[摘要]物理化学是化学学科的一门基础理论课，其课程公式多、抽象概念多、理论性强、系统性强、逻辑性强，在学习的过程中学生普遍存在畏难情绪，不利于知识系统化学习和掌握。本文基于以上特点，以概念形成策略进行离子独立移动定律的教学设计为例，引导学生去伪存真，把握事物的本质形成正确概念并且调动学生对物理化学的学习兴趣，不断探索和实践。

　　[关键词]物理化学;独立移动定律;概念形成策略;学习兴趣

　　物理化学是化学学科的一门基础理论课，课程内容主要包含化学热力学、电化学、化学动力学基础、界面现象和胶体分散系统四大部分。物理化学又被称为理论化学对所有化学课程具有指导作用，即化学之魂。物理化学课程具有“两多，三强”的特点，即公式多、抽象概念多、理论性强、系统性强、逻辑性强[1]。在教学过程中发现学生在学习的过程中普遍存在畏难、厌学的消极情绪，在心理上筑起了无形的不可逾越壁垒，极其不利于知识系统化学习和掌握[2]。如何将理论化学的知识内容以更加简洁、有效、科学的教学策略呈现在课堂?如何充分调动学生的个性参与使得学生对物理化学产生学习兴趣，是值得任课教师不断探索和实践的重要研究课题[3]。物理化学的学习核心是对基本概念和公式的理解和应用[4]。任何一个概念的形成和理论的建立，都是在大量科学实验的基础上，经过归纳、演绎、分析、综合而形成的。在学习的过程中要求学生既要接受相关的知识，更要掌握科学思维的方式和研究方法，只有这样才能牢固掌握基本概念，避免产生“差之毫厘，失之千里”的后果[5]。教学中怎样引导学生去伪存真，把握事物的本质是一个艰难的过程。根据物理化学理论知识的学习特点采用概念形成策略可以有效的提升课堂教学效果。概念形成策略作为一种有效的教学策略手段，可以使得学习者从大量的具体事例举证中进行分析比较、辨别、概括、从而把握同类事物的共同关键特征，进而理解基本概念和原理[6]。概念形成策略强调学生参与获取知识的过程，心理学研究表明：该策略在教学实践过程中学生在理论知识的学习过程中思维活动尤为活跃，将概念形成策略融入到物理化学教学中可以很好的激发学生学习兴趣，化被动为主动。本文以高等教育出版社《物理化学》第五版第八章第二课时“离子独立移动定律”为例，以概念形成策略作为教学策略进行了教学设计。

　　1教学主题内容

　　在讲解离子独立移动定律前学生已经学习了电导、电导率、摩尔电导率等基本概念，并探究了电导率、摩尔电导率与浓度的关系;已知强电解质的无限稀释摩尔电导率可以通过科尔劳乌施经验式获取，然而弱电解质的无限稀释摩尔电导率无法从经验式推出。基于此，离子独立移动定律的提出很好的解决了弱电解质极限摩尔电导率的求算，其为离子的摩尔电导率计算提出了理论依据;*后又从理论联系实际的视角介绍离子独立移动定律的一些应用。本节课教学重点是离子独立移动定律的概念形成;教学难点：离子独立移动定律的概念及解离平衡常数与溶解度的相关计算。

　　2教学目标

　　2.1知识目标

　　(1)掌握离子独立移动定律的概念及理解离子独立移动定律的本质。(2)学会解释离子独立移动定律的应用。

　　2.2能力目标

　　(1)通过让学生计算三对电解质中Cl-与NO3-、K+，Li+无限稀释摩尔电导率差值归纳离子独立移动定律的特点，总结出离子独立移动定律;(2)在离子独立移动定律概念及公式归纳总结过程中，培养学生逻辑性思考能力、系统性认识问题能力;(3)通过让学生学会运用离子独立移动定律计算弱电解质的解离度和解离常数环节培养学生理论联系实际解决实际问题能力。

　　2.3素质目标

　　(1)通过归纳总结离子独立移动定律的概念培养学生对该物理化学课程的学习兴趣;(2)将离子独立移动定律运用于实际过程中培养学生学习、求真、求实的优良品德和探索的科学创新精神。

