基于“變化觀念與平衡思想”的高中化學教學策略
——以“難溶物沉淀溶解平衡”教學為例

王斯良

（永泰縣第一中學，福建永泰 350700）

“變化觀念與平衡思想”是化學學科核心素養之一，是學生對化學變化過程的綜合認識。為培養學生的化學變化觀念與平衡思想，蘇教版普通高中化學教材不但在必修2中設置了“化學反應與能量變化”，還開設了《化學反應原理》課程。教學中化學知識的學習必須通過相關問題的設置和實驗進行引導，讓學生的創新意識得到提高，創新思維得到深化，還應該將所學知識運用到實踐中，起到解決實際問題的作用，以培養學生的綜合素養。教師在課堂教學中，應圍繞變化觀念與平衡思想，選取合適的教學內容，落實學科素養教育。

一、“變化觀念與平衡思想”的涵義

研究化學中物質之間的相互轉化的基本觀念就是中學化學的變化觀念，化學變化過程又涉及有關平衡問題，變化觀念與平衡思想是動態的組織機構。高中化學變化觀念與平衡思想核心素養的內涵包括：（1）在一定條件下，物質能遵循一定的規律在不斷地運動和變化的。（2）化學變化是可以調控的，且有一定的速率和限度并生成新物質。（3）能多角度、多元化的分析問題，在一些預設的條件下能預測可能產生的結果。（4）能揭示物質間相互反應的內在聯系與變化規律［1］。

總之，“變化觀念與平衡思想”是學生對化學變化過程的綜合認識。教師要讓學生能夠認識化學反應是一個形成新物質的過程，在變化過程中可通過創造一些條件讓反應達到原先預期的目的來助力社會發展，能借助變化觀念去理清化學變化的本質，能夠運用已掌握的變化規律去解決問題，能用變化觀和平衡觀對社會現象做出正確的價值判斷。

難溶電解質的沉淀溶解平衡是建立在學生已知的化學平衡、弱電解質的電離平衡的基礎上進一步學習的，有助于學生形成系統的離子平衡理論，［2］動態認識沉淀溶解平衡，多角度的分析有難溶電解質參加反應或生成離子反應的本質，進一步發展學生的變化觀和平衡觀。

本文以“難溶物沉淀溶解平衡”的教學為例，闡述對“變化觀念與平衡思想”素養培育的體會。

二、“變化觀念與平衡思想”教學策略

（一）創設真實情境，感知化學變化

化學知識的學習具有一定的情景性，通過情景設計，順利導入課堂內容，激發學習興趣，驅動學習動力。教師在教學過程中依據多元智能結構，適當的融合多種教學手段、聯系整體的學科知識，引導認知變化觀念，更能夠讓學生精確、全面、透徹地理解化學概念。

本節引課是通過“溶洞形成”的圖片和“小孩蛀牙”的視頻創設教學情景。首先播放“溶洞的照片”，這些千奇百怪的石柱、石筍都是由于水和二氧化碳長期緩慢侵蝕石灰巖而創造出來的杰作，石灰巖的主要成分為CaCO3。石灰巖組成的山地當溶有CO2和H2O時就會反應生成溶解性較大的Ca（HCO3）2，溶有Ca（HCO3）2的水遇熱或壓強突然減小時，溶在水中的Ca（HCO3）2又重新生成CaCO3沉積下來，沉積在洞頂形成鐘乳石，沉積在洞底形成石筍，當鐘乳石與石筍相連就形成石柱。接著展示小朋友愛吃糖容易引起蛀牙的視頻。

通過這樣情景的創設，能順理成章地引出沉淀溶解平衡的課題，不但讓學生認識物質變化的過程所涉及的化學變化規律，讓學生感受到學以致用并增強學習內容與“變化觀念與平衡思想”的聯系。而且激發學生的認知欲望和學習興趣，幫助學生理解化學與社會、環境的相互作用，感受到學習化學的樂趣。

