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摘要：以“强电解质和弱电解质”的教学为例，分析了通过情境的创设、实验的探究、问题的设置以及历史的视角来认识化学学习中核心概念的过程，实现了基于学科思想、学科特点和内在价值的教学。
关键词：核心概念；强电解质和弱电解质；知识价值
文章编号：1008-0546（2015）10-0024-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.010
一、问题的提出
美国著名课程专家埃里克森提出：“核心概念应该是居于学科中心，且有超越课堂的持久和迁移价值的关键性原理、方法和概念。同时，它们还具有广阔的解释空间，能为相关领域的发展提供深入的视角，并加强学科之间的联系。”
那么，化学核心概念则是建立在化学发展的过程中，在化学学科体系中有着重要的地位，体现了化学运动规律、本质属性，是一种能对化学现象和事实概括与抽象的思维形式，更是化学学科体系的精髓和命脉[1]。
在《化学反应原理》模块中，就包含着大量的化学核心概念和原理知识。据有关调查显示，师生普遍反映高中化学中最难教和最难学的就是《化学反应原理》。这个模块的学习，需要学生从宏观到微观、从定性到定量、由静态到动态等多个角度观察、思考化学变化的问题；学会建立和转换不同概念之间的关系；更需要通过对纷繁复杂的化学现象背后共同规律的认识，体会现象背后的统一性。因此，在对学生的思维能力和思维品质基础较高要求的同时，也对教师教学提出了高要求[2]。
（2）通过实验探究，加深对概念的直观认识和理解
实验是过程方法教学的重点。通过实验，学生在学习了数据测定、条件控制等实验方法的过程中，也领悟了化学知识。更让学生认识到，实验也是一种重要的科学研究方法，有助于加深对客观事实的理解。从而使概念的形成过程不仅仅停留于表面，而是发生了质的转变。
“强电解质和弱电解质”两个概念只有两句话，但怎样让学生来更好地理解和“完全电离”和“部分电离”的差异是本节课需要突破的难点。本节课通过传统实验和数字实验相结合，分别直接和间接地论证了强电解质“完全”电离和弱电解质“部分”电离的存在，将原本抽象的概念直观地呈现出来，使学生自发地总结出强电解质和弱电解质的概念，体会科学研究的过程。而探究性实验活动又有一定的灵活性，开放程度也大，尽管学生的能力水平不同，但同样得到了发展。
教学片段（二）
[师]电解质溶液导电性的强弱又与什么有直接关系？
[生]和单位体积内自由移动的离子的数目有关，其值越大，溶液的导电性越强。
[师]现有浓度均为0.1mol/L的盐酸和醋酸溶液，你有哪些方法可以来比较两种溶液的导电性？
[生]交流讨论，设计方案，完成实验、交流分享（见表1）。
[师]借助于DIS实验系统，我们也可以通过电导率的直接测量来比较两种溶液导电性。
（电导率：以数字表示的溶液传导电流的能力。电导率越大，溶液导电能力越强。）
[演示实验]
DIS实验：测定0.1mol/L的盐酸和醋酸溶液的电导率。
0.1mol/L的盐酸的电导率已超出量程，而0.1mol/L的醋酸电导率约为0.334ms/cm。
[学生总结]同浓度的两种一元酸的电离程度越大，溶液中自由移动的离子的浓度越大，导电性越强。
[师]所以说，不同的电解质在水中的电离程度并不相同，盐酸中氢离子的浓度与酸的浓度相当，说明已经完全电离，而醋酸中氢离子的浓度远小于酸的浓度，说明只是部分电离。观察课本P63页图3-2、图3-3，进一步比较HCl和CH3COOH在水中的电离，你能说说在CH3COOH溶液中除了H 和CH3COO-之外，还存在哪类微粒？
