基于教材二次开发发挥实验教学功能

吴菊华+杨梓生

摘要：“盐类水解”是高中化学重难点内容。在教学比赛中发现有些教师不能很好地发挥教材实验的功能。认为该课的关键之处在于转变学生已有的“电离模型”，并建立“水解模型”。对教材六个实验进行分组呈现，从而使它们分别承担起产生认知冲突，感知建立新认知“必要性”、“合理性”和“可行性”等功能。对教材进行二次开发，体现教材实验的教学功能，进而真正实现从教教材到用教材教的转变。

关键词：盐类水解；电离模型；水解模型；实验教学功能；教材二次开发

文章编号：1005–6629（2015）8–0043–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

新一轮基础教育课程改革倡导教师从“教教材”向“用教材教”转变。这一转变，意在唤醒教师教学活动的“目标意识”、服务教学的“资源意识”。具体来说，要求教师认识到，教材的案例素材是承载教学目标的一种而非唯一的资源，教材的组织线索是引导教学活动的一种而非唯一的方式；教学时可以（而且应该）根据教学目标和学生实际，灵活地开发、重组、调整教材，从而保证教学目标的达成。下面以“盐类水解”实验教学为例，谈谈如何创造性使用教材。

1 问题提出

在一次“盐类水解”教学比赛中，参赛教师无一例外地按如下思路教学：先复习溶液酸碱性概念、溶液酸碱性与c（H+）和c（OH-）关系、酸（碱）溶液显酸（碱）性的原因；接着，教师自己或让学生一次性测量六种溶液的pH；在此基础上，引导学生从溶液存在的微粒、微粒间相互作用、微粒间作用后溶液酸碱性等方面分析，并归纳盐类水解的实质。

上述教学，教师将实验功能定位在获取盐溶液酸碱性或盐溶液不一定显中性的感性印象，这引发了评委们的深思。有评委提出：如果仅让学生获得盐溶液酸碱性印象，只需选择三种溶液（若仅让学生获得盐溶液不一定显中性的印象，选择其中之一即可）；测量六种溶液pH，不仅耗时、耗物，而且过多的现象会给学习带来不必要的认知负荷，反而“会对学习和理解造成消极的效应”[1]。

2 教学研讨

解决上述问题，有必要重新研究教材和教师用书，以便理解编者意图。对于教材，在提出“盐溶液都显中性吗”之后，安排用pH试纸测六种溶液pH的实验，并提出“这些盐自身既不电离出H+，也不电离出OH-，它们的水溶液是否都显中性，为什么”。接着，呈现包含“溶液的pH”、“溶液中存在的微粒”、“哪些微粒可能发生相互作用”、“溶液显酸性或碱性的原因”四个项目的表格，要求学生结合实验与分析，学习盐类水解概念及其原理[2]。这样的编排，在于通过几种盐溶液酸碱性的表象进入到溶液中微粒间的相互作用，引导学生关注溶质对溶剂的电离产生了影响，从而得出盐类水解的实质，并建立起“溶液的酸碱性溶液中c（H+）与c（OH-）的关系→溶质微粒与溶剂微粒间相互作用”的盐溶液酸碱性的研究思路[3]。不难看出，参赛者正是基于上述理解开展教学并一次性测六种溶液的pH。从相关文献看[4]，这也是目前不少教师的处理思路。

有评委指出：“能否从本节重、难点教学的角度来优化实验呢？”大家将目光聚焦到重、难点上，注意到“教师用书”仅将“温度、浓度、外加物质对水解平衡的影响”作为教学重、难点[5]。这样的判断，大部分评委不认可。因为，能否理解外界条件对水解平衡的影响，受制于对盐类水解本质的掌握。也就是说，盐类水解的本质是理解外界条件对水解平衡影响的基础。因此，本课重点应为（至少应包含）盐类水解的原理。

学习本课前，学生对水溶液酸碱性的认识，基于酸（碱）在水中电离的视角（暂称为“电离模型”）。这一认知视角仅关注电解质自身（即酸或碱）的电离（当然也存在水的电离，只因很微弱而忽略不计）；盐溶液酸碱性的学习，不仅要关注盐的电离，还要关注水的电离，更要关注盐电离产生的微粒与水电离产生的H+或OH-的相互作用，建立“电解质（盐）+溶剂（水）”共同作用的思维模式（暂称为“水解模型”）[6]。学生是否建立起从微观视角分析溶液系统中溶质与溶剂相互作用的思路，将直接影响到学生对盐类水解原理的理解。故本课教学的核心，就是将学生头脑中的“电离模型”转化为“水解模型”。根据认知心理学理论，认知具有稳固性特点。学生一旦建立某种认知后，不会轻易被新的认知所取代。所以，转变学生已有的“电离模型”并“建立溶液系统中溶质与溶剂微粒相互作用的思维模式”（即“水解模型”）才是本课教学的难点。

如何实现“电离模型”向“水解模型”转化？从教学实践看，简单地否定学生的已有认知，直接以科学概念来替代是不可取的[7]。只有学生感知原有认知在解决问题时的不足，认识到建立新认知的必要性，认识到新的认知解释相关问题的合理性，认识到新的认知符合一般规律，才可能转变旧的认知、接纳并建立新的认知。布朗和克莱门特指出[8]，促进认知转变教学的策略，是为学生认知“架桥”——在错误认知与正确认知间建立起桥梁（如图1所示）。具体到本课教学，就是要通过创设“靶例”，暴露学生原有认知。在此基础上，呈现“锚例”，让学生认识到原有认知的错误（用“电离模型”解释盐溶液酸碱性）。进而对比“靶例”和“锚例”，修正错误、理解本质，最终形成正确的认识（用“水解模型”解释盐溶液酸碱性）。

