学生对离子反应概念的认识研究

２０１２年第４期　　　　　　　　　　　　　　　化　学　教　育·１９·

新课程天地

学生对离子反应概念的认识研究

何彩霞　杨艳红＊

（北京教育学院学科教育学研究团队　１０００４４）

摘要　化学概念是物质及其变化等的抽象或概括，其根本意义在于提供了一种分析问题和解决问题的新方法。学生学习化学概念，不仅是对具体概念的辨析和记忆，更为重要的是要建立起对概念的理解，将化学概念作为认识问题的工具和方法。针对高中化学１“离子反应”概念的学习，从概念的认识、概念的应用２个层面，就学生对于离子反应概念认识中存在的问题进行了探查和分析，提出了相应的教学对策。

关键词　高中化学　离子反应　化学概念　学生认识研究　教学策略化学概念是中学化学内容的重要组成部分。学生学习化学概念，不仅是对具体概念的辨析和记忆，更为重要的是要建立起对化学概念的理解，将概念作为认识问题的工具和方法。在实际教学中如何探查学生对概念的认识？哪些因素会影响学生对概念的认识？基于学生概念学习的实际可以采取哪些教学对策？这些问题的研究有助于将化学概念的离子反应”教学落到实处。为此，以高中化学１“概念为例进行探讨。

认识层次

表１　基于“离子反应”概念学习的学生认识发展分析学段认识对象认识角度

初中

高中必修１

知识的学习转化为学生的化学见识和能力。

水溶液中酸、碱、盐之间发生的反应宏观复分解反应化学方程式宏观现象及规律

微观离子反应离子方程式微观本质

１　学生对离子反应概念认识的研究框架

在高中化学必修１中，“离子反应”讨论的是酸、碱、盐在水溶液中反应的特点和规律，包括离子反应的本质含义、发生条件、表示方法、离子的检验等主要内容。但是对于酸、碱、盐在溶液中的反应，学生在初三阶段已学习过复分解反应。由此需要思考，作为要起到初高中衔接作用的“离子反应”概念的学习，不能仅仅关注具体概念的复述和记忆，而应该重视化学概念在学生认识发展中的指导作用。

与“复分解反应”概念相比较，“离子反应”概念的根本意义在于提供了一种分析问题和解决问题的新视角、新方法，即从微观离子角度认识水溶。因此，从促进学液中物质之间的反应（见表１）离子反应”概念的教学价生认识发展的角度看，“

值主要体现在３个方面：第一，对物质及其变化认识的拓展和深化；第二，认识物质及其变化的角度的转变，初步建立从微观离子角度分析水溶液中电解质反应的思路和方法；第三，以知识的应用如离子的检验、除杂等问题为载体，以“分析水溶液中电解质反应的思路和方法”为认识工具，运用“离子反应”知识来分析、解决实际问题，将具体概念

＊杨艳红老师工作单位系北京农业大学附属中学

离子反应”概念的　　基于上述考虑，学生对于“

认识，包括概念的认识、概念的应用２个维度。前者体现对概念本体的关键内容的认识，后者体现概念学习在发展学生认识思路和方法方面的功能价值。结合课标和高中必修阶段的教学要求，高中必修阶段“离子反应”概念认识的学生研究框架的制定见表２。

离子反应”概念认识的主要２　学生关于“

问题分析

依据上述研究框架，采取课堂观察、作业和测试分析、访谈等方式，对学生关于“离子反应”概念认识方面的主要问题进行了探查，发现由于学生相关知识缺乏、微观认识能力不足等原因，学生在学习过程中往往会出现对离子反应有关知识认识不清的情况，其中主要是对离子方程式的认识、从微观角度分析溶液中物质反应的认识思路方面存在较多问题。

２．１　学生对物质在水溶液中以什么微粒形式存在

认识不清

学生在“离子方程式“书写方面存在的困难之

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一是对“物质在水溶液中主要以什么微粒形式存在”认识不清。对于ＮａＯＨ溶液和ＣｕＣｌ２溶液的反应，学生知道生成的Ｃｕ（ＯＨ）２是沉淀，不能拆写成离子。学生认为这可以依据离子反应发生的条件来处理这样的问题。但当Ｃｕ（ＯＨ）２作为反应物出现时，如Ｃｕ（ＯＨ）ＳＯ２与稀Ｈ２４反应，（ＣｕＯＨ）２难溶于水，在水中的主要微粒存在形式

２＋

（为Ｃ和ＯＨ－，所以书写离子ｕＯＨ）ｕ２而不是Ｃ

（方程式时ＣｕＯＨ）２不能拆。对此不少学生难以透

用实际参加反应的离子符号离子方程式的含义是“

，实际上离子方程式的真来表示化学反应的式子”

正含义应该是“用实际参加反应的物质的主要存在。二是在于必修阶段形式来表示化学反应的式子”

