基于化学核心素养的观念建构教学---以电解质概念教学为例

基于化学核心素养的观念建构教学---以电解质概念教学为例谈小强（鄞州五乡中学浙江宁波 315111）摘要：在强调培养学生化学核心素养的背景下，探讨了以观念为本教学的重要意义。

以电解质概念教学为例，分析了学生对电解质概念存在困惑的原因，并提出从建构学生化学核心观念的角度去设计教学内容，以帮助学生能更好的理解电解质概念。

同时，强调了观念建构的教学对提升学生的化学核心素养有着显著的促进作用。

关键词：核心素养化学核心观念电解质概念1 研究背景中国学生发展核心素养的研究成果已于2016年9月13号在北京师范大学正式发布。

与此同时，国内研究者关于各学科的核心素养也正在紧锣密鼓的制定和宣传中，其中化学学科的核心素养有诸如以下的观点：“宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任”；“强化结构性质的联系、突出反应原理的教学、注意科学伦理的教育、注重化学思维的指导、设置真实问题的情境”；“培养学生的化学信息、化学思维素养、合作能力和语言素养，以及正确的情感态度和价值观”等等。

吴俊明教授[1]认为化学的核心是基本观念以及相应的思维和实践,化学学科的核心素养包括若干基本观念、相应的思维和实践能力以及态度与责任。

由此可见，培养学生的化学学科素养就需要在教学实践中帮助学生构建起化学核心观念，用化学思维思考学科问题，围绕核心概念、原理或方法帮助学生发展对化学知识的深层理解力。

化学核心观念（或基本观念）不是具体的化学知识，也不是化学知识的简单组合，而是在具体化学知识基础上概括提炼出来的，对学生终身学习和持续发展起重要作用的概括化的、上位的认识观念。

化学核心观念从科学研究的基本方法和认识物质及其变化的不同视角，会有不同的分类方法，最常见的是从三个维度划分化学观念，即：知识类核心观念、方法类核心观念、情意价值类核心观念[2]（图1）。

对比化学核心观念和学者们提出的化学学科素养，不难发现帮助学生构建正确的化学核心观念是提升学生化学核心素养的重要环节，本文以电解质概念教学为例探讨在倡导培养学生核心素养的背景下，如何重新审视教材内容，挖掘学科核心价值，并将观念建构的理念落实到具体的教学中去。

图1 化学核心观念的构成体系2 电解质概念教学的现状2.1 电解质概念在教材中的呈现学生对电解质概念的学习贯穿于整个高中阶段，根据电解质的组成、类别、电离程度等可以把电解质概念分为电解质与非电解质概念、强电解质与弱电解质概念以及弱电解质电离平衡概念等（见表1）表1 电解质概念的分类[3]电解质概念最早在高一提出，化学必修1教材[4]中关于电解质内容的编排如下：由初中所学常见酸碱盐溶液能导电的事实，得出电解质概念，即“在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为电解质”，然后教材利用图片的形式从微观角度呈现氯化钠晶体在水溶液中的电离过程，最后书写氯化钠、氢氧化钠等常见电解质的电离方程式。

教材以宏观-微观-符号三重表征的形式讲解电解质概念符合学生对事物的认知规律，有利于培养学生的化学思维习惯，但在实际教学中，我们发现高一学生对电解质概念的理解仍然存在一定的困难。

2.2 学生对电解质概念的常见误区从作业反馈及课后交流的情况看，学生对电解质类别的辨析，电离发生条件及断键情况的判断等问题存在诸多错念。

例如：⑴将盐酸、氯水、金属铜等物质误认为是电解质⑵误认为水为非电解质⑶将电离和电解相混淆，误认为电离需要通电⑷无法判断氧化钠、氧化钙、二氧化硫等氧化物是属于电解质还是非电解质⑸误认为液态氯化氢也能导电⑹对一些电解质的电离方程式的书写存在误区，如将氯酸钾的电离方程式写成KClO3==K++Cl-+3O2-、碳酸氢钠的电离方程式写成NaHCO3=Na++H++CO32-2.3学生对电解质概念认知困难的成因2.3.1 教材定义欠妥教材中关于电解质及非电解质的描述如下：“在水溶液或熔融状态下能导电的化合物为电解质”；“在水溶液和熔融状态下均不导电的化合物为非电解质”。

