例談“觀念建構(gòu)”視角下化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)研究 杭偉華（浙江省長(zhǎng)興中學(xué)湖州長(zhǎng)興313100）[摘要]宋心琦教授說(shuō)過(guò)學(xué)生能否牢固地、準(zhǔn)確地、哪怕只是定性地建立起基本的化學(xué)觀念，應(yīng)當(dāng)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的第一目標(biāo)?；谶@一目標(biāo)，中學(xué)化學(xué)教學(xué)需跳出具體化學(xué)知識(shí)的傳授，站在觀念建構(gòu)的角度設(shè)計(jì)教學(xué)，通過(guò)設(shè)置驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題鏈、設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)等教學(xué)方法，使學(xué)生能深刻理解、掌握化學(xué)知識(shí)，并能在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行反思、概括，從而提升化學(xué)學(xué)習(xí)能力，形成化學(xué)基本觀念。[關(guān)鍵詞]觀念建構(gòu)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題鏈探究性實(shí)驗(yàn)宋心琦教授說(shuō)過(guò)學(xué)生能否牢固地、準(zhǔn)確地、哪怕只是定性地建立起基本的化學(xué)觀念，應(yīng)當(dāng)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的第一目標(biāo)。[1]什么是化學(xué)觀念？畢華林教授提出：“化學(xué)基本觀念是學(xué)生通過(guò)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，在深入理解化學(xué)學(xué)科特征的基礎(chǔ)上所形成的對(duì)化學(xué)的總體看法和概括性認(rèn)識(shí)。它不是具體的化學(xué)知識(shí)，也不是化學(xué)知識(shí)的簡(jiǎn)單組合，它是學(xué)生通過(guò)化學(xué)學(xué)習(xí)在頭腦中留存的，在考察他周圍的化學(xué)問(wèn)題時(shí)所具有的基本的觀念性的東西，也可以是學(xué)生所獲得的對(duì)化學(xué)的總觀性的知識(shí)?！盵2]為了使化學(xué)教學(xué)有“觀念建構(gòu)”的意義，中學(xué)化學(xué)教學(xué)需跳出具體化學(xué)知識(shí)的傳授，站在觀念建構(gòu)的角度設(shè)計(jì)教學(xué)。筆者以“鹽類的水解”教學(xué)為例，通過(guò)設(shè)置驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題鏈、設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)等教學(xué)方法，呈現(xiàn)對(duì)“觀念建構(gòu)”視角下化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)的一些思考。1分析教材，挖掘化學(xué)觀念要達(dá)成“跳出知識(shí)看知識(shí)”，實(shí)現(xiàn)“觀念建構(gòu)”，就需要深入分析、挖掘具體的化學(xué)知識(shí)中蘊(yùn)含的化學(xué)觀念，為教學(xué)明確目標(biāo)和方向?！胞}類的水解”是蘇教版選修教材《化學(xué)反應(yīng)原理》專題3“溶液中的離子反應(yīng)”第三單元的教學(xué)內(nèi)容。從整個(gè)專題3分析，包括4個(gè)單元的內(nèi)容：弱電解質(zhì)的電離平衡、溶液的酸堿性、鹽類的水解、沉淀溶解平衡。滲透其中的是從“微?！苯嵌日J(rèn)識(shí)和分析溶液的變化：溶質(zhì)溶于水，依據(jù)電離程度的不同分為強(qiáng)、弱電解質(zhì)；水的電離使得分析溶液的視角從重點(diǎn)關(guān)注溶質(zhì)轉(zhuǎn)向兼顧溶質(zhì)、溶劑；酸堿溶于水及鹽類水解導(dǎo)致溶液出現(xiàn)酸堿性變化恰好是溶質(zhì)與溶劑電離產(chǎn)生的微粒發(fā)生相互作用的結(jié)果；難溶電解質(zhì)的溶解平衡則是完善了學(xué)生對(duì)溶液體系的認(rèn)知。[3]因此，筆者在教學(xué)中將“微粒觀”作為統(tǒng)領(lǐng)專題3教學(xué)的化學(xué)觀念，并設(shè)計(jì)了如下的“鹽類的水解”教學(xué)框架（見(jiàn)表1）。表1“鹽類的水解”教學(xué)框架教學(xué)主題驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題探究性實(shí)驗(yàn)認(rèn)知思路鹽溶液酸堿性的認(rèn)識(shí)1.鹽溶液都呈中性嗎？2.你能舉出鹽溶液不呈中性的例子嗎？3.如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)其酸堿性？實(shí)驗(yàn)1：用玻璃棒蘸取少量鹽溶液（CH3COONa、NaCl、NH4Cl）于精密PH試紙上，并與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照。感受到鹽溶液呈現(xiàn)的不同的酸堿性；體會(huì)水解的存在。鹽溶液酸堿性的本質(zhì)1.為什么不同的鹽在水溶液中會(huì)呈現(xiàn)不同的酸堿性呢？請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考鹽在水中電離產(chǎn)生的微粒是如何與水作用的？2.理論分析是否合理呢，如何用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證明？3.如何用化學(xué)符號(hào)表示NH4Cl溶液呈酸性這一事實(shí)呢？4.