建国初期盐类水解的教学研究及其启示

2020-09-26陆军

化学教学 2020年8期

摘要：在新中国成立初期的1951～1963年，我国的高中化学课程标准或教学大纲，从出现“水解作用”到启用“盐类的水解”。分析其间的16篇期刊文献可以发现，当时有关盐类水解的教学研究主要围绕理解与表达盐类水解的机理、定量计算盐类水解的程度和酸式盐溶液的酸碱性、探索盐类水解教学的基本问题等3个主题，形成诸多沿用至今的观点和结论，促进了高中化学课程中盐类水解知识体系及其教学策略的发展并趋于完善。同时表明，“教学即研究”的目的、内容与路径分别是为教学而研究、对教学做研究以及在教学中研究。

关键词：建国初期; 盐类水解; 文献分析; 教学即研究

文章编号： 10056629（2020）08002505

中图分类号： G633 8

文献标识码： B

1 问题的提出

盐类的水解是我国目前高中化学基础知识的重要组成部分，在高中化学课程的知识体系中，经历了从无到有、从隐到显的发展过程。史学界一般认为我国的化学教育肇始于19世纪中叶，并以1865年（同治6年）京师同文馆增设算术馆，教授算术、天文、化学等课程为标志。1902年（光绪28年），清政府颁布的《钦定中学堂章程》规定，“中学堂之功课，限修业4年”，第3、 4年开设“化学（大意）”和“化学（试验）”，从此，化学学科在我国新教育制度中的课程地位正式确立。其中有关盐类的水解，在1951年《普通中学化学科课程标准草案》“高级中学化学课程标准草案”之“电离、化学平衡”中最先以“水解作用”的形式出现;到1963年《全日制中学化学教学大纲（草案）》“各年级的教学内容”“高中二年级”之“电解质的电离”才启用“盐类的水解”的名称[1]。在新中国成立初期的1951～1963年，从出现“水解作用”到启用“盐类的水解”，这期间我国各级各类学校的教学方案和课程要求都处于调整与完善之中。当时有关盐类水解的教学研究有哪些主题？形成了哪些沿用至今的观点和结论？对全面理解“教学即研究”的涵义有怎样的启示？

2 文献的来源

笔者以“盐类的水解”“盐类水解”“盐的水解”等为关键词在“中国知网”中进行检索，并进行人工筛选，获得1951～1963年间《化学通报》的有关载文16篇，而未见其他相关的期刊文献。究其原因，与期刊的创刊时间、服务对象等因素有关。我国目前以中等学校化学教师以及高校化学教师教育专业师生为主要服务对象的《化学教学》等杂志创刊于上世纪70年代及以后，之前对中等化学教学改革动态和研究成果的报道几乎只有《化学通报》这唯一平台。《化学通报》创刊于1934年，原名《化学》，由中国化学会在南京创刊，后因战事几度搬迁并被迫停刊，1950年在北京复刊。1952年按照中央文化教育委员会的指示更名为《化学通报》，并与《物理通报》《生物学通报》等一起，调整为指导中等学校相关学科教学的刊物。1958年以后报道范围逐渐增加化学新发展、新成就以及生产应用等方面的内容，同时还以较大篇幅保留与中等化学教学相关的栏目。后因“文革”1966年8月停刊，1973年8月复刊。这次复刊之后，刊物的发展方向和定位不断调整，报道的内容也逐渐转向并稳定为国内外化学及交叉学科的进展、新的知识和技术以及最新科技成果[2]。为此，笔者拟通过对1951～1963年间《化学通报》的16篇载文分析，管窥建国初期我国有关盐类水解教学研究的具体情况。

3 建国初期有关盐类水解教学研究的主题与成果

从文本的具体内容看，这16篇期刊文献按时间先后顺序分为紧密关联的3组，分别对应理解与表达盐类水解的机理、定量计算盐类水解的程度和酸式盐溶液的酸碱性、探索盐类水解教学的基本问题等主题，并形成诸多沿用至今的观点和结论，为确立盐类水解在高中化学课程中的地位奠定了基础。

