基于“變化觀念與平衡思想”的高中化學(xué)教學(xué)策略
——以“難溶物沉淀溶解平衡”教學(xué)為例

王斯良

（永泰縣第一中學(xué)，福建永泰 350700）

“變化觀念與平衡思想”是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，是學(xué)生對(duì)化學(xué)變化過(guò)程的綜合認(rèn)識(shí)。為培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)變化觀念與平衡思想，蘇教版普通高中化學(xué)教材不但在必修2中設(shè)置了“化學(xué)反應(yīng)與能量變化”，還開(kāi)設(shè)了《化學(xué)反應(yīng)原理》課程。教學(xué)中化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)必須通過(guò)相關(guān)問(wèn)題的設(shè)置和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)得到提高，創(chuàng)新思維得到深化，還應(yīng)該將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，起到解決實(shí)際問(wèn)題的作用，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。教師在課堂教學(xué)中，應(yīng)圍繞變化觀念與平衡思想，選取合適的教學(xué)內(nèi)容，落實(shí)學(xué)科素養(yǎng)教育。

一、“變化觀念與平衡思想”的涵義

研究化學(xué)中物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化的基本觀念就是中學(xué)化學(xué)的變化觀念，化學(xué)變化過(guò)程又涉及有關(guān)平衡問(wèn)題，變化觀念與平衡思想是動(dòng)態(tài)的組織機(jī)構(gòu)。高中化學(xué)變化觀念與平衡思想核心素養(yǎng)的內(nèi)涵包括：（1）在一定條件下，物質(zhì)能遵循一定的規(guī)律在不斷地運(yùn)動(dòng)和變化的。（2）化學(xué)變化是可以調(diào)控的，且有一定的速率和限度并生成新物質(zhì)。（3）能多角度、多元化的分析問(wèn)題，在一些預(yù)設(shè)的條件下能預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的結(jié)果。（4）能揭示物質(zhì)間相互反應(yīng)的內(nèi)在聯(lián)系與變化規(guī)律［1］。

總之，“變化觀念與平衡思想”是學(xué)生對(duì)化學(xué)變化過(guò)程的綜合認(rèn)識(shí)。教師要讓學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)形成新物質(zhì)的過(guò)程，在變化過(guò)程中可通過(guò)創(chuàng)造一些條件讓反應(yīng)達(dá)到原先預(yù)期的目的來(lái)助力社會(huì)發(fā)展，能借助變化觀念去理清化學(xué)變化的本質(zhì)，能夠運(yùn)用已掌握的變化規(guī)律去解決問(wèn)題，能用變化觀和平衡觀對(duì)社會(huì)現(xiàn)象做出正確的價(jià)值判斷。

難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡是建立在學(xué)生已知的化學(xué)平衡、弱電解質(zhì)的電離平衡的基礎(chǔ)上進(jìn)一步學(xué)習(xí)的，有助于學(xué)生形成系統(tǒng)的離子平衡理論，［2］動(dòng)態(tài)認(rèn)識(shí)沉淀溶解平衡，多角度的分析有難溶電解質(zhì)參加反應(yīng)或生成離子反應(yīng)的本質(zhì)，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的變化觀和平衡觀。

本文以“難溶物沉淀溶解平衡”的教學(xué)為例，闡述對(duì)“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)培育的體會(huì)。

二、“變化觀念與平衡思想”教學(xué)策略

（一）創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，感知化學(xué)變化

化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)具有一定的情景性，通過(guò)情景設(shè)計(jì)，順利導(dǎo)入課堂內(nèi)容，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)動(dòng)力。教師在教學(xué)過(guò)程中依據(jù)多元智能結(jié)構(gòu)，適當(dāng)?shù)娜诤隙喾N教學(xué)手段、聯(lián)系整體的學(xué)科知識(shí)，引導(dǎo)認(rèn)知變化觀念，更能夠讓學(xué)生精確、全面、透徹地理解化學(xué)概念。