[生]CH3COOH分子和H2O分子。
[师]你能进一步通过实验来确证在醋酸溶液中还存在醋酸分子么？
[生]交流讨论、设计方案。
[师]DIS实验：
[师]对于上述实验结果，你能尝试作出分析么？
[生]盐酸被稀释10倍，其氢离子的浓度也变为原来的1/10，稀释的过程并没有更多氢离子产生。而醋酸溶液稀释之后ΔpH远小于1个单位，则说明有更多氢离子产生了。
[追问]氢离子来源于哪里？
[生]未电离的醋酸分子。
[师]从而我们也间接证明了，醋酸溶液中醋酸分子的存在，而在盐酸中则没有氯化氢分子了。
[师]若将盐酸和醋酸换成是相同浓度的氢氧化钠和氨水，它们的电离程度有无差异？在这两者的溶液中又各自存在哪些微粒？你能否同样设计实验来验证？
[生]模仿对盐酸和醋酸的研究设计实验并论证。
设计意图：结合实验，一方面，引导学生从不同的角度来比较和认识同浓度的盐酸与醋酸电离程度的差异，从而引起导电能力的变化。另一方面，帮助学生理解弱电解质溶液中所含的微粒并设计实验论证，借助数字实验系统将抽象的化学原理知识直观展示。加深了学生对弱电解质概念中“部分电离”的理解，为学生后续学习电离平衡奠定基础，并将所学知识进行迁移应用分析。
3. 通过问题的科学设置，提升学生的思维能力
课堂的提问行为在启发学生思考的过程中起着不可替代的作用，如能根据学生的认知特点和学习情况，通过发问、追问、反问、质疑、设问等手段，则能诱发学生反思自己的认知缺陷，拓展自己的思维角度、激发探究欲望，促进概念的理解[3]。
在“强电解质和弱电解质”的教学过程中，设计了贯穿性的系列问题：
1. 结合具体的生活场景，提出“什么样的物质是电解质，什么样的物质属于非电解质？”回顾旧知。
2. 仍然结合生活实例，提出问题：“电解质溶液为什么能够导电？它们的导电能力是否相同？和什么因素有关？如何通过实验来比较论证？”从而引导学生从实验的角度，来进一步体会电解质溶液导电能力的不同。
3. 通过第一组实验使学生认识到，不同的电解质在水中电离程度的差异后，提出问题：如何进一步论证在弱电解质溶液中存在未电离的弱电解质分子？”
4. 在学生提炼出“强、弱电解质”的概念后，又设计了问题组：
（1） 在我们所认识的物质中，除了氢氧化钠和氯化氢，还有哪些物质属于强电解质；除了醋酸和氨水是弱电解质，还有哪些属于弱电解质？
（2）难溶物一定是弱电解质吗？
（3）强电解质溶液的导电能力是否一定强？
（4）强电解质溶液的导电能力是否一定强于弱电解质溶液？
从而，拓展了概念的外延，揭示了电解质、强弱电解质、难溶物、电解质溶液导电能力之间的关系。
4. 通过历史的视角，让学生体会化学概念的研究过程
著名化学家徐光宪曾经说过：“化学的教学要把21世纪化学的生动活泼，立体多维的形象向学生展示出来。不要只讲静态的当代化学，要回顾历史、展望未来。”[4]因此，本节课的教学，最终并没有只停留在化学概念的探索和理解上，而是呈现了这个概念产生的历史过程。
教学片段（三）
[师]通过这节课的学习，我们对于电解质的理解又加深了一步。但回顾化学科学的发展过程，对于电解质的认识却经历过激烈的争论。 [投影]化学史话：我们的身边的酸碱盐都是电解质，化学科学史告诉我们，科学家对电解质在水溶液能导电的根本原因至少争论了80年。
1. 法拉第等人认为：“溶液中不存在离子，通电后才产生离子。”