教材只是讨论了几种常见的强酸、强碱和可溶性盐在水中电离的问题，并不涉及强、弱电解质概念，学生对酸碱盐在水溶液中的电离、复分解反应的发、“生条件等内容只是简单地依据“易溶或难溶”易电离”等来分析。三是学生缺乏对一些常见物质溶解性的认识。

彻理解，往往会出错。究其原因有３个方面，一是对离子方程式的含义的认识存在偏差。教材中有关

表２　关于必修阶段“离子反应”概念认识的学生研究框架

概念

概念认识维度与关键内容对离子反应的认识

概念的认识

对离子方程式的认识

离子反应

运用离子反应知识解决实际

概念的应用

问题

分析溶液中酸碱盐反应的思路和方法

主要观测点

离子反应的含义

复分解型离子反应的发生条件常见离子方程式的书写离子方程式表示一类反应

几种常见离子的检验、除杂和共存问题

从微观角度分析溶液中物质微粒的存在形式、微粒间相互作用及其作用结果

复述、判断

复述、判断、举例说明正确书写、判断复述、判断、举例说明判断、选择、应用

分析和说明（能说出较为清晰的思路和看法）

认识水平及表现

２．２　学生将化学方程式改写成离子方程式时存在

困难

离子方程式是重要的化学用语之一，对于要用离子方程式表示离子反应，由于在宏观－微观－符号三重表征方面的认知跨度，会造成学生认识和思维障碍，学生在初学离子方程式的书写时往往问题离较多。具体表现在：学生对有哪些物质微粒（子）参与反应认识不清。对于离子反应是水溶液中有离子参加的反应，有学生理解为所有的离子都参与反应，所以在离子方程式书写时没有参加反应的离子也没有删去。对于溶液中多种离子参与的反应，学生往往只注意参加反应的离子种类，容易忽略参加反应的离子间的数量关系。例如在写（Ｈ２ＳＯａＯＨ）４和Ｂ２反应的离子方程式时，许多学

２＋２－

生写成Ｂａ＋ＯＨ－＋Ｈ＋＋ＳＯａＳＯ４＝Ｂ４↓＋

２＋

Ｈ２Ｏ，原因就是学生忽略了当溶液中有１ｍｏｌＢａ　２－与１ｍ发生反应的同时应该同时有２ｍｏｌＳＯｏｌ　４

程式可以表示一类反应”认识不清，只停留在言语描述的水平，难以结合具体例子加以说明。究其原因，一方面是由于教材只是简单地例举了几种不同的酸和碱之间发生的中和反应的离子方程式（Ｈ＋

＋ＯＨ－＝Ｈ２Ｏ）是相同的，来说明离子反应可以表示同一类型的化学反应。而对于离子方程式（Ｈ＋＋ＯＨ－＝Ｈ２Ｏ）表示的是哪些酸和碱发生的

一些老师的教学也是这中和反应并没有揭示清楚（

。离子方程式（样）Ｈ＋＋ＯＨ－＝Ｈ２Ｏ）能表示所

有的中和反应吗？当然不是。它表示的是哪些中和反应呢？表示的是“可溶性强酸和强碱溶液反应生。另一方面，教师教学的成水和可溶性盐的反应”

重点在于离子反应发生条件和离子方程式的书写，对这个问题没有做更为具体、深入地揭示。由于教学或教材中的例证简单，又没有提供常见的变式，所以学生在面对这类具体问题时，常常会出错。２．４　学生习惯从宏观感性的角度分析水溶液中物

质的反应

学生在学习“离子反应”的过程中，是否会从微观角度分析溶液中物质微粒的存在形式、微粒间的相互作用及其作用结果，这直接关系到离子反应

ＯＨ－和２ｍｏｌＨ＋电离出来并发生作用。　

离子方程式可以表示一类反应”的２．３　学生对“

认识有困难

通过课堂观察和学生访谈，学生对于“离子方

概念学习的效果。在教学中发现，学生往往习惯从宏观感性的角度分析水溶中物质的反应，表现在对于有明显实验现象的反应，学生容易从微观离子之间反应的角度去加以分析，而对于无明显现象的反应，学生往往出现“想不到”的情况。例如，对于

