摘 要:守恒法的運(yùn)用在高考中出現(xiàn)的頻次較高,在氧化還原反應(yīng)、電解質(zhì)溶液等中都可以見(jiàn)到,常用的守恒方法有能量守恒、質(zhì)量守恒、電子守恒、電荷守恒等。為培養(yǎng)提高學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng),強(qiáng)化學(xué)生化學(xué)中的守恒思維,老師要注重創(chuàng)設(shè)情境方法,在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中融入守恒法的教學(xué)思路,加強(qiáng)對(duì)教材的研究,甄別帶有守恒思想的化學(xué)知識(shí)點(diǎn),將守恒思想從獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)中提取、整合,形成一個(gè)教學(xué)整體,以利于學(xué)生形成系統(tǒng)性整體性化學(xué)守恒思維。同時(shí),教師要加強(qiáng)對(duì)高考中守恒法考試規(guī)律的研究摸索,掌握守恒法在高考中的趨勢(shì),在教學(xué)中突出重點(diǎn)開(kāi)展專題教學(xué),便于更好地提升教育實(shí)效。
關(guān)鍵詞:高考化學(xué);守恒法;教學(xué)策略
高考是選拔性考核,其特點(diǎn)比較明顯,即有效性、時(shí)效性、公正性等?;瘜W(xué)是一門高考科目,考查的重點(diǎn)是學(xué)生掌握的基本方法、基本技能以及基礎(chǔ)知識(shí),通過(guò)考試了解學(xué)生的核心素養(yǎng)以及各項(xiàng)能力?;瘜W(xué)教學(xué)的開(kāi)展很大程度上取決于高考考查內(nèi)容和方式,因此,研究高考化學(xué)試題對(duì)教學(xué)開(kāi)展的重要性不言而喻。
學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)對(duì)學(xué)習(xí)化學(xué)非常重要,學(xué)生盡早形成化學(xué)核心素養(yǎng),有利于在學(xué)習(xí)化學(xué)的過(guò)程中培塑終身學(xué)習(xí)的能力。如何培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng),可以從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)特別是化學(xué)基本理論出發(fā),如守恒思想,有能量守恒、電荷守恒、電子守恒、質(zhì)量守恒等。守恒不僅包括宏觀守恒,也包括微觀守恒,從兩個(gè)方面著手來(lái)深入認(rèn)識(shí)守恒,更加利于學(xué)生形成化學(xué)核心素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
一、守恒法的概念
化學(xué)學(xué)科中一種重要的計(jì)算方法和思想是守恒,沒(méi)有特殊情況下,其他方法也能夠解開(kāi)守恒法解開(kāi)的題目,但是往往過(guò)程更加繁瑣。為提高學(xué)生解題的效率,守恒法被廣泛應(yīng)用于解答化學(xué)題目,其應(yīng)用廣泛的原因是能夠化繁為簡(jiǎn),其原理是利用了化學(xué)變化中某些特定量不變的原則。守恒法有很多種表述,按原理可以分為能量、質(zhì)量、電子、電荷守恒這四種。其中,質(zhì)量守恒是最基本的,微粒守恒在一些變化中體現(xiàn)可以追溯到質(zhì)量守恒,如:得失電子守恒相對(duì)于氧化還原反應(yīng)。
能量守恒:能量在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過(guò)程中總量不變,在物體之間的轉(zhuǎn)移或者形式發(fā)生轉(zhuǎn)化,但是不會(huì)憑空消失,更不會(huì)憑空產(chǎn)生;質(zhì)量守恒:在化學(xué)反應(yīng)前質(zhì)量是多少,化學(xué)反應(yīng)后所產(chǎn)生的各種物資與之前相比一樣;電子守恒:在氧化還原反應(yīng)中應(yīng)用較多,得失電子總數(shù)一致,在電解中也用到,也是得失電子總數(shù)一致;電荷守恒:常見(jiàn)于電解質(zhì)溶液,即保持中性,陰離子負(fù)電荷數(shù)量與陽(yáng)離子正電荷的數(shù)量一致。
二、守恒法的考點(diǎn)
守恒法在化學(xué)高考中出現(xiàn)的頻次較高,氧化還原反應(yīng)就是其中之一,要綜合應(yīng)用守恒法書(shū)寫(xiě)方程式;熱化學(xué)方程式或求反應(yīng)熱用到蓋斯定律(能量守恒);電子守恒、電荷守恒常用于電解池和原電池工作原理。相關(guān)守恒法在高考中靈活出現(xiàn),要活學(xué)活用,才能做到真正融會(huì)貫通。