通過(guò)上述分析，你能根據(jù)鹽的組成微粒找出鹽類水解的規(guī)律并歸納鹽類水解的本質(zhì)嗎？5.不同組成的鹽水解程度是否一樣，如何用實(shí)驗(yàn)證明？實(shí)驗(yàn)2：利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，通過(guò)離子電極測(cè)定同一NH4Cl溶液中NH4+與Cl-的濃度。實(shí)驗(yàn)3：利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，通過(guò)PH傳感器檢測(cè)0.05mol/L的醋酸鈉溶液與0.05mol/L碳酸鈉溶液的PH。1.引導(dǎo)學(xué)生從關(guān)注溶質(zhì)轉(zhuǎn)向關(guān)注溶質(zhì)、溶劑電離產(chǎn)生的微粒及相互作用2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，認(rèn)識(shí)到不同微粒與H2O的不同作用，通過(guò)符號(hào)表征對(duì)NH4+水解反應(yīng)的認(rèn)識(shí)更為深入。3.認(rèn)識(shí)到鹽類的水解反應(yīng)是可逆的，且反應(yīng)程度很小，并再次讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中理解不同微粒與H2O的不同作用。鹽類水解的影響因素1.影響鹽類水解的因素有哪些，請(qǐng)結(jié)合化學(xué)平衡影響因素分析？2.具體的影響是怎樣的？如何用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證明？3.溫度對(duì)平衡的影響可以用“測(cè)溶液PH”的方法探究嗎？實(shí)驗(yàn)4：利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，通過(guò)PH傳感器測(cè)定0.05mol/L的醋酸鈉溶液與0.5mol/L醋酸鈉溶液的PH；實(shí)驗(yàn)5：用試管取少量FeCl3溶液進(jìn)行加熱，觀察加熱前后試管內(nèi)液體的顏色變化，待顏色變?yōu)榧t棕色時(shí)，用激光筆進(jìn)行照射并觀察。認(rèn)識(shí)到微粒間的相互作用是動(dòng)態(tài)的。在整個(gè)教學(xué)框架中，通過(guò)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題探討、探究性實(shí)驗(yàn)研究，將認(rèn)識(shí)內(nèi)容與認(rèn)知思路有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中主動(dòng)思考、探究、內(nèi)化，形成并鞏固“微粒觀”。2問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，鞏固觀念建構(gòu)學(xué)起于思，思源于疑。問(wèn)題是思想的“助產(chǎn)士”，是思維的開(kāi)始，能揭示矛盾，引起思考，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，推動(dòng)學(xué)生產(chǎn)生解決問(wèn)題的欲望?；凇坝^念建構(gòu)”理念的化學(xué)教學(xué)要將具體的化學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題鏈，通過(guò)問(wèn)題引發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考，積極探究，從而建構(gòu)化學(xué)觀念?！膀?qū)動(dòng)性問(wèn)題鏈”所設(shè)置的問(wèn)題應(yīng)該難度適中、排列有序，要符合教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題之間的連接要具有邏輯性和啟發(fā)性，能展示和揭示學(xué)習(xí)過(guò)程與思想方法，從而形成相互聯(lián)系、循序漸進(jìn)的問(wèn)題系統(tǒng)，有利于化學(xué)觀念的形成與鞏固。[4]教學(xué)中，筆者圍繞教學(xué)主題，設(shè)置了3組驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題鏈（見(jiàn)表1），每一組問(wèn)題鏈均有2至3個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，問(wèn)題均指向具體的教學(xué)內(nèi)容，并能引起有效的學(xué)生活動(dòng)，促進(jìn)觀念建構(gòu)。案例：“鹽溶液酸堿性本質(zhì)”主題教學(xué)問(wèn)題1：為什么不同的鹽在水溶液中會(huì)呈現(xiàn)不同的酸堿性呢？請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考鹽在水中電離產(chǎn)生的微粒是如何與水作用的？設(shè)計(jì)意圖：從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注溶質(zhì)電離產(chǎn)生的離子與溶劑所發(fā)生的相互作用，思考宏觀現(xiàn)象背后的微觀原因，為建構(gòu)“微粒觀”奠基。問(wèn)題2：理論分析是否合理呢，如何用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證明？設(shè)計(jì)意圖：化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)才是最高法庭。該問(wèn)題引發(fā)學(xué)生嘗試用實(shí)驗(yàn)去解釋化學(xué)現(xiàn)象，解決化學(xué)問(wèn)題。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到不同微粒與H2O的不同作用，從而形成微粒觀。問(wèn)題3：如何用化學(xué)符號(hào)表示NH4Cl溶液呈酸性這一事實(shí)呢？