陸郁
化學(xué)平衡屬于高中化學(xué)知識體系中的關(guān)鍵構(gòu)成部分,包括氧化還原平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡、酸堿平衡等.學(xué)習(xí)進(jìn)階是學(xué)生在各個(gè)階段學(xué)習(xí)同一主題內(nèi)容時(shí)所遵循的典型、連貫的學(xué)習(xí)路徑.高中化學(xué)教師在講授化學(xué)平衡知識時(shí),可指導(dǎo)學(xué)生圍繞具體平衡構(gòu)建相應(yīng)的學(xué)習(xí)進(jìn)階框架,幫助他們突破這些重難點(diǎn)內(nèi)容.
一、系統(tǒng)分析教材內(nèi)容,形成完善的知識體系
化學(xué)平衡指的是在宏觀條件一定的可逆反應(yīng)中,化學(xué)反應(yīng)正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)物和生成物各組分濃度不再改變的狀態(tài).高中生在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡知識時(shí),學(xué)習(xí)進(jìn)階是分階段持續(xù)進(jìn)行的,教師應(yīng)系統(tǒng)地分析整體教材內(nèi)容,有機(jī)整合多個(gè)學(xué)段,突出教學(xué)設(shè)計(jì)的層次性與整體性,把握好教學(xué)序列.
例如,在實(shí)施“化學(xué)反應(yīng)的速率和限度”教學(xué)時(shí),教師先運(yùn)用多媒體設(shè)備呈現(xiàn)一組生活現(xiàn)象,包括鐵生銹、爆炸、溶洞、牛奶變質(zhì)等,讓學(xué)生討論這些現(xiàn)象形成所需時(shí)間的快慢,使他們了解到即將學(xué)習(xí)的知識與化學(xué)反應(yīng)速率有關(guān).接著,教師提問:這些反應(yīng)的發(fā)生經(jīng)歷的時(shí)間一樣嗎?學(xué)生回答:炸藥爆炸是瞬間完成的,牛奶變質(zhì)需幾個(gè)小時(shí),金屬銹蝕要更長一點(diǎn)的時(shí)間,溶洞的形成則需成百上千年,甚至是萬年.隨后組織學(xué)生思考:如何定量地判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的快慢?學(xué)生經(jīng)過討論和交流,就可得出一般用反應(yīng)物單位時(shí)間里減少的量或生成物單位時(shí)間增加的量來表示,由于反應(yīng)都在一定體積的溶液中進(jìn)行,通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示.
這樣教師根據(jù)教材內(nèi)容引發(fā)學(xué)生對之前所學(xué)知識的回憶,為新授內(nèi)容作鋪墊,就可使其認(rèn)識到不同化學(xué)反應(yīng)速率不同,知道反應(yīng)的快慢受濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等條件的影響.
二、關(guān)注化學(xué)概念形成,科學(xué)優(yōu)化教學(xué)過程
在高中化學(xué)課程教學(xué)中,針對化學(xué)平衡部分的教學(xué),為指導(dǎo)學(xué)生基于學(xué)習(xí)進(jìn)階視角展開學(xué)習(xí),教師應(yīng)認(rèn)真分析實(shí)際學(xué)情,以及教材內(nèi)容所處的具體位置,明確學(xué)生固有的知識基礎(chǔ)與期望達(dá)到的理解水平,使其構(gòu)建化學(xué)平衡核心概念進(jìn)階框架.高中化學(xué)教師還需根據(jù)教學(xué)內(nèi)容所處的層級水平及性質(zhì),制定合理的學(xué)習(xí)任務(wù),從學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)出發(fā),根據(jù)他們的學(xué)習(xí)進(jìn)階科學(xué)優(yōu)化教學(xué)過程,使其以舊知為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)新知,逐步理解新的化學(xué)平衡概念.