考點(diǎn)主要有:(1)蓋斯定律:化學(xué)反應(yīng)的最初狀態(tài)到最終狀態(tài),無(wú)論是一步完成還是多步完成,在容積和壓力固定的情況下,產(chǎn)生的反應(yīng)熱是一樣的。因此,蓋斯定律可用于計(jì)算一些難以測(cè)定的反應(yīng)熱。(2)氧化還原反應(yīng):得失電子守恒,即在反應(yīng)過(guò)程中,還原劑失去電子數(shù)與氧化劑得到電子數(shù)一致。這是一個(gè)比較熱門的高考考點(diǎn),考查方式比較靈活,學(xué)生既要掌握基本理論,也要學(xué)生結(jié)合實(shí)際靈活運(yùn)用。(3)溶液中的三大守恒:元素、電荷、質(zhì)子。溶液中的一種元素以各種形式存在,其濃度與發(fā)生化學(xué)反應(yīng)前的原始狀態(tài)下一致。電荷守恒前面已經(jīng)描述,這里不再贅述。質(zhì)子守恒,即堿得到質(zhì)子與酸失去的質(zhì)子一致。(4)方程式配平是一種守恒法的綜合應(yīng)用,既有電子守恒、電荷守恒,也有原子守恒、質(zhì)量守恒等。快速配平方程式一定要掌握守恒法精髓,同時(shí)這也是化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。(5)有機(jī)物分子式確定,這在高考中出現(xiàn)的頻率較高,快速解出此類題目的關(guān)鍵是利用原子守恒,即各元素的原子守恒,先分析出分子式,在此基礎(chǔ)上,再分析出結(jié)構(gòu)式,用此方法解題的效率還是比較高的。(6)其他還有電解池、原電池工作原理等知識(shí)點(diǎn)考查。
三、守恒法教學(xué)策略
守恒法在化學(xué)高考中出現(xiàn)的考點(diǎn)多,如何增強(qiáng)守恒法的教學(xué)實(shí)效,使學(xué)生在學(xué)習(xí)中更深的掌握,在考試中更好地應(yīng)用是應(yīng)該致力解決的問(wèn)題。筆者認(rèn)為可以從以下三個(gè)方面考慮。
(一)研究考查趨勢(shì),探索高考化學(xué)中守恒法知識(shí)點(diǎn)考試規(guī)律
教育改革不斷深化,高考內(nèi)容更加側(cè)重綜合能力、智力性和創(chuàng)造性。教育在變、高考在變,教師也需要緊跟步伐,積極研究探索教育新要求、高考新變化,掌握高考題目考查點(diǎn)的變化,積極探索形成有針對(duì)性的教學(xué)方法。從近年來(lái)高考化學(xué)試卷看出,化學(xué)高考中應(yīng)用到守恒法的頻次較多,需要引起高度重視。
例如:化學(xué)高考中經(jīng)常出現(xiàn)方程式,解題用到的守恒法有:原子、電荷、質(zhì)守恒量等,這種情況下,在氧化還原反應(yīng)的教學(xué)中,要注重守恒法的使用,便于學(xué)生更好理解和運(yùn)用;這幾年,化學(xué)高考中的選擇題反復(fù)出現(xiàn)溶液類考題,涉及的守恒主要是質(zhì)子守恒、物料守恒和電荷守恒,為提高正確率,學(xué)生要深入理解這三種守恒的內(nèi)涵實(shí)質(zhì),這就要求老師在教學(xué)的時(shí)候加強(qiáng)針對(duì)性訓(xùn)練。所以,化學(xué)老師應(yīng)該深入研究守恒法在高考中出現(xiàn)的形式和趨勢(shì),總結(jié)規(guī)律,有針對(duì)性地開(kāi)展教學(xué),隨著高考考查重點(diǎn)的變化及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略,以更好適應(yīng)教學(xué)需要。
(二)研究基本教材,深入挖掘守恒法在教材中的體現(xiàn)
為更好地教授守恒思想,需要加強(qiáng)對(duì)教材的研究。守恒法涉及的思想融入很多概念和知識(shí)點(diǎn)之中,電荷守恒和原子守恒可見(jiàn)于離子反應(yīng),電子得失守恒與元素守恒可見(jiàn)于元素和化合物,電子守恒、電荷守恒、原子守恒等可見(jiàn)于氧化還原反應(yīng)。從教材內(nèi)容設(shè)置來(lái)看,沒(méi)有把守恒思想作為獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行單列,其隱含在多個(gè)知識(shí)點(diǎn)和概念之中,需要不斷地進(jìn)行感悟和總結(jié),才能得出守恒的思維觀念。對(duì)老師的要求是,需要從一系列的知識(shí)點(diǎn)中總結(jié)守恒思維,從而在教學(xué)中強(qiáng)化學(xué)生的整體理解和把握。
例如:元素和化合物中有電子得失守恒與元素守恒。教材中,金屬和氧氣、堿、酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成化合物,從中尋找轉(zhuǎn)化關(guān)系,金屬原子失去電子呈現(xiàn)一個(gè)什么樣的趨勢(shì)。元素守恒的多種方式,如碳的多種轉(zhuǎn)化,有機(jī)轉(zhuǎn)向無(wú)機(jī)、無(wú)機(jī)轉(zhuǎn)向有機(jī),在有機(jī)界的轉(zhuǎn)化,在無(wú)機(jī)界的轉(zhuǎn)化。在教學(xué)中,要經(jīng)常灌輸物質(zhì)的元素性,即元素的多種組合產(chǎn)生了不同的物質(zhì),在化學(xué)變化中,元素是守恒的。
(三)融入課堂教學(xué),將守恒思想貫穿化學(xué)教學(xué)過(guò)程之中
