论文部分内容阅读
摘 要：通过初高中两个概念教学的例析展示问题式教学策略的运用。
关键词：概念教学；问题式教学策略
“教师和学生共同学习课本给出的概念的定义，然后教师加以解释说明，再通过习题让学生巩固记忆”，这几乎成了概念教学的固有模式，以至于提到概念教学似乎总给人以枯燥、乏味的感觉，难道概念化学概念原理知识教学就应该是这种模式吗？化学概念原理知识的学习应与生产、生活、实验的实际情景相联系，应在教学中提高学生的分析、推理、抽象、概括、归纳、演绎等逻辑思维能力，在学习的过程中培养学生理论联系实际学以致用的学风。问题式教学策略的运用能够较好的实现以上教学目标。下面以初、高中各一个案例加以说明。
一、初中化学关于“中和反应”概念的教学。
教材内容如下：
“酸和碱是两类不同的物质，具有不同的性质。如果把酸溶液和碱溶液混合，会发生什么变化呢？
[实验1]在盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加2～3滴酚酞试液，插入一支温度计，测量溶液的温度。用胶头滴管吸取稀盐酸逐滴加入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中。边滴边用玻璃棒搅拌，当烧杯中溶液刚好变成无色时，停止加入盐酸。在实验过程中，溶液的碱性发生什么变化？溶液的温度有什么变化？
[实验2]实验1所得的少量溶液于一支使馆中，另取一根胶头吸管，向使试管中加入一滴氢氧化钠溶液，溶液的颜色又发生什么变化？这说明什么？
[实验3]取实验1所得的少量溶液于蒸发皿中，加热蒸干，观察到什么现象？这说明了什么？
上述实验说明，氢氧化钠溶液能与盐酸反应，反应时放出热量。当滴入的盐酸较少时，溶液中氢氧化钠有剩余，溶液呈碱性；当滴入的盐酸与氢氧化钠们恰好完全反应时，溶液呈中性；当滴入的盐酸过量时，盐酸有剩余，溶液呈酸性。
盐酸与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水。氯化钠是一种盐。
NaOH+HCl=NaCl+H2O
酸与碱反应的结果是酸和碱各自的特性都消失，生成了-盐和水，这一反应称为中和反应。
在教材中已铺设了一系列的问题，我们应充分运用这些问题帮助学生对有关中和反应的3项实验结果作分析、推理，抽象、概括，建立中和反应的概念。
问题1.实验1中“当烧杯中溶液刚好变成无色时，溶液的碱性发生什么变化？”应引导学生关注整个实验1过程中氢氧化钠溶液颜色变化：无→红色→无，分析每一步颜色变化的原因，得出“溶液中碱的特性消失了”的结论，再追问“为什么消失了？”（答：碱与酸反应消耗了。）
问题2.实验2中“溶液的颜色又发生什么变化？这说明什么？”首先明确现象：无色→红色，再引导分析出原溶液中“酸的特性也消失了”，追问“为什么消失了？”（酸与碱反应消耗了。）
问题3.实验3中“观察到什么现象？这说明了什么？”明确现象：出现白色固体，引导分析：酸和碱都消失，白色固体可能是什么？（答：生成物）追问：可能是什么生成物？（答：根据质量守恒定律，可能是NaCl。）
结合上述三个问题对三个实验现象的分析，使学生经历以下认识过程，从而逐步获得对中和反应的全面认识：酸与碱溶液混合有热现象、碱的特性消失，说明混合能发生化学反应——反应结果酸和碱的特性都消失了，说明酸和碱都参加了反应——反应后溶液中有新物质（盐）出现，从而形成中和反应概念。最后，设计以下问题全面认识中和反应：从宏观上看，反应物和生成物是什么？从微观上看，反应实质是什么？组成反应物的原子（离子）是怎样重新组合成生成物的？
二、高中化学关于应用沉淀溶平衡的原理和的有关概念理解和解释三个应用实例，进一步理解认识溶度积概念
教材的内容是：
“难溶电解质的沉淀溶解平衡在生产、科研和环保等领域有许多应用。沉淀溶解平衡是一个动态平衡，当条件发生改变时，平衡也会相应的发生移动。我们在生产生活中经常根据平衡移动原理，选择适当的条件，使平衡向着需要的方向移动。
交流与讨论：
请用沉淀溶解平衡的原理解释下列事实，将你的想法与同学们交流讨论。
1.如果误食可溶性钡盐。造成钡中毒，应尽快用5.0%的硫酸钠溶液给患者洗胃。
2.将溶液的pH调节到3～4，可以除去硫酸铜溶液中的铁离子。
3.精制食盐水时，可以加入适量的氢氧化钠为溶液除去氯化钠溶液中的镁离子。
这一教学内容，要求教师应用沉淀溶解平衡的原理和溶度积的有关概念理解和解释“沉淀生成”在生产、生活中的三个应用实例。可设计如下问题链帮助理解，加深对溶度积概念的认识。
