化學平衡是中學三個平衡體系(化學平衡、溶解平衡、電離平衡)之首,是中學化學重要的基礎理論之一,對研究可逆反應的規(guī)律,選擇化學反應的適宜條件和學習中學化學的其他內(nèi)容有著重要的意義,也是歷年高考的必考內(nèi)容。但是,由于化學平衡知識本身比較抽象、綜合,對學生的學習能力要求較高,加上近幾年來高考題型不斷變化,其教學的難度進一步加大,相當多的學生在解化學平衡題時存在著思維障礙。因此,教師改進教學方法,以培養(yǎng)學生應用化學平衡知識解決實際問題的能力,提高學生的思維能力。
一、學習化學平衡對學生思維能力的要求
學生學習活動的核心是思維活動,學生的學習能力主要是取決于學生學習過程的思維品質(zhì)。
學生學習化學要有適應化學學科的思維方式。就學習化學平衡知識和技能而言,至少應用到如下幾種思維方式:①嚴謹?shù)倪壿嬎季S;②靈活敏捷的直覺思維;③對化學用語的敏感性,能夠直接進行符號思維;④富于靈感和頓悟;⑤不僅有嚴謹?shù)恼蛩季S,而且善于進行逆向思維;⑥能夠選有關信息進行收斂思維;⑦能夠進行有創(chuàng)造性的思維,創(chuàng)造性地提出問題及解決問題的方法和途徑;⑧不拘泥于通常的思維習慣和固定的思維模式,善于打破思維定勢,進行非常規(guī)思維。
要提高學生解決化學平衡問題的能力,教師就要在化學平衡教學和復習過程中以培養(yǎng)學生的思維方法為核心,通過對化學反應速率和化學平衡有關知識的探索、應用,不斷提高學生的思維品質(zhì)。
二、培養(yǎng)學生解化學平衡題的思維方法
1.深刻性的思維方法
(1)在日常教學中,要加強啟發(fā)式和探索式教學。要讓學生熟悉知識的產(chǎn)生過程,培養(yǎng)學生思維的深刻性。
(2)課堂例題,練習題的設計要有層決性和足夠的思維容量。
(3)要善于進行變式訓練,使學生的正向思維、逆向思維、定性分析和定量分析能力得到充分訓練。
例1:在一密閉容器中,反應a(A)g bB(g)達到平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,當達到新的平衡時,B的濃度是原來的60%,則()。
A.平衡向正反應方向移動了 B.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減少了
C.物質(zhì)B的質(zhì)量分數(shù)增加了D.a>b
解析:化學反應aA(g)bB(g),達到平衡后,保持溫度不變,將容器體積擴大一倍,如不考慮化學平衡移動,各種物質(zhì)的濃度將變?yōu)樵胶獾囊话?。已知生成物B的濃度是原來平衡的60%,說明平衡向正反應方向發(fā)生移動,A的轉(zhuǎn)化率升高,化學計量數(shù)b>a,由于B的物質(zhì)的量增加,B的質(zhì)量增加,因此物質(zhì)B的質(zhì)量分數(shù)必然增大。綜上所述,可得出答案為A、C。
2.邏輯思維方法
根據(jù)學科知識的邏輯關系進行解題思路,按一定步驟完成解題過程,并完整、規(guī)范地表達結(jié)論,是邏輯思維在化學解題中的主要表現(xiàn)形式。
(1)對于有關化學平衡移動的圖像題、計算題,要先分析題目的特點(是放熱還是吸熱反應,氣體體積增大的反應還是氣體體積縮小的反應等),再分析圖像所表達的各個量之間的關系,最后借助“先拐先平”和等壓、等溫條件下的“定一議二”等推理方法得出結(jié)論。
(2)學生模仿并掌握各類題的解題思維方法,然后通過題形變換,能舉一反三,應用自如。
3.收斂思維方法
收斂思維是針對發(fā)散思維而言的。在化學平衡一章有一類比較反應速率、某物質(zhì)的平衡濃度或轉(zhuǎn)化率的題目。
例3:反應A+3B?葑2C+2D在四種不同情況下的反應速率分別為()。
該反應進行最快的是:
解析:選D。比較反應速率大小時,不僅要看反應速率數(shù)值的大小,還要結(jié)合化學方程式中物質(zhì)的化學計量數(shù)的大小進行比較(有時還要考慮速率的單位)。正確的思路是按題設要求選一個選項為基準,其他選項與之比較,從而得到正確的答案。
這類題主要培養(yǎng)學生的收斂思維能力。從收斂思維的特點看,它是沿著一個方向?qū)ふ覇栴}的正確答案,或?qū)⒂嘘P信息的共同點聚焦,從而找到問題的正確答案,它強調(diào)思維活動中記憶的作用和歸納的方法。在日常教學中,培養(yǎng)學生的收斂思維和發(fā)散思維同等重要。教師在教學過程中應善于挖掘收斂思維資源,不失時機地加以訓練。
4.聯(lián)想思維方法
教師應指導學生合理構(gòu)建知識網(wǎng)絡,培養(yǎng)學生的審題能力,使其全面揣摩題設條件和選項的設置意圖,通過訓練培養(yǎng)學生聯(lián)想思維的學習方法。
5.創(chuàng)造性思維方法
在化學平衡中,等效平衡概念的建立和等效平衡原理的應用是學生學習的難點之一。筆者認為原因有以下幾點:①等效平衡的概念比較抽象;②對等效平衡的分類理解記憶不深刻;③對將題設條件轉(zhuǎn)化成與原平衡條件相當?shù)牡刃l件的方法掌握不夠;④不能創(chuàng)造性地建立解題模型。
培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力,教師不妨從以下幾點著手:①在課堂教學中多設計有梯度的問題組,每組最后要有一定趣味性和挑戰(zhàn)性,并逐步使越來越多的學生能夠解決這些問題。②要經(jīng)常表揚那些在創(chuàng)造性思維訓練中取點滴進步的學生,同時鼓勵更多的學生敢于挑戰(zhàn)抽象性題目。③通過一題多解、一題多變等方式訓練學生的發(fā)散思維,逆向思維和創(chuàng)造性思維。
總之,培養(yǎng)學生的思維能力,優(yōu)化思維品質(zhì)是教師教學的核心工作,教師需要從教學的各個方面抓起,并做到持之以恒。在基礎年級應全面做好學生學習方法、習慣和各種思維品質(zhì)的培養(yǎng),夯實思維能力的基礎。在備考復習階段要按照高考“考試說明”對考生思維能力的具體要求進行訓練,使學生的思維能力升華,并帶動其他各種能力和綜合素質(zhì)的全面提高。