第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡教学创新设计

“指导发现”为“共学共研”困难课题保驾护航

——溶液中的离子反应复习课教学设计

葛珊珊，严济良

（江苏省扬州中学，扬州225002）

【摘要】指导发现法是教师的指引和监督之下进行的发现学习活动，将其运用到化学复习课的教学当中可以为学生“共学共研”困难课题“保驾护航”，帮助学生更好地巩固知识、锻炼思维能力、学习研究方法、提升学习动力促进学习方式的转变和优化。本文从一个复习课的具体设计讨论了指导发现学习法在化学复习课中运用的课题选择、情境创设、问题设计、组织形式和环境支持等实施要素。

【关键词】发现学习

指导发现学习法

复习课

教学设计

1背景

1.1

指导发现学习法简介

“发现学习”作为一种教学方法是美国教育心理学家布鲁纳在《教育过程》中提出来的。布鲁纳非常强调和重视学生学习的主动性。他认为学习是一个积极主动的认识过程。学习者不是被动地接受知识，而是主动地获取知识，并通过把新获得的知识和己有的认知结构联系起来，积极地建构其知识体系。与接受学习相比，发现学习可以充分发挥学生在课堂中的学习积极性和参与度。上世纪80年代初“发现学习”法传到我国后，曾有人结合我国的实际提出“指导发现”法，可惜未引起重视和得到推广。目前，有研究者对发现学习和接受学习进行整合，把发现学习进一步分为单纯发现和指导发现，使“指导发现”再次引起注意。

在所谓单纯发现学习中，学习者在没有任何指引和反馈的情况下自行探索问题。在指导发现学习中，教师会对学习者的学习进行监督并给予指导。其实施过程通常先由教师引导学生了解和认识需要解决的学习课题，然后由学生自己作出解决问题的假设，选择和收集验证材料；最后，由学生进行讨论交流，自己总结出正确结论。

通常认为“指导发现学习法”适合于新知识的学习，但笔者发现，它也适用于复习课。下文即以“溶液中的离子反应”复习课教学设计为例讨论指导发现学习法在化学复习课中的应用。

1.2

化学复习课引入发现学习法的意义

我校近年来以研究、实践“自治自动，共学共研”教育教学模式为抓手，推进课堂教学改革的研究和探索，努力培养学生的自治、自学能力。可是，有些教学内容难度较大，例如《溶液中的离子反应》专题复习的内容包含有弱电解质电离、盐类水解、沉淀溶解平衡三大知识难点，而且又强调综合运用，对学生把握问题分析的主次因素提出了较高要求，历来是复习的难点和重点之一。这类困难课题能不能让学生“共学共研”、怎样才能搞好困难课题

1

的“共学共研”遂成为一个必须解决好的关键性问题。

经过反复思考、讨论，我们认为，复习课的主要目的有三个方面：一是巩固习得的知识，将其内化到学生的知识体系中去，形成自身的知识网络；二是掌握解决问题的基本方法，就相关知识内容学会发现问题、提出问题和解决问题；三是提高学生的思维能力，培养分析、对比、总结的思考习惯。指导发现学习法对化学复习课的任务达成有着非常明显的优势，因为在发现学习的过程中，学生可以巩固已经习得的知识，促进知识记忆的持久性，还可以灵活地运用已有知识解决类似的问题，实现知识的迁移应用，逐渐掌握发现问题、提出问题和解决问题的策略和方法，发现相应知识领域里潜在的原理，并推测有关知识在新情境中下的运用。对于验证假设需要、但学生有困难的资料，可以由教师事先准备好，在学生提出要求时提供给他们。

从学生的情感体验考虑，发现学习法需要创造适当的学习情境，从而有利于鼓励学生积极探索、共同研究，如若教师对学生的假设和思考能够给予及时的引导和赞赏，学生学习的积极性、灵活性都会大大增强。在这样的学习环境下学生可以增强自信、培养兴趣、提升能力。

综上所述，在化学复习课中引入发现学习法可以为学生“共学共研”困难课题“保驾护航”，有效地促进学生逐步实现自主学习，是有十分重要的意义的。

2在化学复习课中引入指导发现学习法的实例

2.1 课题选择

《溶液中的离子反应》专题的知识内容包含有弱电解质电离、盐类水解、沉淀溶解平衡三大难点，强调综合运用，对学生把握问题分析的主次因素提出了较高的要求。采用指导发现法可以让学生在实际问题的分析过程中，真正掌握灵活运用几个化学原理的思路。

2.2 情境创设

教师在上课前3个月选择了几种绿色植物进行水培，离开了土壤，植物长的依然郁郁葱葱，放置在讲台上供学生观赏，请同学们定期给植物加水培营养液，学生对水培营养液的成分产生了兴趣。课堂的情境就从水培营养液开始，根据学生兴趣所在，请他们分析水培营养的pH，以及产生酸碱性的原因；分析常用营养成分混用的结果；分析与杀菌剂混用的结果等问题，让学生始终处于实际问题的思考过程中，力求使学生产生探索乐趣和获得成就的自信。