例如,學(xué)習(xí)“化學(xué)平衡常數(shù)”過程中,從整體化學(xué)平衡學(xué)習(xí)進(jìn)階來看該知識占據(jù)著承上啟下的地位,既能夠從定量視角拓展學(xué)生對化學(xué)平衡的認(rèn)識,對溶度積常數(shù)、電離常數(shù)等知識的學(xué)習(xí)也具有一定的指導(dǎo)作用.此時(shí),教師可以先帶領(lǐng)學(xué)生回憶學(xué)過的知識:能夠用哪些量來描述一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)?其中包括密度保持不變、各組分濃度保持不變、v正=v逆等,他們可以運(yùn)用半定量的方式來描述化學(xué)平衡狀態(tài).由于半定量描述難以對同一反應(yīng)可能出現(xiàn)的多種平衡狀態(tài)構(gòu)建合理關(guān)聯(lián),將會(huì)引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知矛盾,這就要求教師引領(lǐng)學(xué)生結(jié)合數(shù)據(jù)自主研究化學(xué)平衡的規(guī)律,推出平衡常數(shù)的表達(dá)式,且從數(shù)據(jù)中直觀地認(rèn)識K的特征,結(jié)合K與Q的關(guān)系體會(huì)平衡.
上述案例,教師關(guān)注學(xué)生化學(xué)概念的形成情況,運(yùn)用科學(xué)合理的教學(xué)過程,將定量與定性有機(jī)整合,引導(dǎo)他們基于定量視角重新認(rèn)識勒夏特列原理,有助于學(xué)生對化學(xué)平衡概念的理解.
三、增強(qiáng)知識之間的聯(lián)系,構(gòu)建有效認(rèn)知模型
針對高中化學(xué)教學(xué)而言,從學(xué)習(xí)進(jìn)階視角審視化學(xué)平衡,學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)各個(gè)主題涉及的知識內(nèi)容較多,難度也較高,而且化學(xué)平衡也是高考化學(xué)中的必考知識,因此高中生在日常學(xué)習(xí)中要給予高度重視,建構(gòu)完善的學(xué)習(xí)進(jìn)階框架.
在“離子反應(yīng)”教學(xué)中,教師先演示實(shí)驗(yàn):向盛有2mL硫酸鈉溶液的試管中加入2mL稀氯化鉀溶液,讓學(xué)生觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生.他們發(fā)現(xiàn)沒有明顯現(xiàn)象,思考原因,為后續(xù)研究復(fù)分解型離子反應(yīng)的發(fā)生條件作鋪墊,成為學(xué)習(xí)進(jìn)階的發(fā)起點(diǎn).接著,教師操作實(shí)驗(yàn),同樣將氯化鋇溶液加入到硫酸鈉溶液中,學(xué)生可看到會(huì)產(chǎn)生白色沉淀,原因是硫酸鈉與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇與氯化鈉.然后是硫酸銅溶液和氫氧化鈉溶液,他們能觀察到產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,原因是硫酸銅與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化銅與硫酸鈉.隨后向盛有2mL氫氧化鈉的試管里滴入幾滴酚酞溶液,再慢慢滴入稀鹽酸,直至溶液恰好變色為止,讓學(xué)生繼續(xù)探索.
如此,教師圍繞離子反應(yīng)操作一系列實(shí)驗(yàn),逐層深入,增強(qiáng)聯(lián)系,讓學(xué)生明白電解質(zhì)溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是離子間的反應(yīng),使他們進(jìn)一步認(rèn)識化學(xué)平衡,感受化學(xué)世界的奇妙與和諧.
總之,高中生在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡知識過程中,離不開學(xué)習(xí)進(jìn)階的輔助和支持,教師應(yīng)根據(jù)他們的認(rèn)知水平,靈活調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,制定教學(xué)規(guī)劃并設(shè)計(jì)教學(xué)方案,指導(dǎo)學(xué)生圍繞化學(xué)平衡構(gòu)建學(xué)習(xí)進(jìn)階,體現(xiàn)他們在不同階段所達(dá)到的知識水平.