转化初中化学迷思概念的实验教学研究

朱韶红　王东

摘要：“溶液酸碱性”是初中化学教学中的重要内容，由于学生认知和教材体系的局限性，学生易形成一些迷思概念。文章对这些迷思概念逐一举例探讨，并提出四条解决策略：实验对比，加深认识；实验引导，掌握本质；循序渐进，构建概念；补充拓展，形成体系。

关键词：迷思概念；溶液酸碱性；实验教学

文章编号：1008-0546（2017）02-0022-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.006

一、问题提出

迷思概念是指学生在某一特定学科中，对某事件或现象所持有的一些有别于目前科学家所公认的想法，亦即是学生对某一科学概念的解释与教材内容部分不完全相同或不相同。[1]简而言之，我们可以把学生头脑中存在的与科学概念不一致的认识叫做“迷思概念”。建构主义认为，概念应是由学习者自主建构的，是一种基于学生已有知识和经验的对客观事物及其现象的解释，但很可能是不周全的。学生知识的局限性、日常经验的不科学性，决定了在理科学习中学生对一切知识点的理解都可能存在迷思概念。比如在初中化学教学中，学生对“溶液酸碱性”的理解就存在着一些迷思概念，笔者结合教学案例对这一问题进行了探讨研究。

二、问题分析

【案例一】某校第十单元“酸和碱”（初三化学人教版下学期）单元测试

在该单元试卷选择题中，有这样一个选项：Cu（OH）2是碱，能使紫色石蕊溶液变蓝。试卷分析发现，大约85%的同学认为该选项是正确的。

案例中， 学生对溶液酸碱性的理解存在误区，他们会习惯认为只要是酸和碱就能使指示剂变色，而忽略了酸碱性需在溶液中才能体现，即溶液中存在H+（酸性）或OH-（碱性）。 Cu（OH）2是碱，但其不溶于水且是弱电解质，无法形成碱性溶液，因此不能使紫色石蕊溶液变蓝。

新课程改革后，初中化学教材相对于老教材缺少了“电解质”“酸和碱的定义”等知识点，造成学生理解溶液的酸碱性比较困难。虽然新教材中也提到了“指示剂能跟酸或碱的溶液起作用而显示不同的颜色”，但篇幅过小，往往不会引起学生足够的重视。

【案例二】“酸碱盐”专题复习课（初三化学人教版下学期）教学片段。

课上教师提问：如何鉴别氯化钠溶液、稀盐酸和氢氧化钠溶液。 学生回答可用紫色石蕊溶液，若变红的是稀盐酸、变蓝的是氢氧化钠溶液、仍然是紫色的为氯化钠溶液。教师追问鉴别的原理，学生回答：因为这组溶液正好酸、碱、盐的溶液，呈酸性、碱性、中性。

这个案例中也存在认知误区，即学生误认为盐溶液呈中性。 学生学习完酸碱盐后，了解到酸溶液呈酸性、碱溶液呈碱性，定势思维会让学生得出盐溶液应呈中性。教师通常会补充介绍：Na2CO3的溶液呈碱性，能使无色酚酞变红，但Na2CO3的物质类别是盐。但这样又产生新的疑难，因为学生已知溶液呈碱性，是因为溶液中存在着OH-，Na2CO3溶液中怎么会有OH-呢？因此在初中化学的知识体系下，“盐溶液不一定呈中性”这一认知，是学生常见的迷思概念。

三、 解决策略

1. 实验对比，加深认识

【案例三】第十单元“常见的酸和碱”（初三化学人教版下学期）教学片段

教师演示：分别向石灰水和氢氧化钠溶液中滴加紫色石蕊和无色酚酞试剂，引导学生得出：紫色石蕊遇碱溶液变蓝，无色酚酞遇碱溶液变红。教师取少量氢氧化铜加入一定量水振荡，学生观察到氢氧化铜未溶解，再向其中滴加无色酚酞试剂，发现酚酞不变色。教师要学生思考这是为什么，学生回答：是因为氢氧化铜不溶于水，无法形成碱溶液。教师强调：指示剂需在酸碱的溶液中作用才能变色。