2.3 问题设计

问题设计是发现学习法的核心环节。通过科学地设计问题可以带动学生思考和研究、梳理思路。本次复习课设计了这样几个问题：

问题一：A[NH4HCO3 ] 、B [(NH4)2HPO4]和C[ NH4H2PO4 ]是常用的三种肥料。

（1）用pH试纸分别测试ABC溶液的pH，记录实验结果并填写下表。写出每种盐的阴阳离子的电离平衡方程式和水解平衡方程式。根据实验现象，用★标出对溶液酸碱性占主导因

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素的反应。

阳离子

阴离子

pH A：

NH4HCO3

B ：(NH4)2HPO4

C：NH4H2PO4

设计思路：阳离子铵根离子水解是这几种盐的共性，阴离子的电离和水解的相对强度不同导致A、B、C溶液分别呈现碱性、碱性和酸性。学生可以通过分析得知，A、B中阴离子以水解为主，所以溶液才呈现碱性，而C呈现酸性的原因学生可能认为是阴离子以电离为主导致的，也可能认为是铵根离子水解占主导。下面建议学生进一步通过数据分析来深化认识。

（2）请采用数据分析法判断溶液的酸碱性。（提供常见酸碱电离平衡常数表）

设计思路：首先根据电离平衡常数计算水解平衡常数，比较相对强弱，得知A、B阴离子以水解为主，C阴离子以电离为主，这时可以确定C溶液呈现酸性。对于A溶液，学生可以使用碳酸的Ka1数据与一水合氨的Kb比较相对大小，发现Ka1

（3）常见的氮肥有铵态氮肥和硝态氮肥两种，铵根离子和硝酸根离子对水培液酸碱性存在怎样的影响？农学专家告诉我们：长期使用硫酸铵会使土壤酸化，但是使用硝酸钠也会使得土壤碱化，为什么？

设计思路：学生根据所学的化学知识得知硫酸铵溶液是酸性的，硝酸钠溶液是中性的，农学专家的话与学生的知识产生的矛盾，化学知识应用于生活需要注意与其他学科知识的交叉融合，现实知识是没有学科边界的。这里教师补充生理酸性盐和生理碱性盐的知识：植物培养在含NaNO3的溶液中时，植物对NO3-的吸收要比对钠离子的吸收多。植物在吸收环境中NO3-时，根细胞释放出的HCO3-与之交换，环境中HCO3-浓度增加，溶液pH上升。NaNO3这样的盐称为生理碱性盐。植物培养在含(NH4)2SO4的溶液中时，作物吸收其中的NH4+多于SO42-，作物代换出H+，使土壤酸性提高。

(NH4)2SO4这样的盐称为生理酸性盐。

通过这个系列的问题，学生尝试全面分析酸式盐的电离和水解，通过实验现象鉴定和平衡常数分析，从不同的角度确立同一个观点：盐溶液中的电离平衡和水解平衡往往同时存在，相互竞争，有些程度稍强，有些程度稍弱，其强弱决定了溶液的性质。并且通过学科知识融合的现实问题，形成一个观念：科学知识在生活中，没有学科界限，我们在思考时要多多联系，不断学习。

问题二

水培营养液往往不是单一肥料的溶液，硝酸钙是常用于给植物补充钙、氮元素的试剂，让我们尝试将上述肥料与硝酸钙溶液混合。

（1）在三支试管中各取一滴管A、B、C溶液，分别加入一滴管硝酸钙溶液，记录实验现

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象，分析产生现象的原因。

实验现象

分析原因

A：

NH4HCO3

浑浊

B ：(NH4)2HPO4

浑浊

C：NH4H2PO4

无现象

设计思路：实验中，A、B溶液中出现了浑浊，C溶液中无现象。学生在问题一的分析中确认了NH4HCO3中的

HCO3-以水解为主，所以对这个问题的分析产生了分歧。有同学认为此时的浑浊是氢氧化钙，水解产生的大量OH-与Ca2+产生了微溶物Ca(OH)2，有同学则认为是碳酸钙，因为CaCO3的溶解度比Ca(OH)2更小，CaCO3的生成令之前的平衡体系发生的变化，HCO3-以电离为主。后来，通过过滤洗涤沉淀并加盐酸观察是否有气体生成的方法，学生们确定了的确生成了CaCO3。

（2）用尽量多的方案检测碳酸钠和碳酸氢钠固体。

设计思路：用氯化钙检验CO32-和HCO3-，曾经是学生认为可行的方案，但是根据问题二的研究，学生发现这样的方案未必可行，当溶液浓度比较大的时候，即使是HCO3-也会与Ca2+产生CaCO3沉淀。

通过这个问题的研究，学生得到一个结论：盐溶液中的各种平衡在条件改变时，其相对强弱也会发生变化。在与之前知识的整合过程中，学生进一步巩固了在条件变化时平衡也会移动的特点。

