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摘 要:化学平衡是化学反应原理的重要组成部分,其知识不仅对化学反应有更深刻的认识,还为后续章节提供了理论依据,也是中学化学学科中最富有思维深度和理论价值的一部分。教师在讲化学平衡理论时,应运用合理的教学策略,让学生在充分掌握理论知识的基础上,不断思维创新,建立正确的化学平衡观。
关键词:化学平衡;教学策略;合理运用
化学是一门自然科学,要学好化学,关键在于对化学概念的理解。化学概念在整个高中化学中具有举足轻重的地位,是学生建立化学观的前提和基础,也是提高化学素养的先决条件。而其中“化学平衡”是中学化学的重要概念,是以后学习电离平衡、盐类的水解、沉淀溶解平衡的基础,对很多知识的学习起着重要的指导作用。化学平衡相关概念对学生哲学素养的培养也有重要作用,蕴含着丰富的哲学思想,能更好的帮助学生形成正确的人生观,价值观。因此对化学平衡的教学研究一直都是我们教师的重点关注对象。本文就化学平衡概念的教学方法与策略谈谈自己的心得。
1 创设问题情境,引发认知冲突
在初中已学习过有关平衡的知识——饱和溶液及溶解度的概念,只是那时还没建立溶解平衡这个概念,而化学平衡与溶解平衡属于同位关系。因此,笔者在教学中通过复习饱和溶液的定义,设置一定的问题情境,引发新、旧概念之间的认识冲突,从而引入到化学平衡的学习中来。
(1)在一定温度下,在一定量的水中,加入蔗糖,当蔗糖溶解到一定量时,蔗糖将不再溶解,此时溶液为饱和溶液。
提出问题:
①在饱和蔗糖溶液中,再加入10克蔗糖还会溶解吗?
②是不是蔗糖的溶解停止了?
(2)这时笔者并不着急给出结论,而是用幻灯片播放一张一个水池里面装了半池水的图片。
继续提问:
这个水池里面装了半池水,保持很长时间液面高度不变,同学们怎样看待这半池水?
学生首先想到水池没有漏水,这是学生根据以往对事物的认知,比较容易想到这种静态平衡。
(3)接着继续播放另一张图片:一个水池有两个水管,一管流入,另一管流出。
再问:这个水池里面装了半池水,也保持很长时间液面高度不变,同学们又怎样看待这半池水?
当两水管的流速相等时,无论进行多长时间,水池液面的高度也能保持不变,这种动态平衡是学生一下难以想像到的。
这样的教学设计就可以让学生产生来源于学生内部的认知冲突,让学生认识到原有认知有不足的地方,这样可以激发学生继续学习的欲望,认识到有替换或调整旧概念的必要性。
这时再回到开始的两个问题上,学生就开始琢磨了,为什么加入的10克蔗糖质量不变呢?有没有可能,在溶液达饱和时,有蔗糖溶解同时又有溶液中的蔗糖结晶出来,但蔗糖溶解的质量和结晶出的蔗糖质量相同,所以质量不变呢?