3.1 理解与表达盐类水解的机理

北京师范大学化学系俞崇智在“中等化学教育专栏”发表过多篇高中化学教材建设方面的文章。对于“盐类溶液呈酸性或碱性之解释”，他认为，“从前……利用水解后生成强酸弱碱（如硫酸铜）、强碱弱酸（如碳酸钠）来说明它，现在仍用这种解说方法，似觉较旧，且亦觉得不太正确”。CuSO4水溶液呈酸性“是因为SO2-4 引文中离子的名称与符号的书写形式，以及物质的量浓度单位的表示方法等都按现行规范作过调整。引文中括号内的注解均為原作者所注。水化后所成的水化离子为惰性的，对于指示剂，并不起反应……另一离子为Cu2+系重金属，重金属之水化阳离子，均为酸性反应的原故”。不过“新的解释的根据是要把酸碱的布朗斯蒂定义介绍出来，不然的话，就觉得这种解释法太突如其来了”[3]。

针对“是否应提及布朗斯蒂理论”的问题，山东医学院张天民认为“盐类水解后呈酸性或碱性的解释，如果用氢离子或氢氧离子的增加来说明，则不必预先介绍布朗斯蒂理论，只要知道酸碱的普通定义就可以了”。他还引用自己“讲授医学院中级班化学课（相当于高中程度）所编讲义”中氯化铝和醋酸钠水解的离子方程式：

Al3++3H2OAl（OH）3+3H+

CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-

说明理解盐类水解机理的方法，“凡强酸与弱碱所成的盐在水解时，其阳离子与水作用而形成不易电离的碱与氢离子，会使此盐的溶液呈酸性反应……凡弱酸与强碱所成的盐在水解时，其阴离子与水作用形成不易电离的酸与氢氧离子，会使此盐的溶液呈碱性反应”。最后还指出，“水解固然可分几个阶段，如Al3+，第一步先变为AlOH2+，再变为Al（OH）+2，最后一步才变成Al（OH）3，但三步合并写一个反应式还是可以的，写多了反而使学生不易接受”[4]。

在刊出张天民文章的同时也刊登了俞崇智的审读意见。俞崇智认为，“关于盐类水溶液呈酸性或碱性的解释，张同志的解释方法，极其简明，中学生易于接受，在原则上个人极为同意”[5]。张天民的观点和俞崇智的肯定，为帮助中学生理解与表达盐类水解的机理奠定了基础。当时对盐类的水溶液呈酸性或碱性的解释，以及对多元弱碱阳离子水解不分步书写离子方程式的做法，在高中化学教材中一直沿用至今。

3.2 定量计算盐类水解的程度和酸式盐溶液的酸碱性

关于盐溶液呈酸碱性的问题，除了可以进行定性分析以外，还可以进行定量推算。严成志以布朗斯蒂酸碱质子理论为依据，在讨论中和反应与水解反应可逆关系的基础上，借助电离平衡常数和水的离子积常数，推导有关正盐水解的平衡常数和溶液中c（H+）或c（OH-）的计算公式[6]。以正盐作为认识盐类水解的起点，在高中化学课程中也一直延续至今，但酸式盐溶液的酸碱性也是不可回避的问题。赵继周以0.1mol/L的NaHSO3和NaHCO3为例，讨论强碱弱酸所成的酸式盐溶液的酸碱性，推导溶液中c（H+）和c（OH-）的计算公式并进行具体计算，还运用甲基橙、酚酞等指示剂在溶液中的显色实验，对溶液的酸碱性进行验证[7]。小工认为赵继周的计算方法过于繁琐，还对其进行简化处理[8]。

小工文章发表在当年的3月号，4月号就刊登了“本刊编辑委员会的检讨”，指出小工文章存在“严重错误”，“错误是继续上年度8月号赵继周所著‘强碱弱酸所成的酸式盐的水解作用一文所发生的错误而来……直至最近，由顾翼东、严仁荫等同志提出后才发现”[9]。接着在5月号和7月号分别刊登严仁荫和顾翼东的文章，严仁荫直接纠正赵继周、小工在计算NaHSO3和NaHCO3溶液中c（H+）与c（OH-）时所存在的错误[10];顾翼东则在纠错基础之上进行拓展，除了二元弱酸酸式盐还涉及三元弱酸酸式盐，除了溶液中c（H+）和c（OH-）还涉及酸根阴离子各种存在形态的浓度[11]。