　　3教学策略

　　学生在学习离子独立移动定律前已经具备了无机化学、有机化学、高等物理、高等数学等课程的知识基础，思维活跃、具有积极的学习态度。针对物理化学课程公式多、抽象概念多、理论性强、系统性强、逻辑性强的特点，本文根据物理化学理论知识的学习特点采用概念形成策略提升学生学习物理化学课程效果。概念形成策略是指学习者从大量的具体例证中，进行分析、概括、辨别、抽象等形式把握同类事物共同关键特征的学习策略。该学习策略强调学生主动参与知识的获得过程。概念性策略一般经历三个阶段：首先，获取大量相关的具体例证，对与要形成的化学概念获取感性认知;其次对例证进行分析、概括、辨别、抽象把握同类事物的关键共同特征，同时排除干扰信息，由感性认识上升到理性认识;*后对形成的结论与同学进行交流，在实践中应用并检验，在进一步的思维碰撞中逐步明确正确的观点，强化学生对化学概念的理解。本节课程内容主要是离子独立移动定律，概念形成性策略融入本节的教学环境中，对解决本节课重、难点教学有着很好的促进作用，同[收稿日期]2020-07-31时也帮助学生在概念的形成中由感性认识升华到理性认识，在反复论证讨论中越辩越明强化物理化学概念的理解。

　　4教学过程

　　为了解决弱电解质溶液的无限稀释摩尔电导率如何计算问题，本节引入离子独立移动定律概念。通过相关例证计算Cl-与NO3-、K+，Li+无限稀释摩尔电导率差值形成感性认识阶段，在总结、归纳概念的过程中进一步抽象概括将感性认识上升到理性认识，推导1-1价电解质及不同电解质离子独立移动定律一般式并通过计算乙酸无限稀释摩尔电导率进行比较验证离子独立移动定律。运用离子独立移动定律计算弱电解质的解离度和解离常数，在离子独立移动定律应用过程中加深对概念的理解。引入：德国科学家Kohlrausch根据大量实验发现，对于强电解质随着浓度下降，Λm升高，通常当浓度降至0.001mol·L-1以下时，与浓度(C)之间呈线性关系[7]。总结的经验式为：;β是与电解质性质有关的常数，将Λm~C直线外推至C趋向0，即可得到无限稀释摩尔电导率。对于弱电解质醋酸，随着浓度下降至0.005mol·L-1，Λm也缓慢升高，但变化不大;当溶液很稀时，Λm与C不呈线性关系;等溶液稀到一定程度Λm迅速升高，Λm与C仍不呈线性关系;因此弱电解质的无限稀释摩尔电导率不能用外推法得到。从实验无法直接求算弱电解质的无限稀释摩尔电导率，该问题该如何解决呢?提出问题，在问题的驱动下，引导学生积极思考并提出假设。阶段一：给出HCl与HNO3，KCl与KNO3，LiCl与LiNO3(正离子为H+，K+，Li+)无限稀释摩尔电导率;KCl与LiCl，KClO4与LiClO4，KNO3与LiNO3(负离子为Cl-，ClO4-，NO3-)无限稀释摩尔电导率;让学生分别计算三对电解质中Cl-与NO3-、K+，Li+无限稀释摩尔电导率差值。电解质的无限稀释摩尔电导率数据如表1所示。阶段二：经逻辑推理得出离子独立移动定律概念。对例证计算的数据结果进行归纳，辨别、比较获取共同特征，上述具有相同负离子或者相同正离子六对电解质溶液的无限稀释摩尔电导率计算结果表明：Cl-与NO3-;K+，Li+的无限稀释摩尔电导率的差值相等，与溶液中的正离子或者负离子本性无关。无论水溶液还是非水溶液都发现了相同规律。科学家Kohlrausch根据大量实验数据得出规律：在无限稀释溶液中，每一种离子不受其它离子影响独立移动，每一种离子对无限稀释的摩尔电导率有恒定的贡献[7]。电解质的无限稀释摩尔电导率可由正、负离子无限稀释摩尔电导率加和求得。以1-1价电解质为例，将离子独立移动定律以公式形式归纳。板书如下：对于不同的电解质离子独立移动定律一般式板书如下：无论是强电解质还是弱电解质都有以上关系式。通过上述定律可利用强电解质的无限稀释摩尔电导率计算弱电解质无限稀释摩尔电导率，以HCl，NaCl与NaAc的无限稀释摩尔电导率为例分组交流计算弱电解质HAc的无限稀释摩尔电导率，将计算结果与查表数据进行比较验证离子独立移动定律。=0.039072S·m2·mol-1以1-1价电解质HAc为例依表2计算其无限稀释摩尔电导率，反向验证离子独立移动定律，明确离子独立移动定律的实质。无限稀释溶液，每一种离子不受其它离子影响而独立移动，对电解质的无限稀释摩尔电导率有恒定的贡献，即为电解质溶液无限稀释摩尔电导率为阴、阳离子无限稀释摩尔电导率之和。阶段三：运用离子独立移动定律计算弱电解质的解离度和解离常数，对AB型(1-1价型)弱电解质，例如：乙酸，在溶液中电离达到平衡时，其电离平衡常数Kc与浓度C和电离度的关系推导如下：由此可知，测定不同浓度下乙酸溶液的摩尔电导率Λm，以ΛmC对作图，可由直线斜率计算KC值。通过师生讨论、交流过程中掌握离子独立移动定律应用条件。学生分组设计实验方案测定醋酸解离度和解离常数并完成相应计算，在应用和实践的过程中进一步加深离子独立移动定律概念的理解。