２－Ｈ２ＳＯａ（ＯＨ）Ｏ４和Ｂ２反应，学生很容易说出Ｓ４２＋与Ｂ反应生成ＢａａＳＯ４白色沉淀，而对于其中

宏观与微观的角度考虑。

由于学生往往习惯从宏观感性的角度看问题，对此可以利用对比实验，制造认识冲突，设计如／（下：向分别装有５ｍＬ０．０１ｍｏｌＬ的ＢａＯＨ）　２溶／液的２个小烧杯中不断加入０．１ｍｏｌＬ的Ｈ２ＳＯ４／溶液和０．１ｍｏｌＬ的ＮａＳＯ２４溶液。观察小烧杯中有什么现象？灵敏电流计的指针有什么变化？这说明了什么？此时通过对比实验的观察与分析，可以促使学生从微观离子的角度分析溶液中的反应，有利于拓展学生从微观认识的角度。也只有认识角度从宏观向微观、现象向本质的转变，才能丰富和发展学生从微观角度对水溶液中物质及其变化的认识和理解，才能真正认识酸碱盐在水溶液中的反应实质。

３．３　注重选择和利用多种变式的例证，增进学生

对离子反应本质的认识

，学生对于“离子方程式可以表示一类反应”的认识分为２个层次，一是对这个内容本身的认识，二是将这种认识作为工具用来分析和解决问题。针对第一层面的认识，教学中要采取先正例后反例、先简单后复杂的原则。先提供一组强酸强碱反应生成可溶盐的中和反应，让学生根据这些反应的规律，总结归纳出离子方程式“Ｈ＋＋ＯＨ－＝Ｈ２Ｏ”的意义。然后再提供强酸强碱反应生成不溶（盐的中和反应例子，如Ｈ２ＳＯａＯＨ）４和Ｂ２反应，

让学生书写其离子方程式，并与上述的中和反应进行比较。在这样的对比分析中，让学生进一步领悟到“Ｈ＋＋ＯＨ－＝Ｈ２Ｏ”的实质，同时认识到并不是所有的中和反应都能用Ｈ＋＋ＯＨ－＝Ｈ２Ｏ表示。由此让学生认识到在说明某离子方程式表示一类反应时，必须对反应物或生成物加上一些限制。对于第二层面的认识，在学生形成第一层面认识的基础

２＋２－上还可以提供常见的离子方程式（如Ｂａ＋ＳＯ４

Ｈ＋和ＯＨ－发生作用生成Ｈ２Ｏ的反应需要在提示

下才能说出来。这与学生相关知识不足或缺失有关，也与学生对微观的认识能力缺乏有关。当然，要让学生初步建立起从微观离子角度分析水溶液中酸碱盐之间反应的思路和方法，需要较长的时段，需要在以后的学习中逐渐渗透和反复强化。

离子反应”概念认识的教学３　促进学生“

对策

化学概念是对物质及其变化的抽象或概括。“离子反应”概念的根本意义在于提供了一种分析水溶液中物质及其变化的新方法。学生学习“离子反应”概念后，能否建立起从微观离子角度分析溶液中物质反应的科学认识，关键要看学生能否把“溶液中物质的微粒及微粒间作用”这个核心思想作为自己的认识工具、一种看问题的思路和方法。为此，在教学中需要注意以下具体问题。

３．１　关注学生的认识基础，适当补充相关知识

物质的溶解性、物质在溶液中是否完全电离等知识是学生学习离子反应概念、正确书写离子方程式所必备的知识基础。鉴于学生在初中阶段学习的情况，考虑到高中必修教材内容编排的现实，在此有必要补充一些常见物质的溶解性、哪些常见物质不易电离等相关知识，让学生明确一些具体物质在水溶液中存在的微粒形式，有助于学生理解在发生离子反应前物质的微粒存在形式、反应后物质的微粒存在形式以及微粒间的比例关系等。

３．２　重视宏观与微观相联系，发展学生对微观的

认识

微观与宏观的联系是化学学科不同于其他科学最特征的思维方式。在离子反应教学中，一个重要的问题就是要引导学生从微观离子角度去认识水溶液中酸碱盐之间的反应。结合学生已有的知识经验，将离子反应知识放在一个情节中，以问题启发离学生从新的角度思考已经比较熟悉的反应。如“子反应”概念教学的引入可设计如下的问题情境：（向ＢａＯＨ）ＳＯａＳＯ２溶液中加入Ｈ２４溶液或Ｎ２４溶液，你认为２个反应有什么相同和不同？请分别从

，让学生举例说明这个离子方程式可＝ＢａＳＯ４↓）

以表示哪些物质之间的反应。由此，学生对于“离子方程式可以表示一类反应”就会有较为深入的认识，并且这种认识是具体化的，学生能够加以举例说明。

３．４　基于概念的形成和应用过程，帮助学生逐步

形成认识思路和方法

在必修１“离子反应”概念的教学中，要发展学生从微观离子角度认识物质及其变化，需要以发展学生的认识为导向，将学生从微观角度分析水溶液中物质反应的认识思路和方法的学习作为教学的