設(shè)計(jì)意圖：多重表征是化學(xué)教學(xué)的重要方法，符號(hào)表征是其中極為重要的一種，利于學(xué)生進(jìn)一步理解宏觀現(xiàn)象，深化對(duì)微觀分析的理解。通過(guò)“NH4+水解反應(yīng)方程式”的書(shū)寫，讓學(xué)生對(duì)NH4+與H2O的認(rèn)識(shí)更為深刻，鞏固微粒觀。問(wèn)題4：通過(guò)上述分析，你能根據(jù)鹽的組成微粒找出鹽類水解的規(guī)律并歸納鹽類水解的本質(zhì)嗎？設(shè)計(jì)意圖：從特殊到一般，引導(dǎo)學(xué)生在NH4Cl水解的過(guò)程分析中找出鹽類水解的規(guī)律，歸納鹽類水解的本質(zhì)。3實(shí)驗(yàn)探究，支撐觀念建構(gòu)著名化學(xué)家傅鷹先生說(shuō)過(guò)：“提出一個(gè)機(jī)理來(lái)解釋一種現(xiàn)象并不困難，困難的是如何以實(shí)驗(yàn)證明它是正確的，而且唯一是正確的?！被瘜W(xué)觀念的建構(gòu)需要以具體的化學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，更需要以實(shí)驗(yàn)提供直觀支撐，進(jìn)而建構(gòu)起對(duì)化學(xué)概念的理解。在“鹽類的水解”教學(xué)中，筆者根據(jù)教學(xué)實(shí)際，設(shè)計(jì)了多處探究性實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)表1），以實(shí)驗(yàn)來(lái)證明，用現(xiàn)象來(lái)說(shuō)話，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)“鹽類的水解”認(rèn)識(shí)的不斷深入，使其逐步形成并鞏固“微粒觀”。在“鹽溶液酸堿性本質(zhì)”主題教學(xué)時(shí)，筆者先讓學(xué)生對(duì)“PH測(cè)定實(shí)驗(yàn)”的宏觀現(xiàn)象進(jìn)行理論分析，并在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生思考如何用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。有學(xué)生發(fā)表了這樣的看法：“如果有能跟蹤離子濃度的儀器就可以證明了，就可以根據(jù)具體離子濃度的變化知道究竟是哪種離子在發(fā)生反應(yīng)了?！庇纱丝梢?jiàn)，學(xué)生的回答已然有了“微粒”的概念。在這樣的教學(xué)情境下，教師引入并介紹“離子電極”，當(dāng)堂演示實(shí)驗(yàn)2，效果甚好。先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)給學(xué)生帶來(lái)最為直觀的現(xiàn)象支撐，加深了學(xué)生對(duì)NH4+與H2O作用的理解，為學(xué)生根據(jù)鹽組成歸納水解規(guī)律打下基礎(chǔ)。而實(shí)驗(yàn)3幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)2的基礎(chǔ)上深化對(duì)于“微?！钡恼J(rèn)識(shí)，很多學(xué)生在設(shè)計(jì)方案探究溫度、濃度對(duì)水解產(chǎn)生影響時(shí)，提到了“用離子電極測(cè)定溶液中的離子濃度，通過(guò)變化程度來(lái)比較”等相關(guān)問(wèn)題。對(duì)于這樣的現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，筆者給予肯定的同時(shí)，轉(zhuǎn)而提問(wèn)：如果換個(gè)角度，在水解反應(yīng)中，除了鹽電離出的離子濃度發(fā)生變化外，是否還有其他微粒的濃度也發(fā)生了變化呢？問(wèn)題很快將學(xué)生思考的視角引向反應(yīng)后溶液中H+與OH-的濃度變化，并進(jìn)一步開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)：利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，借助PH傳感器檢測(cè)0.05mol/L的醋酸鈉溶液、0.05mol/L碳酸鈉溶液的PH。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖1），得出：1.不同微粒的水解程度是不同的；2.大多數(shù)微粒的水解程度是很弱的（由圖，計(jì)算出該環(huán)境下CO32-水解度約為3%，CH3COO-水解度約為4.8*10-3%）。這個(gè)實(shí)驗(yàn)分析觸及了鹽類水解的本質(zhì)，讓學(xué)生豁然開(kāi)朗：原來(lái)鹽溶液呈酸堿性就是因?yàn)槿苜|(zhì)電離出來(lái)的微粒與水電離產(chǎn)生的H+或OH-發(fā)生相互作用，從而破壞了水的電離平衡。圖1測(cè)定0.05mol/L的醋酸鈉溶液、0.05mol/L碳酸鈉溶液的PH總之，基于“觀念建構(gòu)”理念的化學(xué)教學(xué)需要教師變以往的“知識(shí)立意”為“能力立意”、“素養(yǎng)立意”，并以驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題提供思考的方向，以探究性實(shí)驗(yàn)提供直觀的認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生在經(jīng)歷知識(shí)學(xué)習(xí)、運(yùn)用、反思的過(guò)程中形成并鞏固化學(xué)觀念，提高化學(xué)學(xué)習(xí)的實(shí)效性和系統(tǒng)性。[5]參考文獻(xiàn)[1]宋心琦，胡美玲.對(duì)中學(xué)化學(xué)的主要任務(wù)轉(zhuǎn)論和教改改革的看法【J】.化學(xué)教育，2001，（9）：9—13.[2]畢華林，盧巍.化學(xué)基本觀念的內(nèi)涵及其教學(xué)價(jià)值【J】.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，