　　5教学反思

　　本节课将概念形成策略融合到物理化学教学过程中，调动(学生学习物理化学的兴趣，通过计算三对电解质中Cl-与NO3-、K+与Li+无限稀释摩尔电导率差值、及分组交流计算弱电解质HAc的无限稀释摩尔电导率逐步落实概念形成策略，将其融入到物理化学教学中。在将离子独立移动定律结合实际应用时，将理论知识融入实际，重视知识的实践应用，从而进一步强化离子独立移动定律概念。(1)借助计算三对电解质中Cl-与NO3-、K+与Li+无限稀释摩尔电导率差值、及分组交流计算弱电解质HAc的无限稀释摩尔电导率给出足够例证获取感性认识，通过大量例证让学生类比归纳，分析、辨别，对特征信息进行抽象和概括形成离子独立移动定律的概念，引导学生去伪存真将感性认识提升到理性认识。(2)通过师生讨论、交流过程中掌握离子独立移动定律应用条件。在应用和实践的过程中进一步加深离子独立移动定律的理解，培养学生科学探究精神，在解决实际问题的过程中重视知识的应用。(3)概念形成策略教育融入物理化学有利于培养学生科学素养。概念形成策略将教育融入物理化学教学过程后着重强调学生主动参与知识的获取过程，将感性认识上升到理性认识，更加重视知识的在实际中的应用。在理论知识的学习过程中培养归纳，辨别、比较获取共同特征的能力。(4)概念形成策略教育融入物理化学有利于提升教学效果。概念形成策略教育融入物理化学课堂激发学生自身学习兴趣，同时将理论知识与实际紧密联系增强物理化学课程学习的实践性。

　　参考文献

　　[1]朱霄，冯媛媛，齐伟.STSE理念在物理化学课堂及实验教学中的渗透与应用[J].化学教育，2017，38(14)：23-27.

　　[2]冯辉，尹艳凤，吴江丽，等.关于《物理化学》教学中公式推导的思考[J].广州化工，2019，47(15)：157-168.

　　[3]张帆，王明艳，张东恩，等.《物理化学》课程在教学过程中的几点思考[J].科技风，2020(07)：78.

　　[4]李喜兰.新课程形式下物理化学教学中的几点思考[J].广州化工，2020，48(7)：160-161.

　　[5]张树芹.多层次物理化学教学模式的探索与实践[J].山东化工，2018，47(4)：105-106.

　　[6]刘知新.化学教学论[M].北京：高等教育出版社，2009.

　　[7]傅献彩，沈文霞，姚天杨，等.物理化学[M].北京：高等教育出版社，2006.

　　作者：蔡燕军 谷晓凤 粟智 单位：新疆师范大学化学化工学院

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