这样学生就慢慢从旧的知识结构中对新的知识产生了兴趣,因为这个新知识在解释一些现象和问题上更有效。
(4)最后再利用自己拍的视频:将一定质量大块的蔗糖放入到饱和蔗糖溶液中,经过一段时间后,大块的蔗糖不见了变成小颗粒的蔗糖,但质量却没有减少。
通过实验视频,鲜明直观地验证了学生的猜想,这样一步一步让学生在通过自己的思考,分析了问题,打破了固有认识,从而认识到“动态平衡”这个新事物。
2 设置合作游戏,促进概念理解
接下笔者采用以一种“翻牌游戏”作为背景引入化学平衡,让学生亲身体验平衡建立的过程,化被动为主动,使抽象的问题具体化,建立正确的平衡观。
课堂活动——“翻牌游戏”:
游戏中,同桌的两位同学为一小组,活动前分发每个小组50张牌(牌分正、反两面),活动开始时,甲同学手中有50张正面牌,乙同学手中没有牌。规定每次翻牌,甲同学将手中正面牌数的25%翻成反面牌,同时交给乙同学;而乙同学将反面牌数的20%翻成正面牌,同时交给甲同学 [1 ]。若出现小数的情况,按四舍五入的原则取整数,游戏中每次翻牌将相应数据填入表1。
学生在游戏过程中,会发现当某次翻牌游戏中,将正面牌翻成反面牌的数量等于将反面牌翻成正面牌的数量时,这时正面牌数就等于反面牌数且一直保持不变,这种状态可以称为平衡状态。将游戏中的数据按要求绘画成图1。
在整个游戏中,通过自己动手的操作,学生会发现,正面牌和反面牌一直都是同时存在的,“正面牌翻成反面”和“反面牌翻成正面”这两个过程也是同时进行的,这样能深刻的认识到在一个可逆反应中反应物和生成物同时存在,正反应和逆反应也是同时进行的意义。
最终当学生发现无论再操作多少次翻牌游戏,正反面牌的数据都不再发生变化时,也就是达到平衡状态时,翻牌游戏还在继续进行,并没有停止,而从数据来看,却像“停止”了。这正是化学平衡状态所表现出来的宏观静止、微观运动的特征,让学生更能理解什么叫动态平衡。
再结合对图像的分析,学生会发现有两种情况可说明翻牌游戏达到平衡状态,让学生自行用文字总结得出结论:
当某次翻牌游戏中,将正面牌翻成反面牌的数量等于将反面牌翻成正面牌的数量时,这时正面牌数就等于反面牌数且一直保持不变,这种状态可以称为平衡状态。
达平衡时,是表中第7次翻牌游戏中“正到反的数目”等于“反到正的数目”的时候,
而不是表中第5次时“正面牌总数”等于“反面牌总数”都是25张的时候。这样可以让学生充分理解可逆反应中“等”的意义。
而对于可逆反应中“定”的意义,学生会发现“正面牌总数”或“反面牌总数”保持不变的时候也是平衡状态。同时再设问,“正、反面牌的总和”保持不变的时候是否牌为平衡状态呢?让学生了解可逆反应中并不是所有的量不变都是化学平衡状态。
3 通过类比分析,引入化学平衡
最后回归课本,让学生从游戏中引入到化学平衡的学习中来,这样就很容易理解课本上所给的如图2所示和课本所给的化学平衡状态的概念,并加以总结成为自己的知识。
课本概念:一定条件下,可逆反应进行到一定程度的时候,正反应速度和逆反应速度相等,反应物和生成物的浓度不再随时间而发生变化的状态,叫做化学平衡状态。
让学生根据自己的理解总结化学平衡的特征:
(1)“逆”: 可逆反应的正反应和逆反应是同时进行的。
(2)“动”: 化学平衡状态是动态平衡,达平衡时反应并未停止了,正、逆反应持续进行。
(3)“等”: υ(正) = υ(逆),某一物质的消耗速率等于其生成速率。
(4)“定”: 反应物和生成物浓度保持不变即为化学平衡状态。
笔者在教学过程中发现,学生上课的情绪都很高涨,讨论非常激烈,学生也表示这样的教学设计对他们学习化学平衡很有帮助。在后期的习题中,也发现学生在解决化学平衡问题时,对问题的分析更加透彻了。
化学概念的学习内容是由浅入深,螺旋上升的,已学的概念很多不够完善,而在学习过程中逐渐被新概念取而代之,但学生在学习新概念时会受到原有知识经验的影响,从而可能引发知识混乱。通过新知识与学生认知结
构中已有的相关知识的相互融合,慢慢形成新的知识结构。为了增强这种新旧知识的融合,要选择合适的教学策略,设置相应的情境,让学生能从已有知识中得到启示,经过类比分析,慢慢进入新知识的学习中。在这个教学过程中,必须让学生产生来源于学生内部的认知冲突,让学生对原有概念觉得不够满意,而新概念看上去更有道理,在解释一些现象和问题上更有效,最终接受这个新概念。
总之,在教学中,以学生为中心,让学生进入主动探索的学习境界,通过自己的体验获取知识,建立好正确的化学观,善于从学科思想的角度去看待问题,解决问题。这才是我们教育工作者最终的目标。
参考文献:
[1]付超群,李广州,任红艳.一种新颖的类比活动在“化学平衡”教学中的尝试[J].中学化学教学参考,2008(6):3-6.
