在解答沉淀溶解平衡圖像題中培養(yǎng)高中生“圖理結(jié)合”分析能力

【摘要】本文闡述教師在引導(dǎo)學(xué)生解答沉淀溶解平衡圖像題的過程中培養(yǎng)學(xué)生“圖理結(jié)合”分析圖像的能力的途徑，提出構(gòu)建以“模型構(gòu)建—模型應(yīng)用—模型歸納—模型變式與提升”為主體的復(fù)習(xí)教學(xué)思路，引導(dǎo)學(xué)生從提煉信息分析特殊點(diǎn)、構(gòu)建知識(shí)聯(lián)系、分析區(qū)域面等三個(gè)層次分析圖像，建立解題思維模型。

【關(guān)鍵詞】沉淀溶解平衡 圖像題 圖理結(jié)合

【中圖分類號(hào)】G63 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2023）08-0112-04

信息分析能力是當(dāng)前高考的一個(gè)重要考查內(nèi)容。從化學(xué)學(xué)科角度來看，關(guān)于信息分析能力的考查就是將化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)原理隱藏在各類復(fù)雜情境中，并通過多樣化的圖表呈現(xiàn)出來，考查學(xué)生的綜合分析能力。教師在教學(xué)中除了要讓學(xué)生掌握扎實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，還要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生“圖理結(jié)合”的分析能力。“圖理結(jié)合”中的“圖”指的就是習(xí)題中出現(xiàn)的各類圖像，“理”指的是隱藏在圖像背后的化學(xué)原理。培養(yǎng)學(xué)生“圖理結(jié)合”的分析能力即教會(huì)學(xué)生根據(jù)圖像甄別、分析、歸納信息，并有意識(shí)地剔除干擾信息，保留關(guān)鍵信息；在挖掘出圖像信息后溯本求源，從化學(xué)反應(yīng)的基本特點(diǎn)入手，剖析圖像中的各個(gè)特殊點(diǎn)代表什么化學(xué)含義，曲線變化特征體現(xiàn)哪些反應(yīng)，從哪些角度反映其中的變化，考查哪些基本概念，運(yùn)用了哪些化學(xué)原理，從而建立證據(jù)推理的信息鏈，構(gòu)建解題模型。

化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊物質(zhì)反應(yīng)生成新物質(zhì)，其最大的特征是“變化”，包括物質(zhì)、能量、速率、狀態(tài)等的變化。高考題最常見的坐標(biāo)系圖像題，以基本的數(shù)學(xué)原理或公式、邏輯關(guān)系為內(nèi)在支撐，圖像中自變量（x軸）與因變量（y軸）之間的動(dòng)態(tài)變化體現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)過程中量之間的變化關(guān)系。不同的圖像題有不同的解題模型，學(xué)生只有快速、準(zhǔn)確地抓住圖像與化學(xué)反應(yīng)原理之間的關(guān)聯(lián)，才能靈活快速解題，訓(xùn)練思維，提升能力。近年高考真題中不乏對(duì)難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡的考查，這些真題往往包含具有復(fù)雜坐標(biāo)軸的圖像，是考查學(xué)生“圖理結(jié)合”能力的重要載體。因此，教師在復(fù)習(xí)教學(xué)中可以依托沉淀溶解平衡圖像題培養(yǎng)學(xué)生“圖理結(jié)合”的能力：首先要讓學(xué)生理解并掌握沉淀溶解平衡的基本原理，具備分別從溫度、濃度等外界因素分析平衡移動(dòng)的必備知識(shí)；其次要讓學(xué)生掌握將圖像信息與平衡原理聯(lián)系起來的能力，并掌握相關(guān)的計(jì)算方法，能夠?qū)⑿畔⒆C據(jù)作為推斷依據(jù)，構(gòu)建沉淀溶解思維模型；最后幫助學(xué)生將分析與處理信息、分析變化與平衡等能力的提升內(nèi)化為化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。基于此，筆者嘗試構(gòu)建以“模型構(gòu)建—模型應(yīng)用—模型歸納—模型變式與提升”為主體的復(fù)習(xí)教學(xué)思路，致力于發(fā)展學(xué)生“圖理結(jié)合”的分析能力。下面，筆者結(jié)合沉淀溶解平衡圖像題闡述這一教學(xué)思路的具體應(yīng)用。

一、典型題分析，構(gòu)建圖理模型

首先，引入典型題，在分析知識(shí)點(diǎn)與圖像的過程中，了解此類題型考查的角度與相應(yīng)的解題方法，初步建構(gòu)圖像解題模型。筆者根據(jù)教學(xué)實(shí)踐總結(jié)出來的圖像信息分析策略包含以下三個(gè)層次：一是閱讀、提煉信息，將分析曲線變化趨勢(shì)、特殊點(diǎn)的含義、曲線的動(dòng)態(tài)變化、面的共性等作為解題的突破口；二是構(gòu)建知識(shí)聯(lián)系，即快速回憶本題考查的化學(xué)平衡的幾大重要基本結(jié)論；三是摸索規(guī)律，回歸圖像，即分析沉淀溶解平衡的“圖理”特點(diǎn)，加深對(duì)平衡原理的理解?，F(xiàn)結(jié)合具體例題呈現(xiàn)教學(xué)過程。

