层层递进谈守恒，循循善诱成素养

徐嘉慧

摘要：本文以人教版新教材下《水溶液中的守恒关系》一课为例，从学生已有认知体系出发，紧抓“分步”、“微弱”、“守恒”等关键词，设计一系列递进式问题情境，发挥学生主体地位，调动学生思维积极性，让学生从问题中思考，在问题中学习，在思维的碰撞中形成守恒观，强化变化观，逐步引导学生在学习中形成良好的化学核心素养。

关键词：守恒关系;核心素养;新教材;新课标

1 文献分析

1.1 化学核心素养的内涵与分析

在化学核心素养中，素养1“宏观辨识与微观探析”着眼于化学世界的“是什么”与“为什么”，要求学生建立物质多样性的意识。强调从微观角度对物质进行一系列分析，并能在微观与宏观之间进行科学转化，建立“结构”与“性质”之间的联系。素养2“变化观念与平衡思想”强调多角度分析化学反应，要求学生树立“变”与“定”辩证统一的意识。理解并运用“质量守恒”、“能量守恒”、“电荷守恒”等定律0。素养3“证据推理与模型认知”要求学生具有证据意识，通过分析推理建立认知模型，并能以此解释现象，揭示规律。0

1.2 对关于“电解质溶液中守恒关系”教学案例的文献分析

前人对水溶液中守恒关系教学设计的探讨主要体现在抓住分析的思路关键和解题方法的归纳总结。如庞红梅老师提出的“加和法”可快速解决单一溶质或者两种溶质等量（或不等量）混合的溶液里出现的“质子守恒”问题。而这个守恒其实是建立在学生已经熟练理解和掌握“电荷守恒”与“元素质量守恒”的基础上，利用数学方法把两等式进行组装即可得到。这些教学内容呈现的合适时间节点通常出现在高二完成反应原理新授课之后，或是高三一轮复习过程中，又或者是在统考前的小专题复习强化过程内。而把“电荷守恒”与“元素质量守恒”作为新授课内容，与新教材把这两个守恒关系显性化处理紧密挂钩，让学生能在学习过程中强化分类观、微粒观、变化观和守恒观，是笔者本文重点呈现的内容。

下面以新教材下《盐类水解》一节中“水溶液中的守恒关系”新授课的教学设计片段与实施为例，探讨在新课标的指导下，如何于教学过程中提升学生的化学核心素养。

2 教材分析

在旧教材中，人教版、苏教版及鲁科版等几个版本内均没有将电解质溶液中的“电荷守恒”与“物料守恒”明确地编入呈现。而溶液中的粒子守恒关系及其相关的粒子浓度大小比较又是历年来高考中考查学生化学基本理论知识方面的重点和热点。新教材对溶液中粒子的守恒关系进行了显性呈现和表述修正。在《化学选择性必修1》第72页的<方法引导>中，教材明确指出“电解质溶液中阳离子所带的电荷总数与阴离子所带的电荷总数相等，即电荷守恒，溶液呈电中性。”就某离子所含的某种元素而言，“其质量在变化前后是守恒的，即元素质量守恒。”0并以Na2CO3溶液为例，简洁明了地分析并呈现了该溶液中的电荷守恒及元素质量守恒等式。

3 教学过程片段摘录及分析

<教学环节一>  新课开始前——巧设问题情景，消除恐惧心理

【问题引入】：进入本课内容之前先请同学们思考回答几个简单的问题：1L含1mol Na2SO4的水溶液中存在哪些微粒？

【生答，师副板书】：Na+、SO42-、H+、OH-

【问题引导】：你会如何对这4种离子进行分类？

【生答】：可分为阴离子和阳离子两类！（争相回答，表示简单）

【分析】：溶液呈电中性，所以阳离子的电荷总量=阴离子的电荷总量

【板书】：n（Na+）+ n（H+）= 2n（SO42-）+ n（OH-）

【分析】：又因为离子所处溶液体积相同，则上述等式可改写为：c（Na+）+ c（H+）= 2c（SO42-）+ c（OH-）

【问题引导】：同学们能否算出这1L含1mol Na2SO4的水溶液中Na+和SO42-的物质的量分别为多少呢？

【生A】：分别是2mol和1mol！（熟知的问题，反应迅速）

【师答】：很好！我们可以把两者的量用比例式表达出来，就像这样：

【板书】：n（Na+）：n（SO42-） = 2：1，则n（Na+）= 2n（SO42-），同一体积的溶液中就有了c（Na+）= 2c（SO42-）

【总结】：像这样的等量关系也普遍存在于其它的电解质溶液中，通常把它们称为“水溶液中的守恒关系”

【设计意图及效果】：

教师从学生的最近发展区0入手，用主体熟悉的情境和问题引入，成功消除学生对理论性知识新授课的恐惧心理。巧妙运用分类观念切入设问，突破学生思维障碍，自然点明中心内容，为紧接着的概念引出及诠释降低理解难度。

<教学环节二>  明确“电荷守恒”和“元素质量守恒”概念后——强化平衡思想，助成核心素养

【问题引导】：Na2CO3固体溶于水中的第一行为是......？

【生B】：碳酸根水解？

【生C】：不是的，碳酸钠是强电解质，它首先会完全电离！

【师点评】：C同学回答正确。我们可以轻易写出碳酸钠得电离方程式

【副板书】：Na2CO3 = 2Na++ CO32-

【分析引导】：碳酸钠在完全电离后某些微粒的可逆行为决定着溶液中存在的粒子种类与浓度，也会体现在“电荷守恒”和“元素质量守恒”等式中。下面請同学们分组讨论，群策群力，完成学案中[问题组2]的（2）至（4）小题。

【投影】（学生代表分别把小组答案的（2）、（3）、（4）小题答案板书，教师参与讨论、批改）

【师分析总结】：溶液中CO32-的第一步水解是微弱的，第二步水解在第一步的抑制下更弱;此外，溶液中还存在水的电离平衡。

【设计意图及效果】：

创设递进式问题情境，让学生运用刚学完的盐类水解知识，结合水的电离平衡知识，明确决定溶液中微粒种类和影响微粒浓度大小的主要平衡体系。教师指出由微弱水解产生的HCO32-和H2CO3太少，这里可以忽略它们的后续行为，帮助学生把问题简化，避免误入思考的死循环。

4 教学反思

在课后的访谈中，学生反馈学习感受良好，普遍认为在本课中对溶液中的守恒关系有了较深刻的认识，部分学生还能较详细地说出如NH4Cl、CH3COONa等溶液的守恒关系和粒子浓度大小关系。但对于综合性较强的题目情境，需要学生树立并能善用守恒思想，熟练掌握图像数据处理技巧，并把攫取的有用信息进行准确处理。学生这种素养和技能的强化，还需要老师在后续的教学中，对同类型专题继续进行设计和斟酌。

参考文献：

[1]蒋曼云.促进高中生“变化观念与平衡思想”发展的化学教学实践研究[D].昆明：云南师范大学，2020：17

[2]普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）中华人民共和国教育部制定[M] .北京：人民教育出版社：4

[3]普通高中教科书 化学 选择性必修1 化学反应原理[M].北京：人民教育出版社，2019：72

[4]欧阳学浩，申少华等. 化学“守恒思想”促进高中生思维水平的探讨[J].山东化工，2018，47（ 04） ：127