本節(jié)引課是通過(guò)“溶洞形成”的圖片和“小孩蛀牙”的視頻創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景。首先播放“溶洞的照片”，這些千奇百怪的石柱、石筍都是由于水和二氧化碳長(zhǎng)期緩慢侵蝕石灰?guī)r而創(chuàng)造出來(lái)的杰作，石灰?guī)r的主要成分為CaCO3。石灰?guī)r組成的山地當(dāng)溶有CO2和H2O時(shí)就會(huì)反應(yīng)生成溶解性較大的Ca（HCO3）2，溶有Ca（HCO3）2的水遇熱或壓強(qiáng)突然減小時(shí)，溶在水中的Ca（HCO3）2又重新生成CaCO3沉積下來(lái)，沉積在洞頂形成鐘乳石，沉積在洞底形成石筍，當(dāng)鐘乳石與石筍相連就形成石柱。接著展示小朋友愛(ài)吃糖容易引起蛀牙的視頻。

通過(guò)這樣情景的創(chuàng)設(shè)，能順理成章地引出沉淀溶解平衡的課題，不但讓學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)變化的過(guò)程所涉及的化學(xué)變化規(guī)律，讓學(xué)生感受到學(xué)以致用并增強(qiáng)學(xué)習(xí)內(nèi)容與“變化觀念與平衡思想”的聯(lián)系。而且激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知欲望和學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生理解化學(xué)與社會(huì)、環(huán)境的相互作用，感受到學(xué)習(xí)化學(xué)的樂(lè)趣。

（二）強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，建構(gòu)變化觀念

學(xué)生要對(duì)所獲得的化學(xué)知識(shí)、形成的化學(xué)概念有感性的認(rèn)識(shí)都離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)這個(gè)手段。實(shí)驗(yàn)?zāi)転閷W(xué)生在一些特定條件的化學(xué)反應(yīng)作出判斷等思維活動(dòng)提供鋪墊條件，不管實(shí)驗(yàn)的素材和屬性是否具有探究的特點(diǎn)，應(yīng)盡量通過(guò)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，以助于豐富感性認(rèn)識(shí)，以利于理解物質(zhì)的變化觀念。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象具有鮮明直觀的特點(diǎn)，有利于讓學(xué)生對(duì)變化觀念的形成和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的成因分析；有利于對(duì)轉(zhuǎn)變觀念的微觀探析，引導(dǎo)獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論；有利于對(duì)變化觀念與平衡思想的歸納總結(jié)。

要將抽象的化學(xué)概念知識(shí)具體化的最好辦法就是通過(guò)實(shí)驗(yàn)、模擬、建模等形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象，提出問(wèn)題，再用事實(shí)驗(yàn)證將問(wèn)題引向深入，既能降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度又能提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，進(jìn)一步理解化學(xué)變化的過(guò)程。［3］

基于以上認(rèn)識(shí)，在課堂上，筆者引導(dǎo)學(xué)生探究“飽和氯化銀溶液中是否有Ag+離子存在”的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。首先在試管中加入2ml濃度為0.1mol/L的NaCl溶液，然后加入2-3滴濃度為0.1mol/L的AgNO3溶液，學(xué)生觀察到有白色沉淀產(chǎn)生。其次，再往制得的飽和氯化銀溶液中滴加幾滴0.1mol/L的KI溶液，又可以發(fā)現(xiàn)白色沉淀變成了黃色。通過(guò)分析反應(yīng)現(xiàn)象，學(xué)生不難發(fā)現(xiàn)，在飽和氯化銀溶液中有Ag+離子存在。知道沉淀溶解、生成、轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)，從而建立動(dòng)態(tài)的沉淀溶解平衡概念。

這樣自主探究實(shí)驗(yàn)的真實(shí)情景，能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和積極互動(dòng)，并能促使學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中自主地建構(gòu)，有助于深度理解化學(xué)原理，從而達(dá)到教學(xué)目的。

（三）完善變化觀念，形成平衡思想

核心素養(yǎng)的培養(yǎng)關(guān)注核心知識(shí)、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，要善于運(yùn)用循序漸進(jìn)的策略，通過(guò)比較、歸納、分析、綜合等強(qiáng)化學(xué)生的核心素養(yǎng)，幫助學(xué)生打牢雙基和鞏固核心概念。從現(xiàn)象到本質(zhì)是化學(xué)學(xué)科的認(rèn)知過(guò)程特點(diǎn)，學(xué)生通過(guò)化學(xué)現(xiàn)象，弄清化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)特征，才能深入思考現(xiàn)象和本質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系，才能完善變化觀念，形成平衡思想。