出发点和落脚点，将概念的学习、应用与学生的认识发展有机整合。

首先，基于实验事实的过程分析帮助学生建立和理解“离子反应”概念。以常见的酸碱盐之间发生的化学反应事实为支撑，将水溶液中存在哪些微粒、哪些微粒能发生作用、微粒相互作用引起什么变化以及变化的结果等问题的分析作为培养学生认识思路的主要线索，围绕离子反应的含义、发生条件等关键内容展开教学活动。学生通过分析酸碱盐在水溶液中所起反应的特点和规律，并以此来建构“离子反应”概念，初步学习如何分析和认识酸碱盐在水溶液中的反应实质。

其次，注重引导学生建立宏观－微观－符号三重表征的有机联系，基于概念的理解建构相应的知识结构。对于离子方程式的书写，现实教学中一般按照“写—改—删—查”的步骤进行。需要指出的是，在这个过程中，为了避免学生的死记硬背，教师的教学需要揭示分析溶液中物质反应的思路和方法，即首先分析物质在水溶液的主要微粒存在形式，然后考虑这些微粒之间是否发生反应，最后写出它们对应的离子方程式。这样的教学处理更能揭示离子方程式的内在本质和规律。当然，离子方程式的正确书写不是一蹴而就的，需要经过较多时间

进行练习与巩固。

再次，重视以概念的应用来促进对概念的认识。概念的学习不能是简单地复述和记忆概念，要将概念作为认识问题的工具和方法去分析和解决问题（，促进学生逐步建立起从微如离子的检验、除杂）

观离子角度分析水溶液物质反应的思路和方法，并使之转化为在新情境下解决实际问题的能力。

总之，从概念的认识和概念的应用２个方面来探讨学生对于概念认识的问题，目的就是要从了解学生在学习过程中的经历来看待和理解学生的学习，就是要清楚学生在学习和内化概念知识的过程中在哪些认识上出现了问题，这些问题对学生的学习会产生怎样的影响，并依此来改进课堂教学，从而将学生研究获得的启示转化为优质的教学实践行为。当然，学生对于概念的认识问题往往是由多种因素造成的，可以从学生的已有基础、认识方法和思维能力等多个角度获得解释，这需要做进一步的深入研究。

感谢北京汇文中学岳波、北京教育学院石景山分院莘赞梅２位老师的支持！

参　考　文　献

［］　何彩霞，杨艳红．教学仪器与实验，２）：９－１１０１１，（４２

（上接第１８页）檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴

生说明了实验所要达到的目的和效果；导航实验的“安全警示”体现了以学生为本的理念；随堂实验中“应用与评估”强调让学生运用所学知识解决生活和社会中的化学问题。

４．２　注重实验内容取材的生活化

《化学：概念与应用》一改传统理科教材的学术化倾向，无论是实验课题还是实验用品都注重体现生活化。这有助于学生认识化学对于生活的作用。我国化学教材应该注重联系生活实际选择实验内容，减少单纯的实验操作、元素化合物性质及物质的制备、提纯、检验等纯化学学科的实验，增加联系生产生活的实验。进而达到使学生用化学的知识来解释和解决现实中与化学有关的生活和社会问题的目的。

４．３　关注实验呈现方式的多样化

美国版教材多采用“实验情境创设式”“激疑

，使化学知识信息形象质疑式”及“引导探究式”化、直观化、趣味化，突出以学生的发展为本，倡

导自主、合作、探究的学习方式。我国教材的实验呈现方式局限于“实验活动陈述式”和“总结提炼

，采用规范的学科术语讲解和呈现教材内容，式”

难以引起学生学习兴趣。如何多样化地呈现教材实

验，引发学生学习化学的动机，是实验设计需解决的问题。

４．４　注重发挥学生的主体性

美国版化学教材的实验重视创设生动的问题情境以引出实验内容，从学生的已有经验出发，激发学生的探究欲，不论是导航实验、微型实验还是家庭实验都引导学生积极探究，把握问题的实质，激发学生的创新思维，体现学生的主体地位。我国的化学实验教学应变验证实验为边讲边实验，强调学生主动地进行科学探究，让学生体验科学探究的过程，逐步学会并掌握科学探究的一般方法。

参　考　文　献

［］　中华人民共和国教育部制订．普通高中化学课程标准（实１

验）．北京：人民教育出版社，２００３

［］　宋心琦主编．普通高中课程标准实验教科书：化学１（必２

、化学２（修）必修）．北京：人民教育出版社，２００４

［］　Ｔ：Ｃ３ｈｅＭｃＧｒａｗ–ＨｉｌｌＣｏｍａｎｉｅｓ．Ｃｈｅｍｉｓｔｒｏｎｃｅｔｓａｎｄ　　　ｐｙｐ

：Ｃ：Ｇ／Ｍ，Ａｌｉｃａｔｉｏｎｓ．ＡｍｅｒｉｃａｏｌｕｍｂｕｓｌｅｎｃｏｅｃＧｒａｗ－Ｈｉｌｌｐｐ２００５