化学是一门以实验为基础的科学。实验不仅是研究化学的根本手段，也是学习化学的重要途径。教师要帮助学生破解“迷思概念”， 不妨多用实验来“说话”。清晰的实验现象、准确的实验数据、适时的引导分析，能起到释疑解惑、启迪思维、深化认知的作用，给学生以“醍醐灌顶，豁然开朗”之感。案例中教师在完成书本实验的同时，及时补充了“氢氧化铜与无色酚酞”的对比实验，帮助学生初步形成对“溶液酸碱性”的相对正确的认识，有利于学生在后续高中学习中随着“电解质”的引入建构科学完整的概念。

2. 实验引导，掌握本质

【案例四】第十单元“常见的酸和碱”（初三化学人教版下学期）教学片段

教师演示导电性实验，分别试验盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、蒸馏水、乙醇、食盐水、蔗糖溶液、固体食盐的导电性，讨论酸碱有相似化学性质的原因。

在溶液形成的学习中，学生已经能够认识到NaCl在溶液中以Na+和Cl-的形式存在于水分子之中，而蔗糖溶液中则存在蔗糖分子和水分子。通过导电性实验现象的观察，学生可以感知盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、食盐水都能导电，而水、乙醇、蔗糖溶液以及固体食盐都不导电。在此基础上可引导学生分析食盐水导电的原因是因为溶液中存在自由移动的Na+和Cl-，水、乙醇、蔗糖溶液中只存在分子，分子不是带电的粒子，因此水、乙醇、蔗糖溶液不导电，固体食盐虽然是由Na+和Cl-构成的，但不能自由移动，所以不导电。从而让学生很容易认识到酸和碱的溶液能够导电是因为在它们的溶液中都存在自由移动的阴阳离子，然后结合盐酸和氢氧化钠在水中解离的示意图， 学生就很容易理解不同的酸有一些相似的化学性质是因为溶液中含有相同的氢离子， 不同的碱有一些相似的化学性质是因为溶液中含有相同的氢氧根离子。

【案例五】第十单元“酸和碱之间会发生什么反应”（初三化学人教版下学期）教学片段

教师提出问题：NaOH和HCl有可能生成什么？

教師引导：氢氧化钠溶液中和盐酸溶液中溶质以什么形式存在？

学生：Na+、OH-，H+、Cl-。

教师提示：如果把阴阳离子重组会生成什么物质？

学生：NaCl和H2O。

教师提问：NaCl溶液呈中性， 如何根据溶液酸碱性的变化设计实验证明氢氧化钠和盐酸确实发生了反应？

实验探究：

实验用品：稀盐酸、氢氧化钠溶液、石蕊溶液、酚酞溶液

学生设计实验：

1. 向氢氧化钠溶液中加入酚酞试液，再滴加盐酸，观察颜色变化（还可将酚酞改为石蕊试液）。

2. 向盐酸溶液中加入石蕊试液，再滴加氢氧化钠溶液，观察颜色变化（还可将石蕊改为酚酞试液）。

学生动手实验，实验过程中教师要引导学生关注反应中的颜色变化，尤其要注意什么时候就是恰好完全反应。

教师评价总结：为何溶液的颜色会发生变化？能证明什么？

学生归纳：

1. 加了酚酞的氢氧化钠溶液会变红，是因为溶液中有OH-，红色褪去则证明OH-消失，所以能证明酸与碱发生了反应。

2. 加了石蕊的盐酸溶液会变红，是因为溶液中有H+， 溶液变色则证明H+消失， 所以能证明酸与碱发生了反应。

教师进行知识整合：总结氢氧化钠与盐酸发生中和反应生成盐和水，给出盐、中和反应的定义。并再次引导学生从微观角度观察反应中离子的变化情况。

学生：通过观察反应前后溶液中离子变化情况总结中和反应的实质：酸中的氢离子与碱中的氢氧根离子结合生成了水，同时酸中的酸根离子与碱中的金属离子结合成为盐。

案例中教师利用溶液导电性实验引导学生得出溶液酸碱性的本质：酸性是因为溶液中有氢离子；碱性是因为溶液中有氢氧根离子。之后再从微观角度去学习中和反应，有利于学生理解中和反应以及其中溶液酸碱性变化的实质。 如此由宏观现象归纳微观本质，再由微粒观迁移应用，解释宏观变化的学习过程，有助于学生新知的同化、内化，也是落实“宏观辨识与微观探析”这一化学核心素养的有效实践。

