立足化学史，突破“酸、碱、盐在水溶液中的电离”教学难点-《化学教学》(2017年4期).docx

龙源版权所有 立足化学史，突破“酸、碱、盐在水溶液中的电离”教学难点作者：张蕊 张宁 许燕红来源：《化学教学》2017年第04期 摘要：通过解读电离理论的发展史，挖掘“酸、碱、盐在水溶液中的电离”教学中的难点，探寻教学迷思，认为解决好酸、碱、盐在水溶液中电离的自发性问题和酸、碱、盐发生电离时能量的来源问题是突破本节课教学难点的关键。并在此基础上进行了教学设计。 关键词：电离理论；化学史；电解质；教学难点 文章编号：1005–6629（2017）4–0039–06 中图分类号：G633.8 文献标识码：B 普通高中化学课程标准指出，化学课程应结合探索物质及其变化的历史与化学科学发展的趋势，引导学生进一步学习化学的基本原理和基本方法，形成科学的世界观[1]。也就是说，立足化学史构建的化学课堂，重现了科学家探索科学奥秘的思维历程，有助于学生理解化学知识，掌握科学方法，提升学科素养。 1 追溯化学史，探寻教学迷思 1.1 电离理论的历史变革 19世纪中叶，道尔顿和阿伏伽德罗的原子——分子论打开了微观化学之门，使越来越多的化学家渴望探寻化学反应的本质，电离理论也呼之欲出。 电离理论的建立与电化学的发展息息相关。早在19世纪初期，尼科尔森和卡里斯尔已经成功完成了水的电解实验，法拉第等许多科学家也已经通过实验认识到酸、碱、盐溶液的导电作用。但当时的科学界普遍认为，电解质只有在电流的作用下才能够解离。正是由于科学家们无法正确区别原子和离子，也不能合理分析溶液导电的原理，使得电离理论在很长一段时间内无法被科学界所接受。 1882至1887年间，阿伦尼乌斯致力于研究电离理论。基于对酸、碱、盐稀溶液在渗透压、沸点、蒸气压方面出现偏差情况的分析和对这些溶液电导率的测定，阿伦尼乌斯创造性地提出了溶液的电离理论。他认为，酸、碱、盐在溶于水的过程中，自动地离解成为带有不同电荷的离子，电离与电流的作用无关。这一理论的出现，虽然遭受了各国科学家的反对，但也解释了很多当时无法解释的问题。随着阿伦尼乌斯电离理论的问世，不仅使希托夫的电解溶液导电时的离子迁移数和科尔劳施的离子導电的加合性得到了解释，而且也很好地解释了范霍夫观测到的渗透异常现象。因此，阿伦尼乌斯的电离理论得到了奥斯特瓦尔德和范霍夫的认可，在这两位科学家的推广下，1890年，电离理论终于得到科学界广泛认可。 1.2 电离理论的教学迷思 通过分析电离理论的争论，不难看出困扰科学家的问题有二：一是无法正确区分原子与离子，从而无法正确认识酸碱盐在水溶液中导电的原因；二是无法正确判断使电解质在水溶液中自发电离的能量的来源。 科学家们对于电离理论的争论与探索不仅体现了科学历史的发展规律，也揭示了中学化学课堂学生学习新理论的思维发展过程。 “酸、碱、盐在水溶液中的电离”主题出自高中化学必修1第二章“化学物质及其变化”第二节，笔者试图着眼于电离理论发展史，联系教学实际，从三个方面分析教学难点。 人教版化学教材对电解质进行了如下定义：在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫做电解质[2]。此定义只从导电性角度规定了电解质的属性，属于表层概念。在此概念中，没有指明电解质的本质，即自发电离出可以自由移动的离子。追溯化学史，法拉第等化学家即是通过电解质溶液的导电性直接得出“电离是电流作用的结果”这一错误结论的。在教学中，若教师未从本质上解释电解质溶液导电的原因，将会对学生正确获取电解质概念产生强大阻力。因此，使学生学会从微观角度理解电解质的本质属性是知识与技能维度的教学难点。 对比许多教案和教学实录，对于电解质概念的教学有两种策略。其一，通过例举盐酸、NaOH溶液、NaCl固体、石墨、蔗糖溶液、酒精溶液、K2SO4溶液、Cu等不同种类的物质，让学生判断其能否导电，从而从导电性角度引出电解质的表层概念；另一种方法则是先给出电解质的定义，强调定义中的关键词，再给出以上物质，让学生自主判断哪几种物质是电解质。这两种教学策略均未能较好地引导学生形成学习概念本质的一般方法。因此，使学生掌握形成概念的分析方法是过程与方法维度的教学难点。 学习“酸、碱、盐在水溶液中的电离”这一内容，就是透过电解质溶液可以导电的表层现象来认识电解质在水溶液中自动离解的实质。纵观历史，从格罗图斯到阿伦尼乌斯，科学家们的主要区别就在于是否能够透过现象看到物质的本质属性。因此，使学生树立透过现象看本质的唯物主义世界观是情感态度与价值观维度的教学难点。 纵观上述分析，学生无法理解电解质的本质属性，是因为没有正确理解电离的自发性以及电离过程中能量的来源。也正如此，学生无法获得通过分析核心问题形成概念的基本方法，无法树立透过现象看本质的唯物主义世界观。所以，解决好酸、碱、盐在水溶液中电离的自发性问题和酸、碱、盐发生电离时能量的来源