在課堂教學(xué)中融入守恒思想也很關(guān)鍵,這方面主要可以分成兩個(gè)過(guò)程,一要在新課中滲透,即通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境的方法讓學(xué)生更好地理解?!疤铠喪健苯虒W(xué)在傳統(tǒng)課堂中根深蒂固,學(xué)生被動(dòng)式接受不利于培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性,學(xué)生主體性在新課程要求中被突出出來(lái),旨在克服傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端。創(chuàng)設(shè)情境教學(xué)是一種有效地教學(xué)方式,意在課堂上制造與理解知識(shí)點(diǎn)密切相關(guān)的情境,從而讓學(xué)生更好地理解知識(shí)點(diǎn)。在教授氧化還原反應(yīng)時(shí),可以以蘋(píng)果切開(kāi)后放久了發(fā)黃的例子引入概念教學(xué),抓住學(xué)生的興趣的注意力,進(jìn)入化學(xué)方程式教學(xué)時(shí),也要注重創(chuàng)設(shè)情境,逐步引導(dǎo)學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn),通過(guò)一段段的情境構(gòu)造,讓學(xué)生始終保持一個(gè)比較好的學(xué)習(xí)勁頭。二要在復(fù)習(xí)課中強(qiáng)化,將守恒思想從一個(gè)個(gè)知識(shí)點(diǎn)中抽絲剝繭,形成一串化學(xué)教材的很多知識(shí)點(diǎn)都包含守恒思想,新課教學(xué)難以將知識(shí)點(diǎn)中的守恒思想進(jìn)行串聯(lián),因而在復(fù)習(xí)課中要注重加強(qiáng)這方面的教學(xué),從多而散的知識(shí)點(diǎn)中提煉,打破守恒思想的獨(dú)立性,增強(qiáng)守恒思想的系統(tǒng)性和連貫性。同時(shí)也要注重整合學(xué)生頭腦中的知識(shí)點(diǎn),對(duì)原有不完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組和改造。專題教學(xué)可以用于強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn),在教學(xué)中加強(qiáng)訓(xùn)練,突出專題:物質(zhì)世界的守恒。將零散守恒知識(shí)點(diǎn)化零為整,教學(xué)中直指本質(zhì),促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步理解。專題中可設(shè)置多個(gè)板塊,如:能量守恒、質(zhì)量守恒等獨(dú)立守恒,電解質(zhì)溶液、氧化還原反應(yīng)等存在多種守恒的綜合守恒。
例如:化學(xué)高考中每年都出現(xiàn)氧化還原反應(yīng)考點(diǎn),其重要性不言而喻。該反應(yīng)的本質(zhì)可以總結(jié)為:得失電子守恒。除了創(chuàng)設(shè)情境引入教學(xué)內(nèi)容,還要在課堂上反復(fù)強(qiáng)調(diào)電子守恒的思維,從基本知識(shí)、基本概念起步,逐步深化教學(xué)內(nèi)容,有效整合電子守恒的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。具體訓(xùn)練中,可以反復(fù)練習(xí)還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物的推斷,以及氧化還原方程式配平,不斷加深電子守恒的理解掌握。電子守恒法還可以簡(jiǎn)化解題步驟,有些題目可以不用列出化學(xué)方程式,老師在教學(xué)的時(shí)候也要加強(qiáng)這方面的講授,用守恒思維提高解題效率。
結(jié)束語(yǔ)
守恒法在化學(xué)課程中的應(yīng)用非常廣泛,對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量和考試成績(jī)有非常重要的意義,也有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。在講授化學(xué)知識(shí)的時(shí)候,要對(duì)照教材中的知識(shí),著重構(gòu)建學(xué)生的守恒知識(shí)體系,大力克服學(xué)生零散的守恒思維,將守恒知識(shí)串成一線,塑造成一個(gè)整體。同時(shí),在傳授知識(shí)的時(shí)候,更加要注意傳授方法,綜合多種教學(xué)手段,激發(fā)學(xué)生的參與度和主體性。教師也要注重加強(qiáng)守恒法教學(xué)研究,把握高考規(guī)律,以此作為牽引促教、促學(xué),增強(qiáng)教學(xué)的針對(duì)性和有效性。師生雙方都要注重反思,經(jīng)常性思考能夠提升教學(xué)效果和學(xué)習(xí)成效的方法策略,老師在反思中提升教育水平,學(xué)生在反思中完善知識(shí)體系,最終達(dá)到提升高考成績(jī)的目的。
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作者簡(jiǎn)介:龍亮,男,出生于1982年8月,籍貫湖南邵陽(yáng),職稱中教化學(xué)一級(jí),研究方向高中化學(xué)教學(xué)研究