巧用思維模型 為高效復習插上騰飛的翅膀

摘?要：以“離子平衡圖像題中粒子濃度的關系”復習課為例，設計“學生編題、教師變題、學生做題”三個學習任務，引導學生進行優化學科知識結構、強化圖像信息素養的思維建模。

關鍵詞：思維模型;離子濃度關系;離子平衡圖像

一、 問題的提出

電解質溶液是高中化學重要的基礎理論之一，而電解質溶液中粒子濃度關系是電解質溶液的教學重難點，在近幾年的高考試題中，已然成為一個必考的知識點。但該類題型也是學生得分率很低的題型，原因是電解質溶液中粒子濃度的關系涉及電離理論、水解理論、守恒思想、平衡思想、元素觀、微粒觀、定量觀等理論知識和化學核心觀念，同時這類試題大多以圖像為載體，要求考生從圖像中獲取信息、整合信息、應用信息分析問題和解決問題，綜合性強，難度較大。雖然每位高三老師都會將其作為一個重要的考點幫助學生復習，但經過三輪復習后，很多學生仍然找不到解決問題的切入點，解題時不知如何下手，這說明學生雖然做了大量的練習，但仍然沒有把握住試題的核心本質，缺乏回答問題的角度和思路，導致思維程序混亂，學生難以觸類旁通，舉一反三。基于此情況，教師在指導學生進行復習時，不僅要交給學生知識技能，還要引導學生學會如何分析問題，能夠歸納、總結問題，優化解題思路，并讓解題思路模型化，以幫助學生形成有序的系統思維，并在此過程中探尋問題的核心，以深化對知識的理解，并提升思維的深刻性和靈活性，促進學生學科核心素養的發展。

二、 教學思路

筆者在“離子平衡圖像題中粒子濃度的關系”的教學中發現學生存在如下思維障礙：①不能確定溶液中存在哪些微粒，它們發生什么樣的變化，存在什么樣的平衡;②缺乏分析離子平衡圖像的解題思路，面對這類題目感覺無從下手;③不熟悉陌生的橫縱坐標的表征形式。鑒于此，我從以下兩方面對本部分內容進行思維建模：①學科知識結構的優化;②信息素養的強化。因此本節課的設計思路如下圖（圖1）所示：

三、 構建思維模型，提高復習效率

（一）學生編題——喚醒并完善學生的思維基點

【例1】①CH3COOH溶液;②0.1mol·L-1NaOH溶液與0.1mol·L-1NaHCO3溶液等體積混合;③0.1mol·L-1NaHA溶液（1

【教師】請同學們解釋各選項的設計意圖，剖析各選項的正誤原因。

從學生的回答發現很多同學不知道如何去分析溶液中存在哪些微粒，不懂利用電離平衡、水解平衡是微弱的特點，不知何時考慮電離平衡，何時考慮水解平衡等。因此針對學生暴露的問題，筆者在教學中引導學生從“五定”模式進行分析：（定質）確定最終的溶質及電解質類型→（定量）溶質間的濃度關系→（定式）書寫有關電解質的電離方程式、水解離子方程式→（定粒）確定溶液中粒子的種類→（定序）確定離子濃度大小、電荷守恒、物料守恒及質子守恒。

設計意圖：

通過宏觀分類、微觀變化，思想梳理，明確微粒的反應、變化、平衡及守恒，靈活運用定量思維，邏輯關系，確定粒子濃度關系，思維模型水到渠成：

1. 構建離子濃度大小比較模型

通過五定法確定溶液中的離子濃度大小，在定序時要注意：①強電解質（強酸、強堿和鹽）在水中全部電離;②大多數弱酸、弱堿的電離及鹽的水解程度在1%的數量級，因而是微弱的;③多元弱酸的電離是分步的，以一級電離為主，多元弱酸的酸根水解也是分步進行的，主要以第一步為主，所以多元弱酸的二級電離、多元弱酸的酸根的第二步水解還有水的電離都是極其微弱的。即：

2. 構建電荷守恒模型——溶液呈電中性

通過五定法確定溶液中的離子電荷守恒，在定序時要注意：找全溶液中所含離子種類是解題關鍵。

3. 構建物料守恒模型——溶液中某元素的原子守恒

通過五定法確定溶液中的物料守恒，在定序時要注意：通過確定溶質的濃度關系，找到守恒的原子，并確定這些原子在溶液中以何種形態存在，但注意氫原子和氧原子一般不用于物料守恒，因為溶質為水。

4. 構建質子守恒模型——溶液中分子或離子得失H+的數目不變

通過五定法確定溶液中的質子守恒，在定序時要注意：明確這些微粒子哪些是結合H+以及結合H+的數目，哪些電離出H+及電離出H+的數目。

（二）教師變題——構建圖像分析思維模型

高考或模擬題中出現離子平衡圖像題時，學生往往不能正確讀圖、識圖、析圖，思維無序甚至混亂，因此筆者設計如下一道例題：

【例2】常溫下，用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1CH3COOH溶液，能否畫出滴定曲線的草圖。

【教師】請同學們思考畫圖時要注意什么？

設計意圖：通過畫滴定曲線圖及繪圖后的討論，豐富和完善了學生的認知角度，使他們明白在畫滴定曲線圖時，要確定橫縱坐標代表的物理量，根據反應原理抓住關鍵點，并畫出曲線的變化趨勢，這也是我們解離子平衡圖像題所需要關注的地方。

【學生】學生茅塞頓開。

設計意圖：

本環節呈現出不同的圖像，圖像中的橫坐標增加了認知的難度，也有利于學生的深度思考：不管坐標如何變化，將其改成熟悉的離子濃度，再找到關鍵點，離子平衡圖像題中粒子濃度的關系的問題就能迎刃而解。教師通過一個例題和一個變式，循序漸進地幫助學生構建離子平衡圖像題中粒子濃度的關系的解題模型（見圖2）。

（三）師生賞題——應用思維模型

【例4】常溫下將NaOH溶液滴加到己二酸（H2X）溶液中，混合溶液的pH與離子濃度變化的關系如圖所示。下列敘述錯誤的是（?）

本題由單一線條拓展至雙線條，豐富了圖像的表征形式，增加了試題的陌生度，但通過圖2的思維模型構建后，學生已經知道了離子平衡圖像題的解題方法與程序，能夠快速地而準確地分析圖像中的有用信息，并正確作答。

四、 結語

綜上所述，思維模型的建構對于課堂教學而言，可以更加直觀、系統地呈現出知識之間邏輯關系，使得課堂效益得到了有效的提高;對學生而言，不僅有助于學生知識體系的構建，還為化學問題的解決提供了基本思路，這樣學生就可以跳出題海戰術的魔咒，使復習備考事半功倍，更有時效性。

參考文獻：

[1]李昆.比較溶液中微粒濃度大小[J].高中數理化，2016（12）：44.

[2]岳慶先.基于思維導圖的問題解決思維模型的建構——以電解質圖像問題為例[J].化學教學，2018（4）：81-86.

[3]孟令福.例談定量思維在判斷粒子濃度關系中的應用[J].化學教學，2018（7）：92-96.

作者簡介：

陳蘭芳，福建省三明市，福建省三明市永安市第一中學。