若以此定义判断电解质或非电解质则容易出现偏差，如SO2或CO2溶于水能导电但它们并不是电解质，又如像CaCO3难溶于水，在高温下会分解，如何判断导电性？从本质上讲，电解质导电的原因是因为其电离产生了自由移动的离子，因此，教师需要从电离角度引导学生理解电解质概念。

2.3.2学生化学观念缺失即使教师将电解质的定义修改为“能电离出离子的化合物”，仍然有不少学生无法正确的认识电解质，例如部分学生仍将盐酸、氯水等物质当成是电解质，不清楚液态氯化氢、硫酸等物质能否导电，不会正确书写KClO3的电离方程式等等，说明学生头脑中的化学观念是模糊的甚至是错误的。

学生缺少从物质分类的角度去思考和分析化学问题的习惯，没有注意到电解质概念的内涵和外延，无法想象出电解质在微观状态下的电离情形及微粒的运动状况。

3 化学核心观念在电解质概念教学中的应用通过上述分析，学生对电解质概念存在认知困难的本质原因是学生还没有形成正确的化学核心观念，不能自觉的运用化学核心观念去解释一些化学问题，因此在电解质概念教学中教师运用“观念建构”的教学方式将物质分类和宏微结合的化学思想渗透其中，是有效突破电解质概念教学难点的重要方法。

3.1通过“分类观”理解概念的内涵和外延物质分类观是中学生必须掌握的化学知识的有机组成部分，物质分类思想的培养，可以帮助学生形成正确的化学物质观，即：对化学物质进行适当的分类，可以使物质系统化、条理化，可以丰富学生对化学物质的认识；不同的分类角度和维度有助于人们多角度、多层次、更全面、更深刻地认识化学物质，体会化学物质的多样性和统一性[5]。

学生在专题一第一单元已经了解了物质分类的一般思路和方法，教学中教师可以引导学生根据物质的组成和性质特点对物质进行分类，并请学生从物质组成的角度思考能发生电离的物质有哪些类别？同时展示同浓度不同电解质溶液的导电性实验，请学生分析不同电解质的电离能力是否相同？从物质分类的角度分析强、弱电解质分别有哪些类别？在教师的引导下，学生自主画出关于电解质的树状分类图（图2）。

完成后请学生根据树状分类图对食盐晶体、液态氯化氢、蔗糖、盐酸、KNO3溶液、熔融KCl 、铜、氯气、NH3·H2O、CO2、Na2O 等物质进行分类。

在分类图的帮助下学生在辨析电解质或非电解质种类时错误率大大降低，不仅如此，通过这样的训练使得学生利用物质分类的方法学习、认识物质性质的能力显著提升。

3.2通过“微粒观”从本质上认识电解质物质微粒观来自于具体的化学知识，是物质的微观组成和结构、反应机理等微观领域在学习者头脑中的总观性认识。

化学微粒观的建构能够帮助学生理解宏观现象的微观本质，能“看到”先前看不到的事实。

那么如何让学生“看到”电离的微观过程呢？教师可以借助微观模型、图像、动画等媒介将微粒之间的组合关系及运动特征展示在学生面前。

教材中虽然有氯化钠晶体溶于水发生电离的微观示意图，但静态的图像使学生对电离的微观过程印象不深，同时也不能说明氯化钠晶体在水中完全电离的客观事实。

因此，教师可以利用电脑软件制成氯化钠晶体在水中电离的动画素材，将水分子破坏氯化钠晶体晶格能使得全部的钠离子和氯离子形成水合钠离子和水合氯离子的动态过程展示出来从而强化学生的“微粒观”。