課堂上往飽和PbI2溶液中滴加幾滴0.1mol/L的KI溶液，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)有黃色沉淀，讓學(xué)生改用滴加幾滴0.003mol/L的KI溶液，也能看到有黃色沉淀。這樣讓學(xué)生逐漸探索，讓學(xué)生鞏固了外界條件對(duì)平衡的影響，接著可以進(jìn)一步讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算PbI2的Ksp，加深對(duì)溶度積定義的理解。同時(shí)產(chǎn)生新疑問(wèn)：是否加入任何濃度的KI溶液都能產(chǎn)生沉淀？形成沉淀的條件又是什么？

向?qū)W生提出了一系列問(wèn)題，引導(dǎo)他們歸納沉淀溶解平衡的特征、沉淀形成的條件和先后順序等問(wèn)題。通過(guò)這些問(wèn)題的設(shè)置，產(chǎn)生預(yù)判、結(jié)果和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系；再通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究，對(duì)化學(xué)現(xiàn)象的探索和變化過(guò)程的分析、推理等方法來(lái)逐步地建立起學(xué)生的變化觀念與平衡思想，培養(yǎng)學(xué)生多角度、多元化的分析問(wèn)題能力，構(gòu)建沉淀溶解平衡的知識(shí)體系，真正地讓學(xué)生初步認(rèn)知變化，感受化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。［4］

為此，教學(xué)中讓學(xué)生進(jìn)一步進(jìn)行活動(dòng)探究：各取1ml 0.005mol/L K2CrO4溶液、0.0003mol/L K2CrO4分別與1ml 0.0001 mol/L AgNO3溶液混合，發(fā)現(xiàn)濃度稀的不產(chǎn)生沉淀，學(xué)生由此產(chǎn)生的疑問(wèn)，從定量的角度通過(guò)用數(shù)據(jù)證明已知的結(jié)論。通過(guò)計(jì)算Qsp值，再經(jīng)討論可知，形成沉淀是有條件的，條件不同發(fā)生的反應(yīng)也不同，深化認(rèn)識(shí)沉淀溶解和生成反應(yīng)發(fā)生的條件。其中涉及學(xué)生必須掌握的濃度、溶度積常數(shù)、離子積和溶解度的計(jì)算，通過(guò)對(duì)溶度積常數(shù)、離子積的運(yùn)用，可以讓學(xué)生定性判斷沉淀溶解平衡的方向，在應(yīng)用平衡移動(dòng)原理解釋的基礎(chǔ)上，尋求判斷沉淀溶解平衡狀態(tài)的定量關(guān)系，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)沉淀溶解平衡建立的深刻理解。

通過(guò)這樣的組織學(xué)生進(jìn)行深度的探究，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，提高他們對(duì)化學(xué)變化觀念與平衡思想的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用能力，達(dá)成提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，讓學(xué)生構(gòu)建較為完善的知識(shí)體系。

（四）知識(shí)遷移應(yīng)用，提升核心素養(yǎng)

學(xué)生在前面學(xué)習(xí)了用離子積與溶度積比較判斷沉淀溶解平衡的感性基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步向?qū)W生提問(wèn)：形成沉淀有順序嗎？并用探究實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想，這樣讓學(xué)生對(duì)形成沉淀?xiàng)l件的認(rèn)識(shí)會(huì)更深入、更全面，建立起一個(gè)更生動(dòng)形象的沉淀溶解平衡的知識(shí)體系。

課堂上讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)：往裝有1ml 0.001mol/L NaCl溶液的試管中，先滴加2滴0.005mol/L K2CrO4溶液，再逐滴滴加0.0001mol/L AgNO3溶液，振蕩，觀察到先有白色沉淀后才有黃色沉淀出現(xiàn)，讓學(xué)生進(jìn)一步分析，以變化的觀念看待化學(xué)變化過(guò)程。這樣學(xué)生依據(jù)真實(shí)情景中的發(fā)生的現(xiàn)象，分析沉淀的溶解、生成與轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，進(jìn)一步發(fā)展變化觀念與平衡思想的核心素養(yǎng)。

