從人教版新舊教材對比談等效平衡教學

王新文

（南京市天印高級中學 江蘇 南京 211000）

一、問題的提出

1．對比與思考

等效平衡不僅是化學平衡中的一個概念，更是比較轉(zhuǎn)化率大小或平衡體系中物理量大小常用的一種思維分析方式。它對促進學生抽象建模能力和理解化學平衡體系涵義極其重要，但人教版新舊教材對該內(nèi)容的處理各不相同。

教材版本描述對象新教材（普通高中課程標準實驗教科書化學）選修4：化學反應原理舊教材（全日制普通高級中學教科書 （必修加選修）化學）第二冊等效平衡涵義實驗證明，如果不是從CO 和H2O(g）開始反應，而是各取0.01molCO2 和0.01molH2，以相同的條件進行反應，生成CO 和H2O(g），當達到化學平衡狀態(tài)時，反應混合物里CO、H2O (g）、CO2、H2 各 為0.005mol，其組成與前者完全相同（40 頁第三段）。

從上表看出，新舊教材均無明確的等效平衡概念，但舊教材以信息形式給出了其“模型”，指出了其“核心”是“組成相同”，還用“實驗證明”表明了此為經(jīng)驗規(guī)律。新教材對此無任何提及，是新教材暗指要舍棄掉該內(nèi)容嗎？ 如果不是，如何實施教學呢？

2．問題與認識

課程標準在認識化學科學主題中指出：“認識模型、比較等科學方法對化學研究的作用”；在化學平衡主題中指出：“認識化學平衡的調(diào)控在STSE 中的重要作用”。而等效平衡觀念建立過程是將化學平衡移動原理建模、比較等科學方法相融合的過程，在此基礎(chǔ)上形成的一種行之有效的定量比較的思維分析方法，是不應舍棄的。它依舊是當前各級測試的重要內(nèi)容，事實上，一線教師一直也沒有放棄等效平衡教學。

二、現(xiàn)行教法的缺陷

當前教學基本是沿用舊教材信息呈現(xiàn)的方式引出話題，然后告知等效平衡三種類型后進行演練鞏固。此法看似短平快，但學生只會僵硬地依葫蘆畫瓢，缺乏理性認同，故對“效”的含義自我感知不足，容易受其他物理量的干擾，解決起問題來也缺少靈活性，很多構(gòu)造等同模型解題的文章也是對此種教學效果的反饋。

事實上，新教材引入化學平衡常數(shù)后，等效平衡的教學完全可以借助化學平衡常數(shù)的意義，將邏輯思維和建模思維相結(jié)合，推動學生以自己的認知方式深入理解等效平衡的含義，在感悟基礎(chǔ)上將問題解決的思維方式和建模手段靈活應用于實際問題解決中。

三、等效平衡教學主要環(huán)節(jié)

1．用化學平衡常數(shù)確立數(shù)量關(guān)系

例1 在450℃、體積為VL 的密閉容器中，進行合成氨的反應：“N2（g）＋3H2（g）?2NH3（g） ΔH＜0 ”?，F(xiàn)有以下四種加料方式：

請問：（1） 甲和乙達平衡時混合物中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度及其體積分數(shù)，達到平衡的時間，熱量變化有何關(guān)系？ 導學輔助：溫度不變，則化學平衡常數(shù)不變，可利用“三步法”尋求突破。

教師點撥：溫度不變，所以只有在1－x＝y(tǒng)1時，方成立。

此時，各組分的各物理量數(shù)值完全相等，吸收熱量和放出熱量之和為92．6KJ。

教學意圖：用化學平衡常數(shù)構(gòu)建探尋各物理量數(shù)量特征的認知方式。感悟“等同平衡”的含義。

（2）甲和丙達平衡時混合物中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度及其體積分數(shù)，達到平衡的時間，放出的熱量有何關(guān)系？ 學生自我探尋問題解決過程。

故，φ（N2）甲＞φ（N2）乙；φ（H2）甲＞φ（H2）乙；φ（NH2）甲＞φ（NH2）乙。

教學意圖：抽象概括恒溫恒容條件下構(gòu)成等同平衡的數(shù)量關(guān)系。過渡到下一問題。

（3）丁和甲達平衡時混合物中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度及其體積分數(shù)要相同，則c 為何值。學生可自行解答。

該教學過程立足化學平衡常數(shù)的意義，通過計算獲取了對等同平衡的理性認同，突出了基礎(chǔ)知識的支撐作用。如何提出等效平衡呢？

例2 在T℃、體積為VL 的密閉容器中，進行合成碘化氫的反應：“H2（g）＋I2（g）?2HI（g） ΔH＜0 ”?，F(xiàn)有以下四種加料方式：

請問：（1）甲和乙達平衡時混合物中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度及其體積分數(shù)，達到平衡的時間，熱量變化有何關(guān)系？ 在前例基礎(chǔ)上，學生無需計算可輕松解答。