虽然对盐类水解的有关定量计算至今并没有进入高中化学教材，但在必修与选修相结合的高中化学课程体系中，“化学反应原理”模块对学生有能进行平衡常数简单计算和了解电离平衡常数含义等相关要求，该主题讨论中严仁荫介绍的有关简单计算，还是可以用来帮助学生定量认识盐类水解的程度，或判断以NaHSO3和NaHCO3为代表的强碱弱酸酸式盐溶液的酸碱性。不过，像顾翼东那样的有关计算不宜引入，以防给学生带来不必要的学习负担。

3.3 探索盐类水解教学的基本问题

上世纪50年代只有燕正曜一篇专题介绍盐类水解课堂教学的文章，虽然全文没有一个小标题，但比较全面地反映了教学流程、设计意图和教学反思。其中，“教学流程”包括5个主要环节：（1）用氯化钠和碳酸钠溶液对酸碱指示剂反应的对比实验，提出问题，引入新课;（2）从碳酸钠在水中电离产生的离子对水的电离平衡影响的角度，分析碳酸钠溶液呈碱性的原因;（3）按照分析碳酸钠溶液呈碱性的思路，推测氯化铝溶液应呈何种反应，并用实验验证推理的正确性;（4）理解氯化钠溶液呈中性的原因;（5）结合氯化钠、碳酸钠、氯化铝的示例，按照“由特殊到一般，由部分到全体”的思路得出盐类水解的规律，并运用规律判断其他盐溶液的酸碱性。“教学反思”认为：“采取如上的方法，演示实验在这里起着重大的作用，通过它提出问题，发现理论，又通过它验证理论。学生总是在思考教师所提出的问题，而又在教师的引导下解决了这些问题”[12]。

如果从认识论的角度考察，燕正曜的教学设计完全契合人类认识世界的“实践—认识—再实践—再认识”螺旋上升最后形成结论，并运用结论解决问题的规律。在上世纪80～90年代，高中化学教材中的“盐类的水解”，是以“把少量CH3COONa、 NH4Cl、 NaCl的晶体分别加入三个盛有蒸馏水的试管……分别用pH试纸加以检验”的演示实验引入，然后依次分析CH3COONa和NH4Cl溶液中的反應，从中认识盐类水解的概念，总结盐类水解的规律[13]。相对而言，燕正曜将三种盐分批呈现逐一分析，不仅可以将理解碳酸钠溶液碱性时形成的思路，迁移到预测氯化铝溶液的酸性中去，从而改善三种盐一同呈现时思维方向只有理解没有预测的单一性，而且能发挥实验在提出问题和验证推理等方面的多重功能。当然，初识盐类水解之时，以一元酸碱的正盐为例更符合学生的认知规律，同时还应该帮助学生建立盐类水解的完整概念。

进入上世纪60年代，又有卢才英一篇系统介绍盐类水解课堂教学的文章。相对于5年前燕正曜的教学设计，增加了通过与中和反应的对比，帮助学生认识盐类水解与中和反应的关系，从而建立起盐类水解概念的环节，这有助于学生加深对盐类水解本质的认识，但文中明显存在多处不妥的表述[14]。时隔一年半，宁潜济等提出商榷，在披露“天津市在1960年初，曾组织过全市高三的统考……有的学校个别班级写错水解反应方程式的竟达100%”的同时，指出卢才英文中的问题，也留下几处含混或不妥的地方[15]。编委会就如何处理盐类水解这一教学难点，加编者按“希望大家发表意见”。半年之后，在“中学化学教学问题讨论”栏目以“关于盐类水解的教学”为主题接连发表4篇文章，这些文章在纠正卢才英和宁潜济等文章中错误表述的同时，分别就盐类水解的相关问题“结合个人教学体会和大家共同讨论”。其中，对目前盐类水解的教学实施具有启发意义或被借鉴和沿用的观点又增加了以下几个主要方面。

