以微粒观促进学生对化学知识的理解

李瑩

微粒观是中学化学教学中的一个重要观念，也是学生学习中难以掌握的一个化学概念。本文旨在通过“水的电离”教学过程，探索在教学活动中如何帮助学生形成微粒观，并利用微粒观促进学生对“水的电离”的理解。

一、问题的背景和含义

微粒观是最基本的化学观之一，来自具体的化学知识，是具体化学知识的高度抽象浓缩，是对微粒的总体性认识，同时也会对新的化学知识的学习产生积极引领作用。微粒观的学习贯穿学生从初中到高中的整个化学学习过程，它能帮助学生从微观的角度认识一些自然现象，形成对物质及其变化的科学认识。

新课程实施以来，化学观念成为学生学习化学的一个重要内容，也是学生在化学的学习过程中亟待解决的问题。微粒观的生成既是高中化学教学的重要任务，也是提高学生学科素养的有效手段，从而影响学生的终身学习。其主要观点包括：物质是由肉眼看不见的微粒构成的；微粒总是在不断地运动的；微粒间有一定的间隔；微粒间存在着相互作用；微粒有质量。

二、让学生逐步树立由

定性到定量的学科观念

水的电离平衡存在的客观性，决定了在平衡移动过程中主要因素与次要因素间互相依存、互相制约的关系，溶液中c（H+）与c（OH-）浓度变化的矛盾在对立中统一为温度不变，水的离子积不变，而正是因为水的电离非常微弱，才决定了H+与OH-反应的彻底性。对立统一、量变引起质变的哲学思想，始终贯穿于水的电离平衡认识过程的始终。

一是从物质、原理的角度看本章的知识体系。（见图1）

二是从水溶液中粒子的行为看本章知识体系。（见图2）

溶质溶于水的行为，依据电解质电离的程度分为强电解质和弱电解质，水的电离平衡，使得分析溶液的视角从原来的只关注溶质转向了兼顾溶剂，酸碱溶于水及盐类水解导致溶液酸碱性的体现，恰好是溶质与溶剂电离出的微粒相互作用的结果，难溶电解质的溶解平衡进一步丰富了溶液体系的认知。贯穿整章始终的是微粒的来源、种类、数量及去向，整合物质进入水中的行为依次有反应、溶解、电离及溶质与溶剂的相互作用。因此，以水溶液体系的认知模式来统领全章的教学，不断渗透微观相互作用与宏观表现的关系，可让学生逐步树立由定性到定量的学科观念。

三、基于微粒观的《水的电离》教学

本节课注重创设认知情境，首先通过Na2CO，溶液滴加酚酞后变红这一事实，让学生体会水中存在OH；继而马上安排学生做测蒸馏水的电导率实验，并且通过实验建构水的电离的认知过程。本教学设计在于突破概念教学以讲授为主的传统模式，在实验及活动中架构感知理论并达成知识目标的落实，建立分析模型或思路。本节课的教学流程如图3。

1.引入课题

教师展示实验：向碳酸钠溶液中加入几滴酚酞，溶液变红。提问：在NaCO溶液中，溶质并未提供OH，那么OH是从哪里来的呢？如果是水发生了电离，那除了OH-外还可能有什么微粒？学生猜测：OH是水电离产生的；还有H。这样设计，可以从实验事实出发，使学生从只关注溶质转向兼顾溶剂，利用所学知识进行猜想。

2.定性定量地了解水的电离

问题1：水的电离程度是怎样的呢？（要求学生预测水的电离程度）实验：用电导率仪测蒸馏水的电导率（测量蒸馏水的电导率；加热蒸馏水，测量电导率）。请学生分析实验数据，看能否证明自己的预测，并且说明理由。

对比蒸馏水和醋酸的电导率，你会得到哪些结论呢？学生讨论、交流，预测：水的电离是微弱的；升高温度，电离程度增大；学生完成实验。记录数据，小组讨论，得出结论。比较蒸馏水、醋酸的电导率得出结论：水确实存在着电离，水的电离是微弱的，水是弱电解质，水的电离受温度影响。

3.应用水溶液体系分析模型，分析碳酸钠溶液

学生应用模型进行分析，溶液呈碱性的原因是水电离的H与碳酸钠电离的CO作用的结果，水的电离受到了促进。这就应用并巩固了水溶液体系的分析方法。

本节课通过对碳酸钠溶液加入酚酞变红这一实验事实，自然地将学生关注溶液的视角，由原来的只关注溶质转向了兼顾溶剂。教学设计和实施中多处对定性的认识做了定量的处理，如对水电离的客观存在的认识是定性的，对水的离子积的认识是定量的；对水电离平衡的移动认识是定性的，对水电离平衡的移动程度认识是定量的。在教学中，将溶质与溶剂微粒相互作用的结果外显了出来，在学科观念上体现了水溶液体系中的微观“行为”。故应用水溶液体系的认知模式，即要同时关注溶质和溶剂，并且分析溶质与溶剂微粒间的相互作用及结果，将分析过程外显出来，由原来的暗线变成明线。

因此，教师在教学过程中以及解释一些问题时，可运用化学基本观念中的“微粒观”，对问题作出科学合理的解释。这一观念有利于学生形成对知识各层面的理解，从而对知识有一个深刻全面的把握。

（编辑 刘泽刚）