学科化学文献

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基于认识模型建构与应用的化学教学设计* ——— “水溶液中的离子反应与离子平衡”一轮复习课

摘要

1.分析了 “水溶液中的离子反应与离子平衡”主题内容,通过学生前测发现学生对这一部分内容的认识存在着认识水平较低、认识不够深入等问题。

2.通过后测,分析了教学效果,进行了教学反思,为在教学实践中开展认识模型建构教学提供参考。

关键词

水溶液

离子反应

离子平衡

认识模型

正文

1.教学主题内容和教学现状分析

子主题

2.教学设计思想与创新点

1.认识模型

2.认识模型的建构过程

1.模型建构

2.模型优化

3.模型应用

认识模型具有迁移价值,是具有 “举一反三” 的 “一”的功能

3.教学目标

1.通过对次氯酸以及碳酸水溶液体系存在的微粒种类及微粒之间的关系 (作用关系和数量关系)的分析,初步构建水溶液中的离子反应与离子平衡认识模型。

2.通过对二氧化碳与次氯酸钠溶液反应原理的分析与解释,检验水溶液中的离子反应和离子平衡认识模型的有效性,并且能够基于新的信息,对模型进行优化。

3.通过对二氧化碳与次氯酸钙溶液反应现象的观察与解释,能够进一步应用模型。

4.教学流程

5.教学实录

1.认识模型建构

【情境创设】

新冠疫情防疫(84消毒液)

【活动1】

学生实验:CO2 对84消毒液漂白性的影响

总结提升：学生们都认可是反应产生的次氯酸使 彩色纸条褪色。这位学生提到了强酸制弱酸的规 律,为什么强酸可以制弱酸呢? 我们今天以二氧化 碳与次氯酸钠溶液的反应为例,来共同研究这个问 题。

活动2

小组讨论与汇报:尝试用电离方程 式分别描述次氯酸水溶液和二氧化碳溶于水后形成 的溶液中存在的电离平衡,指出溶液中存在着哪些 微粒,并思考电离平衡存在着什么样的特征。

总结提升：认识弱电解质在水溶液中存在的电离平衡。

2.认识模型优化

活动3

小组讨论与汇报:分析 NaClO溶液 与CO2 反应的产物,如何书写该反应的离子方程 式? (已知25℃时,Ka1(H2CO3)=4.3×10-7, Ka2(H2CO3)=5.61×10-11,Ka(HClO)=2.95× 10-8)

总结提升：当溶液中存在多种溶质时,不同 微粒存在的多重平衡之间会相互影响,使得微粒的 种类和数量都有可能发生变化,也就发生了离子反 应。 (认识模型优化,增加任务类型:单一溶质, 多种溶质)

3.认识模型应用

情境创设

工业生产中,漂白粉也是一种常 见的消毒剂和漂白剂,我们再来感受一下漂白粉溶 液与二氧化碳的反应又有什么特点。

活动4

学生实验:漂白粉溶液与二氧化碳 的反应

活动5

小组讨论与汇报:解释漂白粉溶液与二氧化碳反应 的 实 验 现 象。已 知:25℃ 时, Ka1(H2CO3)=4.3×10-7,Ka2 (H2CO3)=5.61×10-11,Ka(HClO)=2.95×10-8,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9。

4.总结

本节课,我们从不同的角度,更加深入地认识了电解质在水溶液中存在的离子反 应和离子平衡,并进一步认识了水溶液中的一类离子反应的发生即多重平衡状态之间相互影响的结果。

6.教学效果与反思

教学效果

通过对后测试题的分析,说明认识模型的构建 使学生对水溶液中的离子反应与离子平衡的认识更 加深入,学生能够通过相应的数据,判断微粒间的 作用强弱,预测离子反应发生的结果,并且对反应 的发生做出合理的科学解释。

教学反思

对认识模型理解的一个误区就是认为认识模型 就是程序化、套路化的解题思路,这一观点是极 不可取的。认识模型是学生在解决化学问题时, 形成的认识问题、分析问题和解决问题的思维框 架,它为我们进行问题解决提供了认识角度、认 识思路等认识要素。认识模型具有重要的迁移价 值,可以应用认识模型解决相似问题;认识模型 具有发展性,在模型应用的过程中,认识模型是 不断地发展和完善的,逐步丰富认识角度、清晰 认识思路,这一思维框架也会随着认识的发展而 越来越丰富和复杂,形成对相关问题的结构化的 认识。

个人反思

这篇文章创新之处就在于建模，实际教学中通过构建水溶液中的离子反应与离子平衡认识模型的方式,创设真实的问题情境,引导学生明确任务类型、丰富认识角度、形成认识思路。多读这类文献，运作用到实际教学当中。

本节课的认识模型建构始于 “二氧化碳为什么 能够增强漂白液的漂白效果?”这一真实问题,首 先对碳酸和次氯酸电离平衡建立过程和结果进行分 析,该任务为单一溶质的简单体系分析,主要分析 溶液的组成,以弱电解质的电离平衡状态模型、平 衡移动模型,以及平衡常数模型等为认识基础,提 炼出微观认识角度,即微粒种类、微粒间的作用和 微粒的数量关系。

本节课在基于对碳酸和次氯酸2种单一溶质 体系构建的离子反应和离子平衡认识模型的基础 上,进行多溶质复杂反应体系的分析,即通过对 二氧化碳与漂白液 (次氯酸钠溶液)反应的分 析,认识到此类离子反应的发生,是多重离子平 衡相互影响的结果,以此对认识模型进行优化, 进一步认识微粒的种类对微粒间作用和数量关系 的影响,强化认识模型中各要素之间的关联,并 且能够初步建立宏观视角,认识到物质变化与微 粒变化的关系。