基于“平衡思想”的教学建构——以沉淀溶解平衡为例

陈婷婷

浙江省乐清中学 浙江省温州市 325600

1. 教学背景

教材分析

《沉淀溶解平衡原理》选自“苏教版化学反应原理专题3第四单元”第一课时内容。是继化学平衡、弱电解质电离平衡和盐类水解平衡后的第四大平衡理论，它从一个新的视角解释了与沉淀和溶解有关现象的反应本质，即沉淀溶解平衡及其移动的结果。并且它与实际的生产生活联系更为紧密，是一个更具“革命性”和“趣味性”的知识内容。它将动态平衡的思想迁移出课本，通过微观实质的把握展开对宏观现象的解析，是平衡理论应用的一次思维突跃。

学习者分析

学生对于电解质存在的沉淀溶解平衡的事实缺少直观经验和微观想象能力，难以冠以逻辑地建构起动态平衡模型。如果能发掘该知识重构的旧经验基点，辅以帮助，让学生能自主地打破-重构，愉快地接受新知识的生长以及带来的“疼痛”，能够自主地将宏观世界同微观实质联系起来，教学目标就能达成。

2. 课例设计

理论指导

本节课采用建构主义教学理论下的支架式教学模式，1.通过先行组织者即学生原有经验来呈现问题——溶洞的形成原理；2.搭脚手架，通过几个关键问题做支架将大问题化为几个小问题，将解决问题的途径落入学生的最近发展区，来帮助学生顺利建构起沉淀溶解平衡的新知识；3.通过知识迁移来发挥学生主体角色：多角度，深发展地提升其表达、归纳和知识迁移能力。4.通过层次化问题解决，巩固和形成沉淀溶解平衡的知识要点。5.通过形成性反馈，回归到初始的大问题，如能用新知识加以分析说明，则教学目标达成，教学环节也至此结束。

除此之外，本节课重视STSE教育：将化学、生活（溶洞）、技术（工业污水处理）在教学组织中科学整合、逐层呈现，并将情感（感受自然和科学）贯穿始终。

具体思路

呈现先行组织者——溶洞形成原因的讨论

提出问题：碳酸钙与二氧化碳、水生成碳酸氢钙属离子反应，那实质是哪些离子发生反应？溶液中的碳酸根离子从何而来？巨大的溶洞需要大量的碳酸根离子参与反应，这些离子又从何而来？

意图：产生认知失衡，造成知识冲突，引入本节课要研究的问题。

搭脚手架——设问环节的辅助机制

问题1：易溶电解质在水中能否无限溶解？

问题2：难溶电解质在水中是否完全不溶解？

通过易溶电解质氯化钠存在溶解限度的宏观归因——溶液饱和；类比难溶电解质碘化铅的溶解限度存在（实验验证极少量溶解）同样因为溶液饱和，得出难溶、易溶的区别在于溶解度不同，而难溶电解质在溶液很稀时就达到饱和状态。

意图：宏观感受离子型电解质溶解限度的存在（溶液饱和）和差异（溶解度不同）。

问题3：当溶液饱和时，溶解的过程是否停止？

视频——硫酸铜晶体在饱和硫酸铜溶液中的溶解和结晶。猜想棱角变得光滑和质量不变的原因。

动画——氯化银固体溶于水中微粒的运动状态。验证猜想并引出概念。

意图：通过宏观现象产生原因的猜想，以及微观验证，让学生体验现象到本质的一般科学论证过程。将沉淀溶解平衡概念扩展到离子型电解质，目的在于帮助学生深刻理解阴阳离子的相互作用是存在沉淀溶解平衡的本质，从而从微观本质上建立起沉淀溶解平衡动态模型，而不是似懂非懂存疑。再说明难溶电解质在溶液极稀时就达到平衡状态，故更有普遍影响意义，引出本节课的重点研究对象。

知识迁移——交替的学生和教师活动

1. 学生画出电解质从溶解到建立沉淀溶解平衡状态的v-t图;