第一，关于给盐类水解下定义的角度。“教材是以‘盐类跟水的复分解反应叫做盐的水解，从定义的字面上虽然看不出盐类水解的实质……教科书接着又谈到‘盐的水解反应的本质是，盐类的离子跟水的氢离子或氢氧根离子相结合，生成难以电离的分子或离子，使水里的氢离子或氢氧根离子的数目发生了变化。因此，盐类的水溶液往往显出酸性或碱性反应，这很明显地反映出盐类水解反应的本质……这对中学生来说是合适的”[16]。也就是说，给化学概念下定义要符合学生的认知水平，同时可以选择化学学科特有的宏观现象与微观本质相结合的独特视角。

第二，关于盐类水解教学中示例的选择。由于在当时的高中化学教材里，盐类的水解用于解释碳酸钠溶液的碱性等事实。但是碳酸钠是二元弱酸的盐，分析其中CO2-3离子的水解要考虑生成HCO-3和H2CO3的问题，比一元弱酸根离子的情况复杂，因此“在掌握了Na2CO3水解反应的实质及其表示方法之后……应进一步举出NH4Cl和CH3COONa或其他的一元酸与一元碱的盐类水解的例子……通过对这些反应的分析，学生可以自觉地总结出水解反应的定义和反应的实质”[17]。目前高中化学教材中盐类的水解独立成节，一般都是按照一元弱酸或弱碱的正盐、多元弱酸或弱碱的正盐、多元弱酸的酸式盐的顺序，由简到繁，由易到难，逐渐深入。

第三，关于盐类水解离子方程式的书写。当时无机化学教材关于离子方程式有“保留不溶解的或弱电离的物质为分子形式，而将所有其他物质写成离子形式”的书写原则，参照这一原则，盐类水解的离子方程式可以有两种写法。以NH4Cl的水解为例，一种写法是：

NH+4+Cl-+H2ONH3·H2O+H++Cl-

简化为： NH+4+H2ONH3·H2O+H+

另一种写法是：

H2OH++OH-

NH4ClCl-+NH+4

NH3·H2O

c（H+）>c（OH-），所以溶液呈酸性[18]。用第二种书写形式分析盐类的水解，有利于学生理解和掌握盐类水解反应的本质，这也被高中化学教材一直沿用至今。

第四，关于盐类水解的教学要求。“中学教育的任务一方面是给高等学校输送合格的新生，另一方面是提高劳动后备军的文化水平。从这个双重任务看，理论部分不宜过深过广，但又要给学生以应用于实践和进一步学习新知识的基础……所以中学化学有关盐的水解是侧重于强酸弱碱型与弱酸强碱型盐类的水解的介绍”[19]。长期以来，我国高中化学课程关于盐类的水解，仅有1983年的《高中化学教学纲要（草案）》将弱酸弱碱盐的水解列入“较高要求”的范围，其他版本的教学大纲或课程标准中都只要求强酸弱碱盐和强碱弱酸盐的水解。

第五，关于盐类水解程度的教学策略。“只要适当从定性方面介绍，结合学生已有的化学知识来讲清楚，如多元酸或多元碱的盐类，可由多元酸或碱的多级电离观点解释……可以举例说明，如在25℃时，0.1mol/L的CH3COONa和NH4Cl水解程度每10000个中只有1个水解……亦可以进行演示实验，如用（NH4）2SO4、 Na2S、 Na2CO3分别置于适量纯水中并没有NH3、 H2S、 CO2逸出”[20]，这些方法仍被教师在教学实践中广泛运用。另外，盐类的水解程度除了可以利用电离平衡常数和水的离子积等进行简单推算以外，还可以让学生在实验测定常温下0.1mol/L CH3COONa或NH4Cl溶液的pH约为9或5，并折算成c（H+）或c（OH-）以后进行估算[21]。

在上述的分析中还可以发现，16篇文献之所以能够“自然”地成为3组，其根本原因是编委会注意加强编者、作者与读者之间的联系，将读者结合实践回答作者文章中问题的文章送原作者审读，面对编审中的疏漏敢于公开检讨并刊出读者批评与纠错的文章，针对教学难点加编者按发动读者参加讨论并设专栏刊载读者的文章，这些举措对于深入开展盐类水解的教学研究起到了积极的推动作用，同时促进了高中化学课程中盐类水解知识体系及其教学策略的发展并趋于完善。