（2）甲和丙達平衡時混合物中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度及其體積分數(shù)，達到平衡的時間，放出的熱量有何關(guān)系？

教學意圖：促使學生認識等同平衡和等效平衡的關(guān)系，采取計算方式，學生認識相當深刻。

（3）丁和甲平衡時為等效平衡，則c 為何值？ 學生可自行解答。

從上述教學設(shè)計可感受到，新教材其實將等效平衡的法則隱含在了化學平衡常數(shù)意義之中，而化學平衡常數(shù)作為平衡體系的重要性質(zhì)的功能，可能是受舊教材體例的影響，在當前教學中重視還是不夠，依舊沿襲舊教材體例設(shè)計等效平衡的教學，學生缺乏對數(shù)量關(guān)系的感悟，更缺少對構(gòu)筑中間狀態(tài)的體驗，對概念和方法都自然頗感突兀和抽象。

也不可否認，為了計算方便，在上述計算中所用數(shù)據(jù)都比較特殊，如果完全把等效平衡問題轉(zhuǎn)化為計算解決，顯然是不明智的。

2．借助平衡移動培養(yǎng)建模思維能力

例1（2）的計算結(jié)果：“φ（N2）甲＞φ（N2）乙、φ（H2）甲＞φ（H2）乙、φ（NH2）甲＞φ（NH2）乙”，顯示“平衡是從甲平衡正向移動到乙平衡”。例2（2）的計算結(jié)果：“各組分的體積分數(shù)保持不變”，顯示“平衡從甲平衡到乙平衡沒有發(fā)生移動”。我們能不能借助平衡移動原理來尋找兩種平衡狀態(tài)之間的關(guān)系呢？ 如何尋找呢？

以例1（3）為例，進行解題建模（見下圖）。

圖1 過渡態(tài)構(gòu)造及使用示意圖

上圖側(cè)重于展示過渡態(tài)的作用，即將甲和乙的平衡狀態(tài)串聯(lián)成連續(xù)變化過程，應用過渡態(tài)解題并非學生思維的困惑點，教學難點在于如何解決上圖中兩個“？ ”。

圖2 構(gòu)造過渡態(tài)的思維核心

圖2 是圖1 的思維指導，圖1 是圖2 的應用示范，既要側(cè)重于對學（怎么學）的方法的教學點撥與落實：構(gòu)造依據(jù)和構(gòu)造方法是提升解題能力規(guī)律性認知的關(guān)鍵，從壓強建立兩種狀態(tài)間的聯(lián)系是規(guī)律性認知的核心。還要注重用簡明有序的板書設(shè)計，彰顯出技能的序列化層次化進行教學。

學生經(jīng)過計算感受和思維建模，能夠認可并自我建構(gòu)問題解決的途徑和方法，便促進了學生知識技能結(jié)構(gòu)化過程。勒夏特列原理是定性的，其概括性比較強，綜合應用起來比較抽象。用平衡常數(shù)定量手段進行過渡，通過數(shù)據(jù)感悟概念核心，借助數(shù)據(jù)分析從猜想到歸納概括，符合學生的認知心理。

四、結(jié)束語

概念原理的教學，本質(zhì)在于促進學生認知發(fā)展，包括認知角度的豐富和認知水平的提高。上述教學過程通過計算促使學生體會等效平衡的這種數(shù)量關(guān)系特點，突出了如何運用新教材定量研究特點習得這種技能，較好地解決了學生“已知”、“能知”和“怎么知”的關(guān)系，相比直接告知成熟的方法來解決問題，多了點引導，便少了份困惑，更挖掘出了新教材變更的合理性?；瘜W反應與原理是學生學習倍感困難的內(nèi)容，如何破局，需要走進新教材站在學的立場實踐實踐再實踐。

［1］ 宋心琦主編．普通高中課程標準實驗教科書：化學（選修4）［M］．北京：人民教育出版社，2011：28～30

［2］ 人民教育出版社化學室編著．全日制普通高級中學教科書（試驗修訂本·必修）：化學（第二冊）［M］．北京：人民教育出版社，2000：40

［3］ 中華人民共和國教育部制訂．普通高中化學課程標準（實驗）［M］．北京：人民教育出版社，2008：10～24

［4］ 普通高中課程標準教學要求物理·化學·生物．南京：江蘇教育出版社，2007：51