2. 学生描述沉淀溶解平衡状态的特征；

3. 教师讲授难溶电解质沉淀溶解平衡的适用对象，表达式。

4. 学生写出沉淀溶解平衡常数表达式；教师加以概念的更新：溶度积。

5. 图表信息归纳溶度积和溶解度的区别和联系

意图：通过学生自主活动，尽量将课堂回归给学生；同时重视教师必要的讲授和引导。

问题解决——应用中的能力提升

问题解决1：请理论计算常温下（25^OC）CaCO₃的饱和溶液中Ca²⁺的物质的量浓度为多少？（ CaCO₃的Ksp请查课本P99页附录Ⅲ）

意图：新获得知识的简单巩固和信息查询方式的指导。

问题解决2：将固体碳酸钙分别投入水、饱和碳酸钠溶液中，试分析到达沉淀溶解平衡后溶液中钙离子浓度大小关系？

分析角度1：溶度积Ksp应用。分析角度2：平衡移动后的结果。一方面，定性地从勒夏特列原理分析；另一方面，定量从离子积Qc和溶度积Ksp大小关系比较（引出离子积概念）。

意图：多角度分析问题，深化理解溶度积的概念，同时学会利用溶度积和离子积的大小关系分析平衡移动的结果和原因。

问题解决3：设计尽量多的方案促进碳酸钙固体的溶解。

意图：在具体应用中归纳沉淀溶解的平衡影响因素，并为最终解释溶洞形成做铺垫。

问题解决4：实验室检测某工厂水样，常温下铁离子浓度为6×10^-4mol/L，溶液pH=1。试判断，此时铁离子是否转化为沉淀？(已知Fe(OH)

₃的Ksp为2.6×10^-39) 若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的pH至少为多少？

意图：联系工业生产，同时反馈知识应用水平。

形成性反馈——学生利用沉淀溶解平衡移动原理解释溶洞的形成

意图：将沉淀溶解平衡和影响因素链接到到溶洞形成和钟乳石等形成问题。一方面检测学生知识建构是否顺利，另一方面通过具体实例为本节课知识内容做小结。

课例反思——我的第一次课例研究

1.对于本节课的处理，我加大了思考的深度和广度。把沉淀溶解平衡的概念扩展到离子型电解质，这是否有“越位”的嫌疑呢？但是，我通过课前随机调查，发现学生在接触课题时存在如下疑问：（1）为什么物质存在沉淀溶解平衡？（2）是不是所有物质都存在沉淀溶解平衡？（3）存在沉淀溶解平衡又有怎样的特征？（4）习以为常的与沉淀有关的离子反应与沉淀溶解平衡又有什么关联？带着一连串的问题，如果不去设计解决，也许学生能够正确书写沉淀溶解平衡表达式，溶度积表达式，做一些简单的计算，但是对于学生来说最重要和最有价值的思考就不复存在了，知识也被封闭。而知识目标中的“能描述”、“知道”、“本质”这些字眼无疑也将学习推向思考的深度，而绝非似懂非懂。因此，我的看法是，只要符合逻辑的思维过程应该给予重视，正如上课前学生存疑的几个问题，当然这些问题必须是和教学目标紧密联系的，即能帮助学生更好、更深刻的理解概念。

2.抓住思维生长点的问题设置。怎样设计有效问题，在此次课例研究中我感受颇深。在溶洞问题的铺垫上，几经修改终于形成有效的问题，包括后面几个典型问题的设计和解决，使课堂变得紧凑而高效，也抓住了学生思考问题的一些误区。细细回想资深教师的课堂教学，何尝不是大刀阔斧的设问，精细巧妙的解问的过程。

3.认真对待学生的每一种反应。在课堂实施当中“意外”频频发生，有些学生反应是机械的，不加思考的，因此我给予反击：如，学生回答“溶液饱和时溶解过程仍在发生”；有些反应是不自信的迟疑，并没有真正的知识冲突，如，碳酸钙生成碳酸氢钙属离子反应，因此我避免与之碰撞；有些反应是思考的迟疑，如在接受沉淀溶解平衡模型的过程中，学生时常陷入思考的迟疑，因此我就设计学法，顺势“推一把”；有些反应是灵感的喷发，如学生提出“在碳酸钙中加入氯化钡促进溶解”对于这样的反应我给予重视，即便不是本节课教学目标也适度应对。

4.素材收集和信息整合的能力需要。在本节课中，基于教学内容需要，我尝试自己制作实验视频和微观动画。在很多时候，我们收集到的素材并不能完整与自己的设计思路吻合，这就需要重新整合或修改。而我的这次尝试也给自己今后的教学提供经验，也让我意识到多媒体技术的娴熟掌握对教学的重要作用。