关键词:化学平衡;教学策略;合理运用
化学是一门自然科学,要学好化学,关键在于对化学概念的理解。化学概念在整个高中化学中具有举足轻重的地位,是学生建立化学观的前提和基础,也是提高化学素养的先决条件。而其中“化学平衡”是中学化学的重要概念,是以后学习电离平衡、盐类的水解、沉淀溶解平衡的基础,对很多知识的学习起着重要的指导作用。化学平衡相关概念对学生哲学素养的培养也有重要作用,蕴含着丰富的哲学思想,能更好的帮助学生形成正确的人生观,价值观。因此对化学平衡的教学研究一直都是我们教师的重点关注对象。本文就化学平衡概念的教学方法与策略谈谈自己的心得。
1 创设问题情境,引发认知冲突
在初中已学习过有关平衡的知识——饱和溶液及溶解度的概念,只是那时还没建立溶解平衡这个概念,而化学平衡与溶解平衡属于同位关系。因此,笔者在教学中通过复习饱和溶液的定义,设置一定的问题情境,引发新、旧概念之间的认识冲突,从而引入到化学平衡的学习中来。
(1)在一定温度下,在一定量的水中,加入蔗糖,当蔗糖溶解到一定量时,蔗糖将不再溶解,此时溶液为饱和溶液。
提出问题:
①在饱和蔗糖溶液中,再加入10克蔗糖还会溶解吗?
②是不是蔗糖的溶解停止了?
(2)这时笔者并不着急给出结论,而是用幻灯片播放一张一个水池里面装了半池水的图片。
继续提问:
![](http://img1.qikan.com/qkimages/zxlk/zxlk201605/zxlk20160522-1-l.jpg)
这个水池里面装了半池水,保持很长时间液面高度不变,同学们怎样看待这半池水?
学生首先想到水池没有漏水,这是学生根据以往对事物的认知,比较容易想到这种静态平衡。
(3)接着继续播放另一张图片:一个水池有两个水管,一管流入,另一管流出。
再问:这个水池里面装了半池水,也保持很长时间液面高度不变,同学们又怎样看待这半池水?
当两水管的流速相等时,无论进行多长时间,水池液面的高度也能保持不变,这种动态平衡是学生一下难以想像到的。
这样的教学设计就可以让学生产生来源于学生内部的认知冲突,让学生认识到原有认知有不足的地方,这样可以激发学生继续学习的欲望,认识到有替换或调整旧概念的必要性。
这时再回到开始的两个问题上,学生就开始琢磨了,为什么加入的10克蔗糖质量不变呢?有没有可能,在溶液达饱和时,有蔗糖溶解同时又有溶液中的蔗糖结晶出来,但蔗糖溶解的质量和结晶出的蔗糖质量相同,所以质量不变呢?
这样学生就慢慢从旧的知识结构中对新的知识产生了兴趣,因为这个新知识在解释一些现象和问题上更有效。
(4)最后再利用自己拍的视频:将一定质量大块的蔗糖放入到饱和蔗糖溶液中,经过一段时间后,大块的蔗糖不见了变成小颗粒的蔗糖,但质量却没有减少。
通过实验视频,鲜明直观地验证了学生的猜想,这样一步一步让学生在通过自己的思考,分析了问题,打破了固有认识,从而认识到“动态平衡”这个新事物。
2 设置合作游戏,促进概念理解
接下笔者采用以一种“翻牌游戏”作为背景引入化学平衡,让学生亲身体验平衡建立的过程,化被动为主动,使抽象的问题具体化,建立正确的平衡观。
课堂活动——“翻牌游戏”:
游戏中,同桌的两位同学为一小组,活动前分发每个小组50张牌(牌分正、反两面),活动开始时,甲同学手中有50张正面牌,乙同学手中没有牌。规定每次翻牌,甲同学将手中正面牌数的25%翻成反面牌,同时交给乙同学;而乙同学将反面牌数的20%翻成正面牌,同时交给甲同学 [1 ]。若出现小数的情况,按四舍五入的原则取整数,游戏中每次翻牌将相应数据填入表1。
