基于核心素养下的离子相互作用教学策略分析

2020-01-06费永利唐华亮

科学咨询 2020年37期

解伟费永利唐华亮

（1.广东省湛江市第二十中学广东湛江 524000；2.广东省湛江市第六中学广东湛江 524000）

化学核心素养主要培养学生具有科学思维、自主学习能力等关键能力和必备品质[1]。化学学科核心素养对微观探析、反应的动态规律、推理与本质规律、探究与创新和环保等五个方面提出标准[2]。在人教版选修四《化学反应原理》第三章《水溶液中的离子平衡》教学中，如何贯彻核心素养理论，将离子平衡知识与核心素养理念结合，全面培养学生学科素养，是本文讨论的问题关键。

一、平衡与变化思想贯彻始终

1.明确平衡与变化思想贯彻始终。全章共有弱电解质的电离、水的电离、盐类的水解、难溶电解质的溶解平衡等四种类型。培养学生总结其共性和分析其特性的能力。

2.体会平衡的动态性。动态平衡是平衡的重要特征。外界条件对平衡的影响最终都是通过动态平衡实现的。只有把握动态平衡这一特点，才能具体阐述在恒定的密闭容器中，加入一定量的生成物，如果生成物的物质的量转化为反应物的物质的量时，与加入反应物的物质的量相同则最终形成等效的平衡这一特点。

3.认识平衡的独立性与关联性。醋酸存在电离平衡。在醋酸中加入氢氟酸。醋酸的平衡逆向移动。达到平衡后，醋酸分子浓度不再变化，醋酸根和氢离子浓度也不再变化。此时，氢氟酸也存在电离平衡。两个平衡之间，氢离子浓度相同，平衡常数不变。同理可知，水溶液中，加入酸溶液，水的平衡保持独立性，即平衡常数不变。水与弱酸分别建立独立的电离平衡，同时氢离子浓度相同使得两个平衡具有关联性。

二、构建宏观与微观的桥梁

宏观与微观是事物的两个侧面。而构建两者之间的联系是十分重要。宏观现象的辨识能够为微观提供依据，微观的分析能够解析宏观的现象。根据盐类的水解一节内容，用pH 试纸测试强酸强碱盐、强酸弱碱盐、强碱弱酸盐的酸碱性，进而探究出盐类水解的本质。使学生体会宏观现象是微观的表征，微观反应是宏观现象产生的原因和本质。由此建立起宏观模型，从模型中抽象出事物的本质规律。进一步利用本质规律解决一系列高考考查问题和生活中遇到的问题。

通过宏观辨识反向判断微观本质也是常用的方法。如盐类的水解涉及的问题中，在1 mol/L 碳酸氢钠溶液中，显碱性，而1 mol/L 亚硫酸氢钠溶液显酸性。碳酸氢钠显碱性，因此我们判断碳酸氢钠的水解大于电离，而亚硫酸氢钠显酸性，由此我们判断亚硫酸氢钠是电离大于水解。现象反映本质，宏观对微观进行判断和分析。宏观是微观的判断，微观是宏观的本质，体现宏观和微观哲学上的辩证统一。

三、建立离子平衡模型的变化与推理

解决离子浓度大小比较问题时，需要建立起离子平衡模型。以1 mol/LNa2CO3溶液中离子浓度大小为例，首先分析盐的电离和碳酸根的水解以及水的电离平衡。根据盐的电离可知，离子浓度最大的是钠离子浓度。假定碳酸钠溶液中，碳酸根不水解的情况下，钠离子浓度是碳酸根浓度的两倍。而碳酸根水解，碳酸根减少。所以钠离子浓度最大。其次是碳酸根离子浓度。虽然碳酸根会有少部分水解。但是碳酸钠在水溶液中完全电离成钠离子和碳酸根。而碳酸根的水解，相对于碳酸钠的电离，是极其微弱的。假定碳酸氢根和氢氧根在碳酸根水解过程中是1:1。由于碳酸氢根继续水解成碳酸根和氢氧根，碳酸氢根减少，而氢氧根离子浓度增加。所以，氢氧根离子浓度大于碳酸氢根离子浓度。最后，由于HCO3-会水解成碳酸分子和氢氧根，由于碳酸分子相对于水溶液电离的氢离子而言仍然较大。由此我们可以建立起盐溶液的水解平衡模型。

四、综合探究与社会责任

在全章学习完成后，设计综合性实践课程。以解决朱鹏飞等研究者提出的跨学科核心素养难以真正落地的担忧[3]。立足于问题解决、科学探究和实践的项目教与学已经成为当今国际科学教育最具活力的方式[4]。

例如设立综合实践课题：区域内水资源离子的检测。取区域内常见河流湖泊等水资源，对其进行水质离子检测。比如SO42-离子检测，Cl-的检测，酸碱性的检测与滴定，Fe3+和Cu2+离子检测与沉淀分离等。这个实验创新设计，让学生体会到溶液的配置以及酸碱滴定等实际应用，启发学生发散性思维，让学生感受到科学创新和实验中可能遇到的困难以及如何克服。培养学生开放性解决问题的思维和创新意识。