1.如果误食可溶性钡盐。造成钡中毒，應尽快用5.0%的硫酸钠溶液给患者洗胃。
提问1：什么是钡中毒？（答：钡离子浓度达到一定程度。因此，解毒，其实就是要降低钡离子在体内的浓度。）
提问2：用5.0%的硫酸钠溶液给患者洗胃，可以使钡离子完全除去吗？（答：由于沉淀溶解平衡的存在，不能完全沉淀。）
提问3：残留的钡离子浓度为多少？安全吗？（答：5.0%的硫酸钠溶液，物质的量浓度近似为0.36mol/L，当反应达到BaSO4的沉淀溶解平衡时，Q=Ksp（BaSO4），即Ksp（BaSO4）=[Ba2+][SO42-]，计算得[Ba2+]=3.1×10-10，由此可知。残留的Ba2+浓度极低，所以可以达到解毒的目的。
2.将溶液的pH调节到3～4，可以除去硫酸铜溶液中的铁离子。
提问1：本题除去杂质，应注意哪些问题？（答：通常除去Fe3+而不减少CuSO4，不引入新杂质。）
提问2：将溶液的pH调节到3～4，是利用什么离子反应除去Fe3+？所谓Fe3+被除去，Fe3+浓度为多少？（答：利用Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓即氢氧化铁的沉淀反应。通常认为某离子在溶液的浓度小于或等于1×10-5mol/L则被除尽。
提问3：假定溶液中Fe3+恰好除尽，即浓度为1×10-5mol/L，则溶液的pH为多少？此时，Cu2+是否也会被除去（已知Cu2+浓度为0.1mol/L）？
（答：当Fe3+被除尽时，根据Q=Ksp[Fe（OH）3]，[OH-]=4.7×10-10mol/L，此时pH=2.7，因此将溶液的pH调节到3～4，可以除去硫酸铜溶液中的铁离子。此时[Cu2+][OH-]2 [思考]金属阳离子形成氢氧化物沉淀一定需要碱性环境吗？
3.精制食盐水时，可以加入适量的氢氧化钠为溶液除去氯化钠溶液中的镁离子。（答：通过增大[OH-]，使Q>Ksp[Mg（OH）2]达到除去Mg2+的目的。）
在教学中应重视对过程和方法、对概念的形成、知识的理解和学生思维能力培养，不能停留在最初浅的从离子反应认识沉淀生成的水平上，应帮助学生理解实际生产中是怎样利用沉淀溶解平衡的原理设计工艺流程，以使某种离子尽可能完全转化为沉淀使之除去，即应从定量角度帮助学生分析沉淀生成、沉淀完全需要的条件。
关键词：概念教学；问题式教学策略
“教师和学生共同学习课本给出的概念的定义，然后教师加以解释说明，再通过习题让学生巩固记忆”，这几乎成了概念教学的固有模式，以至于提到概念教学似乎总给人以枯燥、乏味的感觉，难道概念化学概念原理知识教学就应该是这种模式吗？化学概念原理知识的学习应与生产、生活、实验的实际情景相联系，应在教学中提高学生的分析、推理、抽象、概括、归纳、演绎等逻辑思维能力，在学习的过程中培养学生理论联系实际学以致用的学风。问题式教学策略的运用能够较好的实现以上教学目标。下面以初、高中各一个案例加以说明。
一、初中化学关于“中和反应”概念的教学。
教材内容如下：
“酸和碱是两类不同的物质，具有不同的性质。如果把酸溶液和碱溶液混合，会发生什么变化呢？
[实验1]在盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加2～3滴酚酞试液，插入一支温度计，测量溶液的温度。用胶头滴管吸取稀盐酸逐滴加入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中。边滴边用玻璃棒搅拌，当烧杯中溶液刚好变成无色时，停止加入盐酸。在实验过程中，溶液的碱性发生什么变化？溶液的温度有什么变化？
[实验2]实验1所得的少量溶液于一支使馆中，另取一根胶头吸管，向使试管中加入一滴氢氧化钠溶液，溶液的颜色又发生什么变化？这说明什么？
[实验3]取实验1所得的少量溶液于蒸发皿中，加热蒸干，观察到什么现象？这说明了什么？
上述实验说明，氢氧化钠溶液能与盐酸反应，反应时放出热量。当滴入的盐酸较少时，溶液中氢氧化钠有剩余，溶液呈碱性；当滴入的盐酸与氢氧化钠们恰好完全反应时，溶液呈中性；当滴入的盐酸过量时，盐酸有剩余，溶液呈酸性。
盐酸与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水。氯化钠是一种盐。
NaOH+HCl=NaCl+H2O
酸与碱反应的结果是酸和碱各自的特性都消失，生成了-盐和水，这一反应称为中和反应。