3. 循序渐进，构建概念

【案例六】第十单元和第十一单元（初三化学人教版下学期）若干教学片段

在“常见的酸和碱”的教学中，学生了解到NaOH能与CO2反应而生成Na2CO3，教师要学生思考如何检验NaOH溶液是否变质， 学生提出可加无色酚酞，若溶液不显红色，说明氢氧化钠已反应完，则已变质。但滴加酚酞后，溶液仍为红色。学生一脸迷惘，但教师未多加解释，只是要求学生课后继续思考该问题。

在“酸和碱之间发生什么反应”教学中，教材的“活动与探究”栏目要求“用pH试纸测定一些液体的pH”，教师补充碳酸钠溶液， 学生测出其溶液的pH大于7，呈碱性。教师要求学生反思：由此你得出什么结论？学生答：盐溶液不一定呈中性，也可以是碱性的。

在十一单元复习课上，教师让学生回忆碳酸钠的俗称，学生答为纯碱和苏打，教师问：碳酸钠俗称纯碱，该俗称从何缘起呢？学生充满好奇，教师向碳酸钠溶液滴加无色酚酞，介绍由于碳酸钠的溶液呈碱性，所以有了纯碱这一俗称，但注意其物质类别是盐。然后简要介绍盐类水解的知识， 指出CO32-在溶液中发生水解会生成OH-，所以溶液呈碱性。

案例中，教师采用了循序渐进的教学原则，三个教学片段中都涉及“Na2CO3溶液呈碱性”，看似重复，但过程中学生的认识却是逐步有表象深入到本质。片段一学生可知碳酸钠溶液能使无色酚酞变红，但由于盐的概念、溶液酸碱性的知识尚未学习，教师未做深入探讨；片段二通过测定碳酸钠溶液的pH，顺理成章提出其溶液呈碱性，帮助学生初步确立“盐溶液不一定呈中性”的观点；片段三由于学生已系统学习酸碱盐知识，此时再重提碳酸钠溶液呈碱性，则应帮助学生解决“碳酸钠的组成中没有OH-，但溶液为什么呈碱性”这一疑难。

4. 补充拓展，形成体系

初中化学是化学学科的启蒙阶段，相对而言，这一阶段的化学知识零散化、表象化，缺乏系统理论的支撑，容易让学生形成一些错误的概念和观点，可以说是“迷思概念”的“高发区”。因此教师在教学中应适当补充一些内容，帮助学生形成相对完整正确的知识体系。但知识的补充和延伸不能毫无边际，应遵循一定的原则。我认为至少要遵循以下三条原则：

（1）充分考虑学情，不增加学业负担。奥苏贝尔曾说：“如果我不得不把教育心理学所有内容简约成一条原理的话，我会说，影响学习的最重要因素是学生已知的内容。 了解这一点后，才能进行相应的教学。”因此补充内容要充分考虑学生已有的学业水平和认知能力。学生的学习基础较薄弱，以课程标准为纲，决不补充其他内容；学生的学习基础较扎实，适当扩展延伸，但新增内容一定要让学生理解，不能成为死记硬背的对象。

（2）有助于学生形成正确的化学观念和态度。中学化学基本观念包括物质观、元素观、微粒观、变化观、守恒观和能量观等等，化学基本观念是学习者最稳定的知识经验和认知结构，化学基本观念对后续的化学学习具有极强的迁移能力，能帮助学生理解化学知识，而不是机械记忆化学知识[2]。因此补充的内容必须有助于学生形成正确的化学观念。 如变化观，初中阶段学生接触的物质燃烧都有氧气参加，久而久之，学生会形成“燃烧一定需要氧气”的错误概念，此时教师可补充Mg在CO2中燃烧的实验。再如微粒观，除了介绍书上卢瑟福的原子结构理论外，教师也可介绍原子结构模型的演变历史和最新的研究成果，让学生了解化学学科不是停滞不前的，而是迅猛发展中，不能迷信前人的知识、理论，而应本着思辨批判的态度。

（3）有助于学生完善知识理论体系。 正如前面所言，初中化学知识体系是不严谨的，甚至有时会出现前后矛盾之处，这时应补充相应内容，以“自圆其说”。如案例中提到“碳酸钠溶液呈碱性”问题，“溶液呈碱性，是因为溶液中有OH-”就会与“碳酸钠的组成中没有OH-”相矛盾，这时教师应简要补充盐类水解的知识。

参考文献

[1] 周鹏.高中化学中迷思概念的研究——以物质结构和性质部分为例[D].南京师范大学，2008

[2] 畢华林，卢巍.化学基本观念的内涵及其教学价值[J].中学化学教学参考，2011（6）：4