2. 法国化学家希托夫等人认为：“电解质的分子与形成它们的原子之间存在着动态平衡，电解质分子与邻近分子之间不断地交换原子，原子在电流的作用下变成离子，因此能导电。”
3. 1883年，化学家阿累尼乌斯在研究电解质溶液的导电性过程中创立电离理论。他认为：“电解质在水溶液中具有两种不同的形态。即非活动性的分子形态和活动性的离子形态。而通电流后电解质才离解的看法是错误的。”1903年，阿累尼乌斯因发表科学电离学说获得诺贝尔奖。
[总结]每个科学理论的诞生，都伴随着艰辛的探究过程，这需要我们能大胆猜想、坚持真理、不懈追求、勇于创新。
理解电解质在水溶液中的变化及性质，有助于我们从化学的角度来认识自然、人体健康、以及参与生产与生活。在下节课的学习过程中，我们将继续研究弱电解质在水溶液中电离的特征。
设计意图：通过电解质电离理论的研究历史的呈现，使学生了解了强弱电解质相关知识的来源和发展过程，培养了学生用发展的眼光看待科学，不再对概念感到晦涩神秘，从本质上理解知识结晶的精髓。动态掌握知识的同时，情感也得到升华。
此外，学生看到了从法拉第到希托夫，再到促进了学生情感升华的阿累尼乌斯，每一个化学概念的界定，化学理论的诞生，都伴随着漫长而艰辛的探索，这其中无不包含了科学家对真知的执着和钻研，这样的精神也是每个后来者值得敬仰与学习的地方，更需要我们不断地传承和创造。
当然，教师如何开展核心概念的教学，应根据具体的教学情况设计。一方面需要考虑概念本身的性质特点，另一方面也要及时把握学生对教学的适应性和认同度，结合课堂反馈，不断地调整教学方法，使教学效果达到最优化。
参考文献
[1] 陆军.运用认知心理学指导高中生学习化学概念.上海教育科研，2007，（5）：87-88
[2] 吕琳，钱凤华，虞凌洪﹒从课堂教学行为维度解读高中生化学学习困难[J].化学教学，2015，（5）：27-29
[3] 曹丽敏﹒“有机物组成和结构的研究”教学实录及反思[J].化学教学，2014，（3）：44-48
关键词：核心概念；强电解质和弱电解质；知识价值
文章编号：1008-0546（2015）10-0024-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.010
一、问题的提出
美国著名课程专家埃里克森提出：“核心概念应该是居于学科中心，且有超越课堂的持久和迁移价值的关键性原理、方法和概念。同时，它们还具有广阔的解释空间，能为相关领域的发展提供深入的视角，并加强学科之间的联系。”
那么，化学核心概念则是建立在化学发展的过程中，在化学学科体系中有着重要的地位，体现了化学运动规律、本质属性，是一种能对化学现象和事实概括与抽象的思维形式，更是化学学科体系的精髓和命脉[1]。
在《化学反应原理》模块中，就包含着大量的化学核心概念和原理知识。据有关调查显示，师生普遍反映高中化学中最难教和最难学的就是《化学反应原理》。这个模块的学习，需要学生从宏观到微观、从定性到定量、由静态到动态等多个角度观察、思考化学变化的问题；学会建立和转换不同概念之间的关系；更需要通过对纷繁复杂的化学现象背后共同规律的认识，体会现象背后的统一性。因此，在对学生的思维能力和思维品质基础较高要求的同时，也对教师教学提出了高要求[2]。
（2）通过实验探究，加深对概念的直观认识和理解
实验是过程方法教学的重点。通过实验，学生在学习了数据测定、条件控制等实验方法的过程中，也领悟了化学知识。更让学生认识到，实验也是一种重要的科学研究方法，有助于加深对客观事实的理解。从而使概念的形成过程不仅仅停留于表面，而是发生了质的转变。