在教材中已铺设了一系列的问题，我们应充分运用这些问题帮助学生对有关中和反应的3项实验结果作分析、推理，抽象、概括，建立中和反应的概念。
问题1.实验1中“当烧杯中溶液刚好变成无色时，溶液的碱性发生什么变化？”应引导学生关注整个实验1过程中氢氧化钠溶液颜色变化：无→红色→无，分析每一步颜色变化的原因，得出“溶液中碱的特性消失了”的结论，再追问“为什么消失了？”（答：碱与酸反应消耗了。）
问题2.实验2中“溶液的颜色又发生什么变化？这说明什么？”首先明确现象：无色→红色，再引导分析出原溶液中“酸的特性也消失了”，追问“为什么消失了？”（酸与碱反应消耗了。）
问题3.实验3中“观察到什么现象？这说明了什么？”明确现象：出现白色固体，引导分析：酸和碱都消失，白色固体可能是什么？（答：生成物）追问：可能是什么生成物？（答：根据质量守恒定律，可能是NaCl。）
结合上述三个问题对三个实验现象的分析，使学生经历以下认识过程，从而逐步获得对中和反应的全面认识：酸与碱溶液混合有热现象、碱的特性消失，说明混合能发生化学反应——反应结果酸和碱的特性都消失了，说明酸和碱都参加了反应——反应后溶液中有新物质（盐）出现，从而形成中和反应概念。最后，设计以下问题全面认识中和反应：从宏观上看，反应物和生成物是什么？从微观上看，反应实质是什么？组成反应物的原子（离子）是怎样重新组合成生成物的？
二、高中化学关于应用沉淀溶平衡的原理和的有关概念理解和解释三个应用实例，进一步理解认识溶度积概念
教材的内容是：
“难溶电解质的沉淀溶解平衡在生产、科研和环保等领域有许多应用。沉淀溶解平衡是一个动态平衡，当条件发生改变时，平衡也会相应的发生移动。我们在生产生活中经常根据平衡移动原理，选择适当的条件，使平衡向着需要的方向移动。
交流与讨论：
请用沉淀溶解平衡的原理解释下列事实，将你的想法与同学们交流讨论。
1.如果误食可溶性钡盐。造成钡中毒，应尽快用5.0%的硫酸钠溶液给患者洗胃。
2.将溶液的pH调节到3～4，可以除去硫酸铜溶液中的铁离子。
3.精制食盐水时，可以加入适量的氢氧化钠为溶液除去氯化钠溶液中的镁离子。
这一教学内容，要求教师应用沉淀溶解平衡的原理和溶度积的有关概念理解和解释“沉淀生成”在生产、生活中的三个应用实例。可设计如下问题链帮助理解，加深对溶度积概念的认识。
1.如果误食可溶性钡盐。造成钡中毒，應尽快用5.0%的硫酸钠溶液给患者洗胃。
提问1：什么是钡中毒？（答：钡离子浓度达到一定程度。因此，解毒，其实就是要降低钡离子在体内的浓度。）
提问2：用5.0%的硫酸钠溶液给患者洗胃，可以使钡离子完全除去吗？（答：由于沉淀溶解平衡的存在，不能完全沉淀。）
提问3：残留的钡离子浓度为多少？安全吗？（答：5.0%的硫酸钠溶液，物质的量浓度近似为0.36mol/L，当反应达到BaSO4的沉淀溶解平衡时，Q=Ksp（BaSO4），即Ksp（BaSO4）=[Ba2+][SO42-]，计算得[Ba2+]=3.1×10-10，由此可知。残留的Ba2+浓度极低，所以可以达到解毒的目的。
2.将溶液的pH调节到3～4，可以除去硫酸铜溶液中的铁离子。
提问1：本题除去杂质，应注意哪些问题？（答：通常除去Fe3+而不减少CuSO4，不引入新杂质。）
提问2：将溶液的pH调节到3～4，是利用什么离子反应除去Fe3+？所谓Fe3+被除去，Fe3+浓度为多少？（答：利用Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓即氢氧化铁的沉淀反应。通常认为某离子在溶液的浓度小于或等于1×10-5mol/L则被除尽。
提问3：假定溶液中Fe3+恰好除尽，即浓度为1×10-5mol/L，则溶液的pH为多少？此时，Cu2+是否也会被除去（已知Cu2+浓度为0.1mol/L）？
（答：当Fe3+被除尽时，根据Q=Ksp[Fe（OH）3]，[OH-]=4.7×10-10mol/L，此时pH=2.7，因此将溶液的pH调节到3～4，可以除去硫酸铜溶液中的铁离子。此时[Cu2+][OH-]2
3.精制食盐水时，可以加入适量的氢氧化钠为溶液除去氯化钠溶液中的镁离子。（答：通过增大[OH-]，使Q>Ksp[Mg（OH）2]达到除去Mg2+的目的。）
在教学中应重视对过程和方法、对概念的形成、知识的理解和学生思维能力培养，不能停留在最初浅的从离子反应认识沉淀生成的水平上，应帮助学生理解实际生产中是怎样利用沉淀溶解平衡的原理设计工艺流程，以使某种离子尽可能完全转化为沉淀使之除去，即应从定量角度帮助学生分析沉淀生成、沉淀完全需要的条件。