基于“守恒法”的高中化學解題策略研究

陳偉（湖北省十堰市鄖陽區第一中學 442500）

眾所周知，化學反應遵循的是“能量守恒定律”和“質量守恒定律”原則。學生在深入學習兩個規律的基礎上可以掌握物質變化規律及本質，更加科學、客觀地認識世界，形成正確的解題理念。“守恒法”可以促進學生形成持久性的守恒觀念，并加深對化學知識內涵及聯系的探索與思考，引領自身化學思維向高層次進階。“守恒法”現已成為培養學生化學核心素養的重要路徑。

一、“守恒法”的概念特征

“守恒法”指的是利用某一物質在化學反應中特定量固定不變的原理來解決問題的一種方法。“守恒法”蘊含了大量的化學概念及知識理論，具有高度的概括性。守恒觀念是一個由淺入深、由表及里的過程，呈現出明顯的階段性特點；其一旦形成就會對學生產生長遠的影響，具有持久性。根據內容實質歸納剖析，“守恒法”又包括質量守恒、能量守恒、電荷守恒、電子守恒、元素守恒、原子守恒等幾種具體的類型。

二、“守恒法”在高中化學解題中的應用優勢

“守恒法”并不是一種簡單的教學方法，它包含了廣泛的宏觀和微觀化學知識。學生利用“守恒法”解題，就好比在復雜、抽象的知識體系中抓住了一條明確的核心主線。利用守恒關系，一方面能夠化繁為簡，極大地提高解題速度；另一方面能夠去偽存真，大大提高解題的準確性，從而有效提高化學解題的效率。將“守恒法”應用于高中化學解題，一是可以幫助學生深刻、全面地理解物質的變化規律；二是可以幫助學生對化學知識進行深層次理解。發展學生的守恒觀，也是提升高中化學核心素養的重要內容。

三、新課程標準下高中化學守恒的相關內容要求

1.教材中的守恒主題與學習內容要求

課本中有關“守恒主題”的內容可以歸納為以下幾點：一是關于物質結構與化學反應，包括認識化學能量變化、氧化還原反應、物質蘊含的能量性等；二是無機物及應用，包括認識電子轉移、書寫電離方程式、利用方程表述化學性質等；三是化學反應原理，包括認識化學能與熱能轉化所遵守的能量守恒、原電池工作原理等；四是離子反應與平衡，認識離子存在，分析電離、水解、沉淀溶解的平衡移動特性，引導學生形成學生正確的平衡觀、微粒觀和守恒觀。

2.全國高考試題標準對守恒的考查要求

考試大綱是高考的風向標。通過研究高校招生全國統一考試大綱中的考試模塊及與守恒內容相關的考查要求，可以為“守恒法”教學提供重要的指導和思路。“守恒法”是化學定量研究的重要基礎。針對高中化學的基本概念理論，一是要求學生要深入、全面地理解質量守恒定律，并在準確書寫化學方程式的基礎上開展有關的化學計算。二是要全面了解生活中比較常見的氧化還原反應現象，充分認識氧化還原反應，并掌握其公式配平方法。三是要正確認識原電池和電解池的工作原理，理解化學反應中能量轉化的基本形式等。

四、基于“守恒法”的高中化學解題方法與策略

著名教育家陶行知說：“我們深信師生共生活，共甘苦，為最好的教育。我們深信教師應當學而不厭，才能誨人不倦。”將“守恒法”融入高中化學解題教學之中必須：

1.梳理高考試題中有關守恒的內容

通過歸納、總結近些年的高考試題，有關守恒內容的考題可以大致梳理為以下幾種類型：一是關于溶液中的守恒關系。溶液中的守恒不外乎物料、質子和電荷三大守恒定律。二是氧化還原反應。考題對其中形式多樣的得失電子守恒的考查比重較大。三是化學方程式的配平。化學方程式的配平關系到化合價升降、電荷、質量、電子、原子等守恒定律，內容復雜、涵蓋面廣，是檢驗學生化學基礎的必考內容。四是電池的工作原理。這其中包含了原電池工作原理和電解池工作原理兩部分內容。

2.分析守恒思想及考查趨勢

深入理解守恒思想、把握試題對守恒內容的考查趨勢，是高效應用“守恒法”解題的重要基礎。一是要對化學教材進行深入研究，充分挖掘課本中包含的守恒定律及守恒思想。守恒思想一般隱藏于化學概念及相關知識中，教師要善于從概念內容等細節之處分析、挖掘守恒知識。比如，離子反應中蘊含著電荷守恒、原子守恒；元素與化合物知識中蘊含著電子得失守恒與元素守恒。教師必須從復雜的知識體系中梳理出具體的知識內容與守恒思想的結合點，引導學生進行分類整理，從而建立守恒理念。二是全面研究高考中關于守恒內容的試題，分析未來“守恒法”應用于化學解題的發展趨勢。近年來，高考化學試題越來越強調考查學生的創造能力。從學生答題的準確率來看，有關電化學中守恒的考查對學生來說難度較大，出錯率相對也更高。化學教師必須深入分析有關電化學的守恒題目，并有針對性地在電化學知識體系中融入守恒思想，跟上教育教學改革潮流和命題趨勢。

3.優化“守恒法”的解題方式及應用技巧

要確保“守恒法”在高中化學解題中的實效性，教師必須引導學生全面了解解題方法與應用技巧。一是把握質量守恒的解題技巧方法。“質量守恒”必須準確把握“反應物總量、生成物總量，元素種類，原子種類、數目、質量”保持不變的核心原則；明確反應后物質種類以及構成物質的分子種類是必然會改變的；而產生的分子總個數也有可能會發生改變。二是把握能量守恒的解題方式和技巧。能量守恒的本質是能量的傳遞性和轉化性，它可以從一個物體轉移到另一個物體，也可以從一種形式轉化為另一種形式，但卻不能憑空產生或消失。能量守恒的具體應用形式就是蓋斯定律，化學教師必須格外注意。三是把握電荷守恒的解題方式和技巧。利用電荷守恒解題書寫守恒等式，必須全部找出溶液中的陰陽離子，特別是水的電離以及電離水解產生的新離子。要正確判斷陰陽離子數的守恒并不一定代表電荷守恒。四是正確把握電子守恒的解題方式和技巧。在依據電子守恒進行解題時，務必要遵循分析化學反應過程、確定電子數目、列出等式關系的基本步驟進行計算，相比較其他傳統的解題方式可以簡化流程，提高準確率。此外，很多考試題目并非單純地考查某一種守恒定律，而是融合了多種守恒關系，教師要引導學生正確辨析，靈活、綜合應用。

“守恒法”將焦點放到了在化學反應體系中只抓住某種量的起始狀態和結束狀態，使得在解題過程可以省略掉很多不必要的環節。它將原本復雜的計算變得簡潔而清晰，切實達到了化繁為簡的目的，有效提高了解題效率。將“守恒法”應用于高中化學解題意義重大，同時也需要廣大化學教師持續、深入地進行研究。