基于“守恒法”的高中化學(xué)解題策略研究

陳偉（湖北省十堰市鄖陽(yáng)區(qū)第一中學(xué) 442500）

眾所周知，化學(xué)反應(yīng)遵循的是“能量守恒定律”和“質(zhì)量守恒定律”原則。學(xué)生在深入學(xué)習(xí)兩個(gè)規(guī)律的基礎(chǔ)上可以掌握物質(zhì)變化規(guī)律及本質(zhì)，更加科學(xué)、客觀地認(rèn)識(shí)世界，形成正確的解題理念?！笆睾惴ā笨梢源龠M(jìn)學(xué)生形成持久性的守恒觀念，并加深對(duì)化學(xué)知識(shí)內(nèi)涵及聯(lián)系的探索與思考，引領(lǐng)自身化學(xué)思維向高層次進(jìn)階?！笆睾惴ā爆F(xiàn)已成為培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重要路徑。

一、“守恒法”的概念特征

“守恒法”指的是利用某一物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中特定量固定不變的原理來(lái)解決問(wèn)題的一種方法。“守恒法”蘊(yùn)含了大量的化學(xué)概念及知識(shí)理論，具有高度的概括性。守恒觀念是一個(gè)由淺入深、由表及里的過(guò)程，呈現(xiàn)出明顯的階段性特點(diǎn)；其一旦形成就會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響，具有持久性。根據(jù)內(nèi)容實(shí)質(zhì)歸納剖析，“守恒法”又包括質(zhì)量守恒、能量守恒、電荷守恒、電子守恒、元素守恒、原子守恒等幾種具體的類型。

二、“守恒法”在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

“守恒法”并不是一種簡(jiǎn)單的教學(xué)方法，它包含了廣泛的宏觀和微觀化學(xué)知識(shí)。學(xué)生利用“守恒法”解題，就好比在復(fù)雜、抽象的知識(shí)體系中抓住了一條明確的核心主線。利用守恒關(guān)系，一方面能夠化繁為簡(jiǎn)，極大地提高解題速度；另一方面能夠去偽存真，大大提高解題的準(zhǔn)確性，從而有效提高化學(xué)解題的效率。將“守恒法”應(yīng)用于高中化學(xué)解題，一是可以幫助學(xué)生深刻、全面地理解物質(zhì)的變化規(guī)律；二是可以幫助學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行深層次理解。發(fā)展學(xué)生的守恒觀，也是提升高中化學(xué)核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。

三、新課程標(biāo)準(zhǔn)下高中化學(xué)守恒的相關(guān)內(nèi)容要求

1.教材中的守恒主題與學(xué)習(xí)內(nèi)容要求

課本中有關(guān)“守恒主題”的內(nèi)容可以歸納為以下幾點(diǎn)：一是關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)與化學(xué)反應(yīng)，包括認(rèn)識(shí)化學(xué)能量變化、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)蘊(yùn)含的能量性等；二是無(wú)機(jī)物及應(yīng)用，包括認(rèn)識(shí)電子轉(zhuǎn)移、書(shū)寫電離方程式、利用方程表述化學(xué)性質(zhì)等；三是化學(xué)反應(yīng)原理，包括認(rèn)識(shí)化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化所遵守的能量守恒、原電池工作原理等；四是離子反應(yīng)與平衡，認(rèn)識(shí)離子存在，分析電離、水解、沉淀溶解的平衡移動(dòng)特性，引導(dǎo)學(xué)生形成學(xué)生正確的平衡觀、微粒觀和守恒觀。

2.全國(guó)高考試題標(biāo)準(zhǔn)對(duì)守恒的考查要求

考試大綱是高考的風(fēng)向標(biāo)。通過(guò)研究高校招生全國(guó)統(tǒng)一考試大綱中的考試模塊及與守恒內(nèi)容相關(guān)的考查要求，可以為“守恒法”教學(xué)提供重要的指導(dǎo)和思路?！笆睾惴ā笔腔瘜W(xué)定量研究的重要基礎(chǔ)。針對(duì)高中化學(xué)的基本概念理論，一是要求學(xué)生要深入、全面地理解質(zhì)量守恒定律，并在準(zhǔn)確書(shū)寫化學(xué)方程式的基礎(chǔ)上開(kāi)展有關(guān)的化學(xué)計(jì)算。二是要全面了解生活中比較常見(jiàn)的氧化還原反應(yīng)現(xiàn)象，充分認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)，并掌握其公式配平方法。三是要正確認(rèn)識(shí)原電池和電解池的工作原理，理解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的基本形式等。

四、基于“守恒法”的高中化學(xué)解題方法與策略

著名教育家陶行知說(shuō)：“我們深信師生共生活，共甘苦，為最好的教育。我們深信教師應(yīng)當(dāng)學(xué)而不厭，才能誨人不倦?！睂ⅰ笆睾惴ā比谌敫咧谢瘜W(xué)解題教學(xué)之中必須：

