方程式的书写步骤和方法。有关离子反应概念建构的部分是本节课的重点。在实际教学中，给学生充足的时间进行化学方程式到离子反应方程式转化的分析过程，不同的每一类物质的化学式都给学生多个物质进行建构练习。离子反应意义建构建立起来后，有关离子方程式的书写、意义、复分解反应发生的条件都可以从离子反应建构过程中推导出来，这种有实例，再通过实例认识形成概念的过程，是化学教学的基本策略。因此，这部分内容在教师的引导下，由学生一项项推导得出，由于认识方法清楚，学习材料难度不大，学生可以自主学习，且能顺利完成学习过程， 因而调动了学生思维积极性，自主地构建起离子反应及其相关的概念。

三、教学结果及分析

此教学设计在长沙市长郡中学和广州市广州铁路局第一中学进行教学实践，其中长沙市长郡中学已进行了2年的教学实践。教学结果表明，这种离子反应抽象概念意义建构教学， 能让学生清晰地构建起离子反应意义， 能正确书写离子方程式， 教学效率高，学生能轻松达成教学目标。其阶段测试成绩比其他班级成绩要高得多。对于概念的意义建构教学设计并不是空谈，不是外表华丽，内里空虚的理论，而是具有实际教学意义的， 对其它内容的学习也有很好的促进作用［5］。

［1］倪娟．论基于学科观念的化学概念教学——以离子反应教学设计为案例［J］．化学教育，2014，（1）：1－3

［2］保志明．运用实验体现概念的建构过程——“离子反应”的教学与思考［J］．中学化学教学参考，2012，（3）：16－17

［3］经志俊， 李明星．凸显化学思维特征 顺势建构化学观念——基于观念建构的“离子反应及其发生的条件”课堂教学设计［J］．化学教与学，2014，（1）：11－14

［4］王希华．现代学习理论评析［M］北京：开明出版社，2003：196－199

［5］彭程．中学化学基本概念分类及意义建构教学设计实践［D］．长沙：湖南师范大学硕士论文，2014