“强电解质和弱电解质”两个概念只有两句话，但怎样让学生来更好地理解和“完全电离”和“部分电离”的差异是本节课需要突破的难点。本节课通过传统实验和数字实验相结合，分别直接和间接地论证了强电解质“完全”电离和弱电解质“部分”电离的存在，将原本抽象的概念直观地呈现出来，使学生自发地总结出强电解质和弱电解质的概念，体会科学研究的过程。而探究性实验活动又有一定的灵活性，开放程度也大，尽管学生的能力水平不同，但同样得到了发展。
教学片段（二）
[师]电解质溶液导电性的强弱又与什么有直接关系？
[生]和单位体积内自由移动的离子的数目有关，其值越大，溶液的导电性越强。
[师]现有浓度均为0.1mol/L的盐酸和醋酸溶液，你有哪些方法可以来比较两种溶液的导电性？
[生]交流讨论，设计方案，完成实验、交流分享（见表1）。
[师]借助于DIS实验系统，我们也可以通过电导率的直接测量来比较两种溶液导电性。
（电导率：以数字表示的溶液传导电流的能力。电导率越大，溶液导电能力越强。）
[演示实验]
DIS实验：测定0.1mol/L的盐酸和醋酸溶液的电导率。
0.1mol/L的盐酸的电导率已超出量程，而0.1mol/L的醋酸电导率约为0.334ms/cm。
[学生总结]同浓度的两种一元酸的电离程度越大，溶液中自由移动的离子的浓度越大，导电性越强。
[师]所以说，不同的电解质在水中的电离程度并不相同，盐酸中氢离子的浓度与酸的浓度相当，说明已经完全电离，而醋酸中氢离子的浓度远小于酸的浓度，说明只是部分电离。观察课本P63页图3-2、图3-3，进一步比较HCl和CH3COOH在水中的电离，你能说说在CH3COOH溶液中除了H 和CH3COO-之外，还存在哪类微粒？
[生]CH3COOH分子和H2O分子。
[师]你能进一步通过实验来确证在醋酸溶液中还存在醋酸分子么？
[生]交流讨论、设计方案。
[师]DIS实验：
[师]对于上述实验结果，你能尝试作出分析么？
[生]盐酸被稀释10倍，其氢离子的浓度也变为原来的1/10，稀释的过程并没有更多氢离子产生。而醋酸溶液稀释之后ΔpH远小于1个单位，则说明有更多氢离子产生了。
[追问]氢离子来源于哪里？
[生]未电离的醋酸分子。
[师]从而我们也间接证明了，醋酸溶液中醋酸分子的存在，而在盐酸中则没有氯化氢分子了。
[师]若将盐酸和醋酸换成是相同浓度的氢氧化钠和氨水，它们的电离程度有无差异？在这两者的溶液中又各自存在哪些微粒？你能否同样设计实验来验证？
[生]模仿对盐酸和醋酸的研究设计实验并论证。
设计意图：结合实验，一方面，引导学生从不同的角度来比较和认识同浓度的盐酸与醋酸电离程度的差异，从而引起导电能力的变化。另一方面，帮助学生理解弱电解质溶液中所含的微粒并设计实验论证，借助数字实验系统将抽象的化学原理知识直观展示。加深了学生对弱电解质概念中“部分电离”的理解，为学生后续学习电离平衡奠定基础，并将所学知识进行迁移应用分析。
3. 通过问题的科学设置，提升学生的思维能力
课堂的提问行为在启发学生思考的过程中起着不可替代的作用，如能根据学生的认知特点和学习情况，通过发问、追问、反问、质疑、设问等手段，则能诱发学生反思自己的认知缺陷，拓展自己的思维角度、激发探究欲望，促进概念的理解[3]。
在“强电解质和弱电解质”的教学过程中，设计了贯穿性的系列问题：
1. 结合具体的生活场景，提出“什么样的物质是电解质，什么样的物质属于非电解质？”回顾旧知。
