摘 要:運用多種模型來描述和解釋化學現(xiàn)象,建構模型,建立解決復雜化學問題的思維框架是化學學科核心素養(yǎng)之一。課堂教學是由教師、學生及環(huán)境共同組成的復雜的社會體系,師生在課堂中通過交互影響完成教學活動,對學生課堂問題行為管理策略自我反思探究以提高課堂教學效率。文章以化學反應平衡理論教學為例,從學會找平衡點等四個方面實踐高中課堂問題行為管理策略。設計嘗試通過提高學生的責任感及自我控制能力,把注意力集中到課堂上來,專心學習,取得學習成績的進步,以促進和激勵學生從他律向自律發(fā)展,達到教學和立德樹人雙重目標的實現(xiàn)。
關鍵詞:課堂問題;化學平衡圖像;平衡點;類型;典例;解析;教學;立德樹人。
一、背景
普通高中化學學科核心素養(yǎng)之一是證據(jù)推理與模型認知,即能認識化學現(xiàn)象與模型之間的聯(lián)系,能運用多種模型來描述和解釋化學現(xiàn)象,能依據(jù)物質(zhì)及其變化的信息建構模型,建立解決復雜化學問題的思維框架。課堂教學是由教師、學生及環(huán)境共同組成的復雜的社會體系,師生在課堂中通過交互影響完成教學活動,對學生課堂問題行為管理策略自我反思探究以提高課堂教學效率。筆者試圖以化學反應平衡理論教學為例,實踐高中課堂問題行為管理策略?;瘜W反應平衡理論是中學化學三大化學原理之一,化學反應速率平衡類圖像問題歷來是化學高考的重點,也是高中化學師生教學的難點,根據(jù)本人高三復習教學中的深刻感受,將一些易錯常考的平衡類圖像解題分析方法做如下歸納。
二、教學過程
(一)首先學會找到“平衡點”
化學平衡原理(勒夏特列原理)是一個定性預測化學“平衡點”的原理,其內(nèi)容為:“如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強、溫度等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動”,即凡是平衡類問題不論是文字表述還是圖像描述,前提都是針對已達平衡的反應,改變條件利用勒夏特列原理結(jié)論做出正確判斷,因而找出圖像上的“平衡點”,以此為分界線分為“平衡前”“平衡后”,依題給信息正確解題極為關鍵。
①若反應起始和平衡時溫度相同,測得反應過程中壓強(p)隨時間(t)的變化如圖5曲線a所示,則ΔH___0(填“>”、“<”或“不確定”);若其他條件相同,僅改變某一條件時,測得其壓強(p)隨時間(t)的變化如圖5曲線b所示,則改變的條件是_____。
【解析】首先曲線a在5min鐘時出現(xiàn)平臺,壓強壓強由6P降為5P不隨時間變化,即此時到達平衡,是“平衡點”;以此為界,之前曲線上各點未達平衡,該反應正反應是體積減小的反應,5min之前隨著向正反應進行壓強必然減小,那么先增大這個反常現(xiàn)象只能是隨著反應進行,溫度升高導致壓強增大,故得出正反應是放熱反應,即ΔH<0;到最高點之后反應物濃度減小、氣體體積減小成為主因,直至壓強不變時到達“平衡點”。曲線b“平衡點”提前到達說明速率加快,但速率加快而平衡不移動,故改變的條件是“使用了催化劑”。
(四)反常規(guī)律在圖像中的滲透要重視
【典例4】(節(jié)選)鍺與硅同主族也是重要的半導體材料,鍺廣泛用于航空航天測控、光纖通信等領域,一種提純GeO2粗品(主要含GeO2、As2O3等)制備鍺的工藝如圖6所示:
GeCl4的水解率隨溫度變化的曲線如圖7所示,結(jié)合圖像和題干分析,“水解”操作時保持較低溫度來提高產(chǎn)率的原因是(說一條即可)______
【解析】GeCl4“水解”反應為:GeCl4+(n+2)H2O=GeO2·nH2O+4HCl,學生按鹽水解是吸熱反應的慣性思維得出溫度升高水解率增大,而圖像14正好相反,與所學原理矛盾,此時學生一下子陷入困惑成為“難題”。此時冷靜分析題給信息及已知條件GeCl4的沸點84℃較低,不難想到采用較低溫度時GeCl4不易揮發(fā)產(chǎn)率較高;或者大膽突破,圖像中溫度降低水解率增大,根據(jù)勒夏特列原理得出該水解正反應是放熱反應,低溫平衡正移,產(chǎn)率較高;或者大膽設想溫度高時結(jié)晶水合物GeO2·nH2O溶解度增大不利于晶體析出;故可回答“該水解反應是放熱反應,溫度低時,水解平衡正移,利于提高產(chǎn)率”或者“溫度高時GeCl4易揮發(fā)降低產(chǎn)率”或者“溫度高時,結(jié)晶水合物溶解度增大”任一條理由均合理。
結(jié)束語
綜上所述,將化學平衡抽象理論知識圖像化,圖表圖象新穎信息量大,考察綜合能力強,既考查學生對化學平衡原理知識的深刻理解,又考查學生讀圖識圖并應用基礎知識解決綜合問題的能力,會分析“平衡點”即平衡狀態(tài)的判斷,會使解答平衡圖像類收到事半功倍的效果。在此過程中,本教學設計試圖嘗試通過提高學生的責任感及自我控制能力,把注意力集中到課堂上來,專心學習,取得學習成績的進步,以促進和激勵學生從他律向自律發(fā)展,達到教學和立德樹人雙重目標的實現(xiàn)。
參考文獻
[1]宋心琦.普通高中課程標準實驗教科書化學選修4,化學反應原理,人民教育出版社,2007.
[2]何少華.普通高中課程標準實驗教科書化學選修4,化學反應原理,教師教學用書,人民教育出版社,2007.
[3]中華人民共和國教育部制定,普通高中課程方案,2017,人民教育出版社。
作者簡介:南國定,男,漢族,1966年2月生,籍貫:甘肅省通渭縣,現(xiàn)供職于甘肅省酒泉中學,大學本科學歷,中學高級教師,從事高中化學教育教學一線工作。