1.梳理高考試題中有關(guān)守恒的內(nèi)容

通過(guò)歸納、總結(jié)近些年的高考試題，有關(guān)守恒內(nèi)容的考題可以大致梳理為以下幾種類型：一是關(guān)于溶液中的守恒關(guān)系。溶液中的守恒不外乎物料、質(zhì)子和電荷三大守恒定律。二是氧化還原反應(yīng)?？碱}對(duì)其中形式多樣的得失電子守恒的考查比重較大。三是化學(xué)方程式的配平。化學(xué)方程式的配平關(guān)系到化合價(jià)升降、電荷、質(zhì)量、電子、原子等守恒定律，內(nèi)容復(fù)雜、涵蓋面廣，是檢驗(yàn)學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)的必考內(nèi)容。四是電池的工作原理。這其中包含了原電池工作原理和電解池工作原理兩部分內(nèi)容。

2.分析守恒思想及考查趨勢(shì)

深入理解守恒思想、把握試題對(duì)守恒內(nèi)容的考查趨勢(shì)，是高效應(yīng)用“守恒法”解題的重要基礎(chǔ)。一是要對(duì)化學(xué)教材進(jìn)行深入研究，充分挖掘課本中包含的守恒定律及守恒思想。守恒思想一般隱藏于化學(xué)概念及相關(guān)知識(shí)中，教師要善于從概念內(nèi)容等細(xì)節(jié)之處分析、挖掘守恒知識(shí)。比如，離子反應(yīng)中蘊(yùn)含著電荷守恒、原子守恒；元素與化合物知識(shí)中蘊(yùn)含著電子得失守恒與元素守恒。教師必須從復(fù)雜的知識(shí)體系中梳理出具體的知識(shí)內(nèi)容與守恒思想的結(jié)合點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分類整理，從而建立守恒理念。二是全面研究高考中關(guān)于守恒內(nèi)容的試題，分析未來(lái)“守恒法”應(yīng)用于化學(xué)解題的發(fā)展趨勢(shì)。近年來(lái)，高考化學(xué)試題越來(lái)越強(qiáng)調(diào)考查學(xué)生的創(chuàng)造能力。從學(xué)生答題的準(zhǔn)確率來(lái)看，有關(guān)電化學(xué)中守恒的考查對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)難度較大，出錯(cuò)率相對(duì)也更高。化學(xué)教師必須深入分析有關(guān)電化學(xué)的守恒題目，并有針對(duì)性地在電化學(xué)知識(shí)體系中融入守恒思想，跟上教育教學(xué)改革潮流和命題趨勢(shì)。

3.優(yōu)化“守恒法”的解題方式及應(yīng)用技巧

要確?！笆睾惴ā痹诟咧谢瘜W(xué)解題中的實(shí)效性，教師必須引導(dǎo)學(xué)生全面了解解題方法與應(yīng)用技巧。一是把握質(zhì)量守恒的解題技巧方法?！百|(zhì)量守恒”必須準(zhǔn)確把握“反應(yīng)物總量、生成物總量，元素種類，原子種類、數(shù)目、質(zhì)量”保持不變的核心原則；明確反應(yīng)后物質(zhì)種類以及構(gòu)成物質(zhì)的分子種類是必然會(huì)改變的；而產(chǎn)生的分子總個(gè)數(shù)也有可能會(huì)發(fā)生改變。二是把握能量守恒的解題方式和技巧。能量守恒的本質(zhì)是能量的傳遞性和轉(zhuǎn)化性，它可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，也可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但卻不能憑空產(chǎn)生或消失。能量守恒的具體應(yīng)用形式就是蓋斯定律，化學(xué)教師必須格外注意。三是把握電荷守恒的解題方式和技巧。利用電荷守恒解題書(shū)寫守恒等式，必須全部找出溶液中的陰陽(yáng)離子，特別是水的電離以及電離水解產(chǎn)生的新離子。要正確判斷陰陽(yáng)離子數(shù)的守恒并不一定代表電荷守恒。四是正確把握電子守恒的解題方式和技巧。在依據(jù)電子守恒進(jìn)行解題時(shí)，務(wù)必要遵循分析化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、確定電子數(shù)目、列出等式關(guān)系的基本步驟進(jìn)行計(jì)算，相比較其他傳統(tǒng)的解題方式可以簡(jiǎn)化流程，提高準(zhǔn)確率。此外，很多考試題目并非單純地考查某一種守恒定律，而是融合了多種守恒關(guān)系，教師要引導(dǎo)學(xué)生正確辨析，靈活、綜合應(yīng)用。

“守恒法”將焦點(diǎn)放到了在化學(xué)反應(yīng)體系中只抓住某種量的起始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)，使得在解題過(guò)程可以省略掉很多不必要的環(huán)節(jié)。它將原本復(fù)雜的計(jì)算變得簡(jiǎn)潔而清晰，切實(shí)達(dá)到了化繁為簡(jiǎn)的目的，有效提高了解題效率。將“守恒法”應(yīng)用于高中化學(xué)解題意義重大，同時(shí)也需要廣大化學(xué)教師持續(xù)、深入地進(jìn)行研究。