3 创新设计

基于上述分析，为有效突破难点、突出重点，教学时应将六个实验进行合理分组并按一定顺序进行呈现，从而使它们分别承担起产生认知冲突，感知建立新认知“必要性”、“合理性”和“可靠性”等功能，这是深度处理本实验的关键。经过进一步的研讨，提出应将六个实验分为四组，并在不同教学环节中开展，以承载不同的功能。具体安排如下：

教学具体操作如下（只列出与实验教学相关的环节）：

[环节1]在复习巩固溶液酸碱性与溶液中c（H+）和c（OH-）关系、酸（碱）溶液显酸（碱）性的基础上，完成如下任务：

任务1：NaCl在水中是否电离产生H+或OH-？NaCl溶液是否呈中性？

任务2：完成第一组实验，并将实验结果和自己猜想作对比。

（注：实验的目的在于提供“靶例”。）

[环节2]基于前述复习和实验，继续引导学生解决如下两个任务：

任务1：对于水溶液中不会电离出H+或OH-的盐，其溶液一定呈中性吗？

任务2：完成第二组实验，并将实验结果和自己的分析作对比。

（注：将两种盐溶液不显中性的事实作为“锚例”，诱发学生认知冲突，激发探究欲望。）

在前述教学基础上，引导学生参照教材表格展示的“溶液的酸碱性溶液中c（H+）与c（OH-）的关系→溶质、溶剂微粒的相互作用”思路分析溶液酸碱性原因，建立盐类水解的基本认识。

[环节3]根据所建构起的微观分析思路及盐类水解的初步认识，开展如下探究：

任务1：请结合前面提炼出来的分析盐溶液系统中微粒间相互作用与盐溶液酸碱性关系的分析思路，预测Na2CO3及Al2（SO4）3溶液的酸碱性。

任务2：在预测基础上，进行第三组实验。对比实验结果与自己的分析是否一致。

任务3：总结分析盐溶液酸碱性的思路，并归纳盐类水解的本质。

（注：指导学生运用“水解模型”预测两种溶液的酸碱性，并结合实验验证，从而认识“水解模型”的合理性、改变“电离模型”的必要性，促使学生建构新的认知，总结盐类水解本质。）

[环节4]通过前述三个环节的教学，学生基本建立起分析盐溶液酸碱性的思路，理解了盐类水解的本质。接下来，继续引导学生解决问题：

任务1：进行第四组实验，记录实验结果。

任务2：NaCl、KNO3也是盐，为何这两种盐的溶液呈中性呢？

（注：通过呈现貌似“违背”盐类水解的“锚例”，完善对盐类水解条件的认识——只有能电离出弱酸根或弱碱阳离子的盐才能水解，进一步深化盐类水解本质的理解，完善认知。）

此外，对于本课实验，若用pH酸度计替代pH试纸测溶液的pH，并增加一些实验，还能实现促进学生认识“盐类水解反应速率快”、“盐类水解有限度”且“通常盐类水解程度很小”等功能。教学时可安排如下任务：

[环节5]现场配制0.1 mol·L-1的CH3COONa和NH4Cl溶液（课前称好4.1g CH3COONa和2.7g NH4Cl，课堂上将它们分别溶于50mL水中，即可近似配得0.1 mol·L-1的溶液。）

任务1：测量上述两种溶液的pH，并和“环节 2”测得的pH相比较，pH差异如何？这一事实反映盐类水解反应的速率是快还是慢？

任务2：根据“环节2”测得的CH3COONa和NH4Cl溶液的pH，估算两种盐水解的转化率，并推测盐水解的程度是大还是小。

不难发现，这样的实验教学创新设计，突出以科学探究为主线，强调通过实验、问题、思考与交流驱动学习，关注学习活动的有效性与深刻性，从而将知识掌握与思维转化融为一体，最终实现既提升实验教学价值，又培养化学素养的目标[9]。

4 反思与启示

通过本次教学研讨发现，要创造性地使用教材，实现从“教教材”转向“用教材教”，不是盲目地处理教材，而是牢牢把握课程目标（教学目标），根据学生的学习实际，用教育教学理论来指导。在深入研究教材内容及其呈现方式的基础上，准确把握课程理念和教学目标。在此基础上，深入分析学生的现有水平及本课教学应达到的发展水平，根据教学原理与教学规律，创造性地开发教材，促进教学目标的有效达成。这是“用教材教”的本质要求。

本文定稿过程得到福建教育学院张贤金老师的指导，在此表示感谢！

参考文献：

[1]邹正.新编高中教师手册·化学[M].南京：南京大学出版社，2012：415.

[2]王磊主编.普通高中课程标准实验教科书·化学反应原理（选修）（第4版）[M].济南：山东科学技术出版社，2011：82～84.

[3][5]王磊主编.普通高中课程标准实验教科书·化学反应原理（选修）教师用书（第3版）[M].济南：山东科学技术出版社，2009：160.

[4][9]何翔.有效的学生活动设计初探——以“盐类的水解”为例[J].化学教学，2014，（2）：24～27.

[6]杨启宁，杨梓生.基于概念转变的教学设计[J].化学教与学，2015，（2）：61.

[7]李汉清.高中化学概念教学现状及对策[J].化学教学，2013，（2）：7.

[8] P. H. Scott & H. M. Asoko & R. H. Driver &英国里兹大学儿童科学学习研究小组，郭玉英，卢俊梅译.“为概念转变而教”策略综述[J].新课程教学，2013，（5）：51～52.