在教学中教师还可以补充氯化钠晶体在熔融状态、氯化氢在水溶液及液化状态时的微观示意图并让学生观察后进行对比，指出它们的不同之处，这样便进一步深化了学生对电解质导电性问题的理解，同时对后续化学键、电解等概念的学习起了铺垫作用。

在构建学生微粒观的教学中，教师不能仅仅依靠“看图像”的方式让学生记忆微观粒子的结构特征与变化过程，还应充分发挥学生的想法力，将学生头脑中的微观表征图外显出来并进行交流点评从而提高学生的思维能力。

如氯化氢气体溶于水或液化后微粒的变化情况可以让学生先充分想象后将微观表征图画出来，然后同学们互相交流并点评后，教师适时地将“标准”的微观表征图展示出来，从而使学生能够更深刻地意识到自己的认知误区，有利于学生更加正确的解读“标准”微观表征图的含义。

3.3后续教学中化学核心观念对电解质概念的强化化学核心观念的形成不是一蹴而就的，学生对电解质概念的深刻理解也不是一两节课就能解决的，因此在化学教学中教师应注意前后知识的相互联系，充分挖掘教材中的教学资源利用“观念建构”的教学方式强化学生对电解质概念的理解。

例如学生学习了化学键概念后，教师可以引导学生将化学键同电解质概念相联系，采用物质分类的思维找出离子化合物、共价化合物同电解质、非电解质之间的关系（图2）。

图3 化合物类型与电解质关系图又如钠投入到盐酸中究竟是先和酸反应还是先和水反应？钠投入到硫酸铜溶液中为什么不能置换出铜？如果教师只是简单地告诉学生钠在酸溶液中先和酸反应，钠在盐溶液中先和水反应，则不仅不能使学生很好的理解该知识点，且不利于学生化学思维的养成。

事实上该知识点是培养学生化学“微粒观”的优质资源，教学中教师可以将纯水、HCl 及硫酸铜电离的微观过程向学生展示，通过对比学生发现纯水中有少量的水合氢离子、盐酸中有大量的水合氢离子而硫酸铜中有少量的水合氢离子及大量的被水分子包围的水合铜离子。

这样学生就可以分析得出钠在水中及盐酸中反应的实质是钠与水合氢离子反应，钠不能置换出硫酸铜溶液中的铜是由于铜离子水合后无法与钠直接接触从而导致置换反应无法发生。

图4 纯水、盐酸溶液中的H 3O +及硫酸铜溶液中的[Cu(H 2O)4]2+的微观粒子示意图 3.4电解质概念基于化学核心观念的教学资源挖掘与开发教师通过物质分类及微观表征等教学方式促使学生更好的理解电解质概念，同时教师利用电解质概化合物 离子化合物 强电解质 共价化合物 强电解质 弱电解质 非电解质 电解质 化学键类型 HCl 、H 2SO 4等 CH 3COOH 、NH 3·H 2O 等 CO 2、NH 3等NaOH 、NaCl 、Na 2O 等念教学可以帮助学生更好的构建“分类观”、“微粒观”等化学核心观念。

在电解质概念的教学中，教师需要挖掘各种资源，以“观念建构”的思想设计教学方案，培育学生的化学核心观念。

除了分类观、微粒观等化学核心观念外，电解质概念还蕴含变化观、实验观、计量观、化学价值观等核心观念，教师基于化学核心观念的教学对学生化学观念的形成，化学核心素养的提高有着显著的推动作用。

表2 电解质概念中基于化学核心观念的教学资源开发举例4 结语在教育界强调培养学生核心素养的背景下，建构以观念为本的教学对于化学学科而言显得尤为重要，因为化学核心观念是化学科学的精髓，它浓缩了化学认识世界、解释世界的思想和方法，具有高度的概括性和普遍而有力的适用性，对于人们认识自然界的物质及其变化、正确处理人与自然的关系具有理论指导作用，体现了化学科学的本质与价值。