学生在游戏过程中,会发现当某次翻牌游戏中,将正面牌翻成反面牌的数量等于将反面牌翻成正面牌的数量时,这时正面牌数就等于反面牌数且一直保持不变,这种状态可以称为平衡状态。将游戏中的数据按要求绘画成图1。
在整个游戏中,通过自己动手的操作,学生会发现,正面牌和反面牌一直都是同时存在的,“正面牌翻成反面”和“反面牌翻成正面”这两个过程也是同时进行的,这样能深刻的认识到在一个可逆反应中反应物和生成物同时存在,正反应和逆反应也是同时进行的意义。
最终当学生发现无论再操作多少次翻牌游戏,正反面牌的数据都不再发生变化时,也就是达到平衡状态时,翻牌游戏还在继续进行,并没有停止,而从数据来看,却像“停止”了。这正是化学平衡状态所表现出来的宏观静止、微观运动的特征,让学生更能理解什么叫动态平衡。
再结合对图像的分析,学生会发现有两种情况可说明翻牌游戏达到平衡状态,让学生自行用文字总结得出结论:
当某次翻牌游戏中,将正面牌翻成反面牌的数量等于将反面牌翻成正面牌的数量时,这时正面牌数就等于反面牌数且一直保持不变,这种状态可以称为平衡状态。
达平衡时,是表中第7次翻牌游戏中“正到反的数目”等于“反到正的数目”的时候,
而不是表中第5次时“正面牌总数”等于“反面牌总数”都是25张的时候。这样可以让学生充分理解可逆反应中“等”的意义。
而对于可逆反应中“定”的意义,学生会发现“正面牌总数”或“反面牌总数”保持不变的时候也是平衡状态。同时再设问,“正、反面牌的总和”保持不变的时候是否牌为平衡状态呢?让学生了解可逆反应中并不是所有的量不变都是化学平衡状态。
3 通过类比分析,引入化学平衡
最后回归课本,让学生从游戏中引入到化学平衡的学习中来,这样就很容易理解课本上所给的如图2所示和课本所给的化学平衡状态的概念,并加以总结成为自己的知识。
课本概念:一定条件下,可逆反应进行到一定程度的时候,正反应速度和逆反应速度相等,反应物和生成物的浓度不再随时间而发生变化的状态,叫做化学平衡状态。
让学生根据自己的理解总结化学平衡的特征:
(1)“逆”: 可逆反应的正反应和逆反应是同时进行的。
(2)“动”: 化学平衡状态是动态平衡,达平衡时反应并未停止了,正、逆反应持续进行。
(3)“等”: υ(正) = υ(逆),某一物质的消耗速率等于其生成速率。
(4)“定”: 反应物和生成物浓度保持不变即为化学平衡状态。
笔者在教学过程中发现,学生上课的情绪都很高涨,讨论非常激烈,学生也表示这样的教学设计对他们学习化学平衡很有帮助。在后期的习题中,也发现学生在解决化学平衡问题时,对问题的分析更加透彻了。
化学概念的学习内容是由浅入深,螺旋上升的,已学的概念很多不够完善,而在学习过程中逐渐被新概念取而代之,但学生在学习新概念时会受到原有知识经验的影响,从而可能引发知识混乱。通过新知识与学生认知结
构中已有的相关知识的相互融合,慢慢形成新的知识结构。为了增强这种新旧知识的融合,要选择合适的教学策略,设置相应的情境,让学生能从已有知识中得到启示,经过类比分析,慢慢进入新知识的学习中。在这个教学过程中,必须让学生产生来源于学生内部的认知冲突,让学生对原有概念觉得不够满意,而新概念看上去更有道理,在解释一些现象和问题上更有效,最终接受这个新概念。
总之,在教学中,以学生为中心,让学生进入主动探索的学习境界,通过自己的体验获取知识,建立好正确的化学观,善于从学科思想的角度去看待问题,解决问题。这才是我们教育工作者最终的目标。
参考文献:
[1]付超群,李广州,任红艳.一种新颖的类比活动在“化学平衡”教学中的尝试[J].中学化学教学参考,2008(6):3-6.