這樣的層層推進(jìn)，由表及里、層層深入的實(shí)驗(yàn)與環(huán)環(huán)相扣、梯度明晰的問(wèn)題相得益彰，促使學(xué)生思考和探究，進(jìn)一步培養(yǎng)變化觀和平衡觀。學(xué)生之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了“化學(xué)平衡移動(dòng)原理”，具備了一些解決問(wèn)題的思維方式，引導(dǎo)學(xué)生溫故知新，告訴學(xué)生“沉淀溶解平衡”也遵循“化學(xué)平衡原理”，就在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究原理、規(guī)律、溶度積常數(shù)和沉淀形成的條件等。這樣通過(guò)新舊知識(shí)間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移，再通過(guò)自主探究，學(xué)生就很容易獲得新知識(shí)，完善知識(shí)體系，提升核心素養(yǎng)。

從根本上而言，化學(xué)變化是動(dòng)態(tài)的，應(yīng)能針對(duì)一些條件下產(chǎn)生的化學(xué)現(xiàn)象多角度分析，才能有效增強(qiáng)學(xué)習(xí)效率。［5］要鼓勵(lì)學(xué)生要在實(shí)際問(wèn)題中大膽地利用自身所學(xué)的知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題。通過(guò)“變化觀念與平衡思想”的培養(yǎng)，讓學(xué)生懂得在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)研究和日常生活中可以通過(guò)控制一些反應(yīng)條件，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。這樣不但使學(xué)生感受到學(xué)習(xí)化學(xué)的樂(lè)趣，在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)能應(yīng)用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，體現(xiàn)掌握具有化學(xué)特征的變化觀念的價(jià)值。

三、“變化觀念與平衡思想”教學(xué)反思

基于“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)的“難溶物沉淀溶解平衡”教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生掌握“沉淀溶解平衡”的內(nèi)容有一定的幫助，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣同時(shí)也提高了課堂教學(xué)效率。教學(xué)過(guò)程以設(shè)置的問(wèn)題情景為核心，開(kāi)展系列實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)驗(yàn)證，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀意識(shí)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)變化具有一定的限度，是可控的。從多角度、動(dòng)態(tài)的化學(xué)變化進(jìn)行分析，在教學(xué)情景發(fā)展推進(jìn)的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用化學(xué)原理解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題，深度發(fā)散學(xué)生思維，培育良好的思維品質(zhì)，建構(gòu)完整的化學(xué)知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念與平衡思想。

化學(xué)“變化觀念與平衡思想”體現(xiàn)了化學(xué)變化過(guò)程具有守恒性、條件性、平衡性及過(guò)程性四大特征。高考考題又是以現(xiàn)階段的科學(xué)研究理論為基礎(chǔ)，通過(guò)設(shè)計(jì)開(kāi)放性、探究性的問(wèn)題，模擬出真實(shí)的場(chǎng)景來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)養(yǎng)成情況，著重評(píng)價(jià)學(xué)生的情感、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維等內(nèi)隱要素，要求學(xué)生在審題時(shí)，能用“變化觀念與平衡思想”將新場(chǎng)景中出現(xiàn)的陌生知識(shí)和概念，跟之前所掌握的基本知識(shí)、化學(xué)反應(yīng)原理等聯(lián)系起來(lái)，篩選提取有效信息，高效、靈活解決情景中的問(wèn)題。

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，學(xué)生所獲取的理論知識(shí)、基本概念都離不開(kāi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，在真實(shí)的情景中通過(guò)問(wèn)題設(shè)置，引導(dǎo)學(xué)生真動(dòng)手、真思考、真探究，才能培養(yǎng)學(xué)生的觀察和操作能力，提高學(xué)生分析、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ寣W(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)得到提高。從定性到定量去分析沉淀溶解、生成、轉(zhuǎn)化，定量分析不是簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)計(jì)算，是深度理解宏觀現(xiàn)象和微觀本質(zhì)的內(nèi)在的聯(lián)系，也是養(yǎng)成化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的重要途徑。

總之，培育學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)容之“變化觀念與平衡思想”，要依托教學(xué)內(nèi)容發(fā)展核心素養(yǎng)，不能憑空產(chǎn)生。教學(xué)中應(yīng)該充分挖掘教材內(nèi)容，把握教學(xué)的重難點(diǎn)，對(duì)化學(xué)學(xué)科核心價(jià)值的知識(shí)進(jìn)行提煉，選擇合適的素材和載體，讓學(xué)生全面、深刻理解物質(zhì)間發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的本質(zhì)特征，促使學(xué)生能力能得到全面提升。