化學(xué)平衡是中學(xué)三個(gè)平衡體系(化學(xué)平衡、溶解平衡、電離平衡)之首,是中學(xué)化學(xué)重要的基礎(chǔ)理論之一,對(duì)研究可逆反應(yīng)的規(guī)律,選擇化學(xué)反應(yīng)的適宜條件和學(xué)習(xí)中學(xué)化學(xué)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(xué)平衡知識(shí)本身比較抽象、綜合,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力要求較高,加上近幾年來高考題型不斷變化,其教學(xué)的難度進(jìn)一步加大,相當(dāng)多的學(xué)生在解化學(xué)平衡題時(shí)存在著思維障礙。因此,教師改進(jìn)教學(xué)方法,以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用化學(xué)平衡知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,提高學(xué)生的思維能力。
一、學(xué)習(xí)化學(xué)平衡對(duì)學(xué)生思維能力的要求
學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的核心是思維活動(dòng),學(xué)生的學(xué)習(xí)能力主要是取決于學(xué)生學(xué)習(xí)過程的思維品質(zhì)。
學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)要有適應(yīng)化學(xué)學(xué)科的思維方式。就學(xué)習(xí)化學(xué)平衡知識(shí)和技能而言,至少應(yīng)用到如下幾種思維方式:①嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S;②靈活敏捷的直覺思維;③對(duì)化學(xué)用語的敏感性,能夠直接進(jìn)行符號(hào)思維;④富于靈感和頓悟;⑤不僅有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼蛩季S,而且善于進(jìn)行逆向思維;⑥能夠選有關(guān)信息進(jìn)行收斂思維;⑦能夠進(jìn)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(xí)慣和固定的思維模式,善于打破思維定勢(shì),進(jìn)行非常規(guī)思維。
要提高學(xué)生解決化學(xué)平衡問題的能力,教師就要在化學(xué)平衡教學(xué)和復(fù)習(xí)過程中以培養(yǎng)學(xué)生的思維方法為核心,通過對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡有關(guān)知識(shí)的探索、應(yīng)用,不斷提高學(xué)生的思維品質(zhì)。
二、培養(yǎng)學(xué)生解化學(xué)平衡題的思維方法
1.深刻性的思維方法
(1)在日常教學(xué)中,要加強(qiáng)啟發(fā)式和探索式教學(xué)。要讓學(xué)生熟悉知識(shí)的產(chǎn)生過程,培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性。
(2)課堂例題,練習(xí)題的設(shè)計(jì)要有層決性和足夠的思維容量。
(3)要善于進(jìn)行變式訓(xùn)練,使學(xué)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(xùn)練。
例1:在一密閉容器中,反應(yīng)a(A)g bB(g)達(dá)到平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí),B的濃度是原來的60%,則()。
A.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)了 B.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減少了
C.物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了D.a>b
解析:化學(xué)反應(yīng)aA(g)bB(g),達(dá)到平衡后,保持溫度不變,將容器體積擴(kuò)大一倍,如不考慮化學(xué)平衡移動(dòng),各種物質(zhì)的濃度將變?yōu)樵胶獾囊话搿R阎晌顱的濃度是原來平衡的60%,說明平衡向正反應(yīng)方向發(fā)生移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率升高,化學(xué)計(jì)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?jǐn)?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(xué)科知識(shí)的邏輯關(guān)系進(jìn)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(dá)結(jié)論,是邏輯思維在化學(xué)解題中的主要表現(xiàn)形式。
(1)對(duì)于有關(guān)化學(xué)平衡移動(dòng)的圖像題、計(jì)算題,要先分析題目的特點(diǎn)(是放熱還是吸熱反應(yīng),氣體體積增大的反應(yīng)還是氣體體積縮小的反應(yīng)等),再分析圖像所表達(dá)的各個(gè)量之間的關(guān)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(xué)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(yīng)用自如。
3.收斂思維方法
收斂思維是針對(duì)發(fā)散思維而言的。在化學(xué)平衡一章有一類比較反應(yīng)速率、某物質(zhì)的平衡濃度或轉(zhuǎn)化率的題目。
例3:反應(yīng)A+3B?葑2C+2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為()。
該反應(yīng)進(jìn)行最快的是:
解析:選D。比較反應(yīng)速率大小時(shí),不僅要看反應(yīng)速率數(shù)值的大小,還要結(jié)合化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)的大小進(jìn)行比較(有時(shí)還要考慮速率的單位)。正確的思路是按題設(shè)要求選一個(gè)選項(xiàng)為基準(zhǔn),其他選項(xiàng)與之比較,從而得到正確的答案。
這類題主要培養(yǎng)學(xué)生的收斂思維能力。從收斂思維的特點(diǎn)看,它是沿著一個(gè)方向?qū)ふ覇栴}的正確答案,或?qū)⒂嘘P(guān)信息的共同點(diǎn)聚焦,從而找到問題的正確答案,它強(qiáng)調(diào)思維活動(dòng)中記憶的作用和歸納的方法。在日常教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的收斂思維和發(fā)散思維同等重要。教師在教學(xué)過程中應(yīng)善于挖掘收斂思維資源,不失時(shí)機(jī)地加以訓(xùn)練。
4.聯(lián)想思維方法
教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生合理構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),培養(yǎng)學(xué)生的審題能力,使其全面揣摩題設(shè)條件和選項(xiàng)的設(shè)置意圖,通過訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想思維的學(xué)習(xí)方法。
5.創(chuàng)造性思維方法
在化學(xué)平衡中,等效平衡概念的建立和等效平衡原理的應(yīng)用是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一。筆者認(rèn)為原因有以下幾點(diǎn):①等效平衡的概念比較抽象;②對(duì)等效平衡的分類理解記憶不深刻;③對(duì)將題設(shè)條件轉(zhuǎn)化成與原平衡條件相當(dāng)?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(xué)生的創(chuàng)造性思維能力,教師不妨從以下幾點(diǎn)著手:①在課堂教學(xué)中多設(shè)計(jì)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(xué)生能夠解決這些問題。②要經(jīng)常表揚(yáng)那些在創(chuàng)造性思維訓(xùn)練中取點(diǎn)滴進(jìn)步的學(xué)生,同時(shí)鼓勵(lì)更多的學(xué)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(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維,逆向思維和創(chuàng)造性思維。
總之,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,優(yōu)化思維品質(zhì)是教師教學(xué)的核心工作,教師需要從教學(xué)的各個(gè)方面抓起,并做到持之以恒。在基礎(chǔ)年級(jí)應(yīng)全面做好學(xué)生學(xué)習(xí)方法、習(xí)慣和各種思維品質(zhì)的培養(yǎng),夯實(shí)思維能力的基礎(chǔ)。在備考復(fù)習(xí)階段要按照高考“考試說明”對(duì)考生思維能力的具體要求進(jìn)行訓(xùn)練,使學(xué)生的思維能力升華,并帶動(dòng)其他各種能力和綜合素質(zhì)的全面提高。