问题三

为了杀除水中的细菌，水培营养液中往往还混合有硫酸铜溶液。在三支试管中各取一滴管A、B、C溶液，分别加入一滴管硫酸铜溶液，记录实验现象，分析产生现象的原因。

实验现象

分析原因

A：

NH4HCO3

产生蓝色沉淀和气泡

B ：(NH4)2HPO4

产生蓝色沉淀

C：NH4H2PO4

无现象

设计思路：这个问题的分析结果会比较多元化，比如A溶液中的浑浊就由三种思路：氢氧化铜、碳酸铜或两者的混合物。这里教师不必急于给出答案，学生可以课后查阅相关数据设计实验，或者查阅相关文献了解前人的研究结果。教师只要点起学生的思维火花，这些研究的乐趣和过程远比结果重要。学生在研究的过程中，更加巩固了溶液中的电离、水解在外界条件作用下，同时存在、相互竞争和相互影响的学科观念，并且尝试分析复分解反应、完全互促双水解的相互竞争和相对强弱。最终得到一个总结论：考虑溶液中的离子反应问题要有全局观，既要系统分析，也要善于抓住主要矛盾。

2.4 组织形式

本节课采用“共学共研”的学习模式。在每个问题的活动中分为以下几个过程：独立思考→组内交流→班级展示→共同研究→产生结论。共学共研学习模式需要教师选择恰当的内

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容、时机和方式，可以全课使用，也可以选择部分环节使用，在使用时要给学生充分的独立思考时间，只有经过独立的思考，学生才有自己的理解，才会有话可说，才有助于深入讨论问题。组内交流时，在限定的时间内，学生们求同存异，各自阐述自己的不同观点，组内形成互相认同的一个或者几个答案，由一个小组代表向其他组介绍本组的研究结果。班级共同研究环节是一个相互辩论和再思考的过程，教师也可以参与到讨论中来，对学生发现的情况做及时的掌控，师生、生生之间相互补充、相互启发、相互评议，引导学生把握关键问题，以达到训练思维品质, 发展学生智力的目的。

教师在实施的过程中，要注意能让学生操作的、总结的、发现的，决不由教师越俎代庖。

2.5 环境支持

为了更好的帮助学生在课堂上进行交流讨论，教师首先要设计合理的分组座位安排，在每组同学当中合理安排人员设置，取长补短，便于互相讨论研究。

课堂的硬件设备也要配合学生的展示要求，可以选用实物投影、IPAD或者点阵笔等设备提供支持。本节课使用的是点阵笔，学生在书写交流活动单的同时，教师在投影中就可以实时展示全班各组同学的交流情况，并选取其中具有代表性的请其展示交流，在其他同学给予评论之后还可以在投影上及时补充和批阅，非常方便。

在课后，学校还要提供充足的学习资源方便学生进行自学和研究。建议学校图书馆应该配备有各种化学工具手册供学生查阅，购买知网账户供学生查阅前人研究成果。

老师和学生之间还应该建立导师制，使学生在课后研究的过程中可以得到切实的指导和建议。

3总结和思考

（1）化学复习课中运用指导发现法必须让学生首先产生感兴趣的困惑。

孔子日：“不愤不启，不悱不发，举一隅不以三隅反，则不复也”。只有当学生进入积极的思维状态，心欲知而未知，口欲言而不能言的时候，教师适当地进行启发和诱导，才能收到举一反三的效果。如果学生没有“愤”、“悱”的学习心理，缺乏了学习动力的支撑，难以产生积极思维，此时的教学必然是低效的。所以说，指导发现法必须建立在这样积极的思维状态之下，呈现合适的学习材料，让学生自己去产生困惑。学生才有兴趣去发现和研究，这样的复习效果才能得到保证。

（2）指导发现学习法有利于实行“共学共研”，使学生的个体发展和集体共同进步相结合。

使用指导发现学习法的复习课，重视学习的过程，尊重学习的个体差异，是独立探究基础上的合作学习，有利于学生个体的可持续性发展。小组中不同思维品质学生的搭配合作，学生之间思维的相互启迪，对思维能力较低学生的学习是有益的。我们还发现，小组合作的讨论方式给一些胆怯的学生提供了较为安全的讨论环境，让本来沉默的他们畅所欲言，对他们的能力提升有很大的帮助。

（3）

使用发现法开展化学复习课教学必须激活课堂的民主对话

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传统化学复习课中，“讲练结合”、“精讲多练”，无不把教师的“讲”放在重要位置。课堂中，学生是教师“独自”的听众，是教师灌输的受体，是被动接受知识的“容器”。发现法的精髓是将学习和思考的过程呈现出来，交流的不仅仅是内容，还有方法和思路。这样的交流必须建立在民主对话的基础上，否则学生有想法没有讲述的时间和空间，就很难互相碰撞出思想的火花。教师不但要具有民主对话的意识，还要注意积累、提高引导民主对话的技巧和能力。

【参考文献】

1.布鲁纳.教育过程[M].上海:上海人民出版社,1978

2. “做中学”科学教育实验项目专家组.“做中学”在中国[M].北京:教育科学出版社,2004

3.英配昌.我们是否误解了发现学习[J].教育考试,2012(1) 4.Zhe Chen等.发现学习及其促进[J].心理发展与教育,2008(1)

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