2. 仍然结合生活实例，提出问题：“电解质溶液为什么能够导电？它们的导电能力是否相同？和什么因素有关？如何通过实验来比较论证？”从而引导学生从实验的角度，来进一步体会电解质溶液导电能力的不同。
3. 通过第一组实验使学生认识到，不同的电解质在水中电离程度的差异后，提出问题：如何进一步论证在弱电解质溶液中存在未电离的弱电解质分子？”
4. 在学生提炼出“强、弱电解质”的概念后，又设计了问题组：
（1） 在我们所认识的物质中，除了氢氧化钠和氯化氢，还有哪些物质属于强电解质；除了醋酸和氨水是弱电解质，还有哪些属于弱电解质？
（2）难溶物一定是弱电解质吗？
（3）强电解质溶液的导电能力是否一定强？
（4）强电解质溶液的导电能力是否一定强于弱电解质溶液？
从而，拓展了概念的外延，揭示了电解质、强弱电解质、难溶物、电解质溶液导电能力之间的关系。
4. 通过历史的视角，让学生体会化学概念的研究过程
著名化学家徐光宪曾经说过：“化学的教学要把21世纪化学的生动活泼，立体多维的形象向学生展示出来。不要只讲静态的当代化学，要回顾历史、展望未来。”[4]因此，本节课的教学，最终并没有只停留在化学概念的探索和理解上，而是呈现了这个概念产生的历史过程。
教学片段（三）
[师]通过这节课的学习，我们对于电解质的理解又加深了一步。但回顾化学科学的发展过程，对于电解质的认识却经历过激烈的争论。 [投影]化学史话：我们的身边的酸碱盐都是电解质，化学科学史告诉我们，科学家对电解质在水溶液能导电的根本原因至少争论了80年。
1. 法拉第等人认为：“溶液中不存在离子，通电后才产生离子。”
2. 法国化学家希托夫等人认为：“电解质的分子与形成它们的原子之间存在着动态平衡，电解质分子与邻近分子之间不断地交换原子，原子在电流的作用下变成离子，因此能导电。”
3. 1883年，化学家阿累尼乌斯在研究电解质溶液的导电性过程中创立电离理论。他认为：“电解质在水溶液中具有两种不同的形态。即非活动性的分子形态和活动性的离子形态。而通电流后电解质才离解的看法是错误的。”1903年，阿累尼乌斯因发表科学电离学说获得诺贝尔奖。
[总结]每个科学理论的诞生，都伴随着艰辛的探究过程，这需要我们能大胆猜想、坚持真理、不懈追求、勇于创新。
理解电解质在水溶液中的变化及性质，有助于我们从化学的角度来认识自然、人体健康、以及参与生产与生活。在下节课的学习过程中，我们将继续研究弱电解质在水溶液中电离的特征。
设计意图：通过电解质电离理论的研究历史的呈现，使学生了解了强弱电解质相关知识的来源和发展过程，培养了学生用发展的眼光看待科学，不再对概念感到晦涩神秘，从本质上理解知识结晶的精髓。动态掌握知识的同时，情感也得到升华。
此外，学生看到了从法拉第到希托夫，再到促进了学生情感升华的阿累尼乌斯，每一个化学概念的界定，化学理论的诞生，都伴随着漫长而艰辛的探索，这其中无不包含了科学家对真知的执着和钻研，这样的精神也是每个后来者值得敬仰与学习的地方，更需要我们不断地传承和创造。
当然，教师如何开展核心概念的教学，应根据具体的教学情况设计。一方面需要考虑概念本身的性质特点，另一方面也要及时把握学生对教学的适应性和认同度，结合课堂反馈，不断地调整教学方法，使教学效果达到最优化。
参考文献
[1] 陆军.运用认知心理学指导高中生学习化学概念.上海教育科研，2007，（5）：87-88
[2] 吕琳，钱凤华，虞凌洪﹒从课堂教学行为维度解读高中生化学学习困难[J].化学教学，2015，（5）：27-29
[3] 曹丽敏﹒“有机物组成和结构的研究”教学实录及反思[J].化学教学，2014，（3）：44-48