二、模型應(yīng)用，感悟圖理關(guān)聯(lián)

高考對(duì)能力的考查是千變?nèi)f化的，學(xué)生掌握了基本模型并不意味著能夠在高考中輕松拿分。因此學(xué)生需要對(duì)模型進(jìn)行再次加工、完善，從而靈活地將模型運(yùn)用于解答各類題型。在這一環(huán)節(jié)中，教師需要指導(dǎo)學(xué)生通過研究基礎(chǔ)題型，理解沉淀溶解平衡圖像這一模塊所覆蓋的知識(shí)點(diǎn)，將“一線兩面”的模型特點(diǎn)運(yùn)用到各類變化圖形中，提升學(xué)生對(duì)平衡圖像的感悟。

三、模型歸納，攻破難點(diǎn)

四、模型變式，解決實(shí)際問題

通過上述解題訓(xùn)練和模型歸納，學(xué)生基本上能夠掌握分析沉淀溶解平衡圖像的方法，對(duì)原理知識(shí)的理解也上了一個(gè)臺(tái)階?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)要求培養(yǎng)學(xué)生將知識(shí)內(nèi)化為能力、能在真實(shí)情境中解決問題的能力。沉淀溶解平衡在生產(chǎn)技術(shù)中的一個(gè)重要應(yīng)用就是利用沉淀滴定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定量測(cè)定，從而精確地檢測(cè)樣品溶液中某種物質(zhì)或離子的含量。沉淀滴定過程展現(xiàn)了不同離子搶奪滴定劑離子形成難溶物的強(qiáng)弱關(guān)系。因此，沉淀溶解平衡常見變形題與沉淀滴定圖像，特別是與多個(gè)沉淀滴定共存的復(fù)合圖像相關(guān)。此類題型融合了課本酸堿中和滴定曲線與沉淀溶解平衡曲線，考查了復(fù)合圖像的特點(diǎn)。此類滴定曲線的特征如下：一是隨著沉淀滴定反應(yīng)臨近終點(diǎn)，曲線會(huì)出現(xiàn)一段滴定突躍，這可以幫助我們根據(jù)指示劑變色情況快速鎖定實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)，從而更加精準(zhǔn)地計(jì)算待測(cè)液的濃度；突躍的中間點(diǎn)為滴定反應(yīng)的理論終點(diǎn)。二是能設(shè)計(jì)成沉淀滴定反應(yīng)的物質(zhì)的Ksp較小，一旦滴定開始立即生成沉淀，說明體系達(dá)到了過飽和狀態(tài)，因此滴定曲線上的各點(diǎn)均是給定溫度下的沉淀溶解平衡點(diǎn)，其離子濃度的積等于K_sp，能用曲線上的任意點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》提出培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要求并從思維角度提出培養(yǎng)學(xué)生能力的具體要求。在高三復(fù)習(xí)階段，面對(duì)龐大的基礎(chǔ)知識(shí)復(fù)習(xí)及基本技能、解題方法鞏固，筆者在注重提升學(xué)生信息分析能力的基礎(chǔ)上，從高階思維角度引導(dǎo)學(xué)生“建模”和“用?！?、活化“圖理結(jié)合”思想、做到舉一反三，訓(xùn)練學(xué)生熟練分析圖像的技巧，切實(shí)達(dá)到提升學(xué)生解決化學(xué)實(shí)際問題的能力，落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

［1］王連香.圖理結(jié)合，培養(yǎng)地理學(xué)習(xí)能力［J］.考試周刊，2016（59）.

［2］宋晶.創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境構(gòu)建化學(xué)課堂教學(xué)：疫情下的“難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡”線上教學(xué)實(shí)踐與思考［J］.中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)），2021（6）.

［3］孟麗慧，王萌萌.建構(gòu)基本觀念 促進(jìn)思維發(fā)展：“難溶電解質(zhì)溶解平衡的應(yīng)用”教學(xué)實(shí)錄與反思［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2015（9X）.

注：本文系廣西教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2023年度課題“‘三新背景下培養(yǎng)高中生化學(xué)思維建模能力的實(shí)踐研究”（2023C425）的階段研究成果。

作者簡(jiǎn)介：陳娟，研究生，一級(jí)教師，主要研究方向?yàn)楦咧谢瘜W(xué)教學(xué)實(shí)踐。

（責(zé)編 劉小瑗）