4 对理解“教学即研究”涵义的启示

笔者曾在探寻“教学为什么要研究”“教学应该研究什么”和“教学怎样进行研究”等“教学即研究”基本问题答案的过程中，阐释过对“教学即研究”涵义的有关认识[22，23]。1951～1963年间16篇文献所反映的以盐类水解为主题的教学研究，也足以证明有教学就有研究，研究与教学总是共生的。同时表明，“教学即研究”的目的、内容与路径分别是为教学而研究、对教学做研究以及在教学中研究。

4.1 目的：為教学而研究

教学是由教师的教和学生的学所组成的培养社会所需要的人的活动。盐类的水解与生产生活有着密切的联系，利用电离平衡的理论揭示盐类水解的实质，能够培养学生“宏观—微观—符号”三重表征的化学思维方式，提高他们分析和解决实际问题的能力。1951～1963年间，高中化学课程中盐类水解的知识体系处于构建初期，教师面临“为什么教（学）、教（学）什么、怎么教（学）”等问题，文献中的相关研究就是为了寻求这些基本问题的答案，以便更好地落实盐类水解的教学任务，达成教学大纲或课程标准对应的国家意志。

4.2 内容：对教学做研究

盐类的水解建立在水的电离平衡和弱电解质电离平衡的基础之上，需要用化学平衡的观点分析其中弱电解质的生成和水的电离平衡的移动，从而理解盐类的溶液可能呈现酸碱性的原因。文献中的相关研究能认识到盐类水解知识的抽象性，在研究认知规律和教学原则的基础上，采用理论分析与实验验证相结合，定性分析与定量计算相结合，归纳推理与演绎推理相结合等策略，或循着“实践—认识—再实践—再认识”的思路促进学生认识的逐级升华，从而完成教和学的相关活动，促进学生对盐类水解实质的认识并实现预设的教学目的。

4.3 路径：在教学中研究

文献大多没有标注作者的工作单位，时间相隔已有六七十年，难以一一考证。不过从叙述的口吻看，大多是一线的中学教师，像宁潜济后来就被评为天津早期的特级教师。对于多位作者文章中类似“结合个人教学体会和大家共同讨论”的话语，表面上看是一种谦恭的态度，其实还有深层的含义，那就是说这是自己在教学活动中形成的体会，是对自己教学实践的反思与提炼，是教学和研究一体化的产物。教师在教学中研究，同时组织学生通过研究进行学习，一定能够获得不断提高教学质量和促进师生教学相长的实践效果。

参考文献：

[1]课程教材研究所编. 20世纪中国中小学课程标准教学大纲汇编化学卷[S]. 北京：人民教育出版社， 2001： 1～263.

[2]本刊编辑部. 《化学通报》50年[J]. 化学通报， 1984，（4）： 4～9.

[3]俞崇智. 再谈高中化学教材的几个问题[J]. 化学， 1951，（1）： 11～12.

[4]张天民. 谈中学化学教材的几个问题[J]. 化学， 1951，（5～6）： 220～221.

[5]俞崇智. 读过张天民同志“谈中化学教材的几个问题”以后[J]. 化学， 1951，（5～6）： 221.

[6]严成志. 谈谈中和与水解[J]. 化学通报， 1953，（5）： 186～189.

[7]赵继周. 强碱弱酸所成的酸式盐的水解作用[J]. 化学通报， 1953，（8）： 321～323.

[8]小工. 再谈关于强碱弱酸所成酸式盐的水解问题[J]. 化学通报， 1954，（3）： 138.

[9]本刊编辑委员会. 本刊编辑委员会的检讨[J]. 化学通报， 1954，（4）： 197.

[10]严仁荫. 赵继周、小工两同志计算酸式盐水解的严重错误[J]. 化学通报， 1954，（5）： 216～217.

[11]顾翼东. 强碱多元弱酸酸式盐的水解游离计算[J]. 化学通报， 1954，（7）： 307～315.