（二）強化實驗教學，建構變化觀念

學生要對所獲得的化學知識、形成的化學概念有感性的認識都離不開實驗這個手段。實驗能為學生在一些特定條件的化學反應作出判斷等思維活動提供鋪墊條件，不管實驗的素材和屬性是否具有探究的特點，應盡量通過實驗的教學，以助于豐富感性認識，以利于理解物質的變化觀念。實驗現象具有鮮明直觀的特點，有利于讓學生對變化觀念的形成和實驗現象的成因分析；有利于對轉變觀念的微觀探析，引導獲得實驗結論；有利于對變化觀念與平衡思想的歸納總結。

要將抽象的化學概念知識具體化的最好辦法就是通過實驗、模擬、建模等形式來實現，這樣根據實驗觀察到的現象，提出問題，再用事實驗證將問題引向深入，既能降低學生學習的難度又能提升學生的創新能力，進一步理解化學變化的過程。［3］

基于以上認識，在課堂上，筆者引導學生探究“飽和氯化銀溶液中是否有Ag+離子存在”的化學實驗。首先在試管中加入2ml濃度為0.1mol/L的NaCl溶液，然后加入2-3滴濃度為0.1mol/L的AgNO3溶液，學生觀察到有白色沉淀產生。其次，再往制得的飽和氯化銀溶液中滴加幾滴0.1mol/L的KI溶液，又可以發現白色沉淀變成了黃色。通過分析反應現象，學生不難發現，在飽和氯化銀溶液中有Ag+離子存在。知道沉淀溶解、生成、轉化的實質是沉淀溶解平衡的移動，從而建立動態的沉淀溶解平衡概念。

這樣自主探究實驗的真實情景，能有效激發學生學習和積極互動，并能促使學生在解決實際問題的過程中自主地建構，有助于深度理解化學原理，從而達到教學目的。

（三）完善變化觀念，形成平衡思想

核心素養的培養關注核心知識、創新思維的培養，要善于運用循序漸進的策略，通過比較、歸納、分析、綜合等強化學生的核心素養，幫助學生打牢雙基和鞏固核心概念。從現象到本質是化學學科的認知過程特點，學生通過化學現象，弄清化學反應的本質特征，才能深入思考現象和本質之間的內在聯系，才能完善變化觀念，形成平衡思想。

課堂上往飽和PbI2溶液中滴加幾滴0.1mol/L的KI溶液，學生可以發現有黃色沉淀，讓學生改用滴加幾滴0.003mol/L的KI溶液，也能看到有黃色沉淀。這樣讓學生逐漸探索，讓學生鞏固了外界條件對平衡的影響，接著可以進一步讓學生利用實驗數據估算PbI2的Ksp，加深對溶度積定義的理解。同時產生新疑問：是否加入任何濃度的KI溶液都能產生沉淀？形成沉淀的條件又是什么？

向學生提出了一系列問題，引導他們歸納沉淀溶解平衡的特征、沉淀形成的條件和先后順序等問題。通過這些問題的設置，產生預判、結果和證據之間的邏輯關系；再通過問題驅動的實驗探究，對化學現象的探索和變化過程的分析、推理等方法來逐步地建立起學生的變化觀念與平衡思想，培養學生多角度、多元化的分析問題能力，構建沉淀溶解平衡的知識體系，真正地讓學生初步認知變化，感受化學反應的本質。［4］

為此，教學中讓學生進一步進行活動探究：各取1ml 0.005mol/L K2CrO4溶液、0.0003mol/L K2CrO4分別與1ml 0.0001 mol/L AgNO3溶液混合，發現濃度稀的不產生沉淀，學生由此產生的疑問，從定量的角度通過用數據證明已知的結論。通過計算Qsp值，再經討論可知，形成沉淀是有條件的，條件不同發生的反應也不同，深化認識沉淀溶解和生成反應發生的條件。其中涉及學生必須掌握的濃度、溶度積常數、離子積和溶解度的計算，通過對溶度積常數、離子積的運用，可以讓學生定性判斷沉淀溶解平衡的方向，在應用平衡移動原理解釋的基礎上，尋求判斷沉淀溶解平衡狀態的定量關系，進一步加深學生對沉淀溶解平衡建立的深刻理解。

通過這樣的組織學生進行深度的探究，充分發揮學生的主體地位，提高他們對化學變化觀念與平衡思想的認識與應用能力，達成提高學生的核心素養，讓學生構建較為完善的知識體系。

（四）知識遷移應用，提升核心素養

學生在前面學習了用離子積與溶度積比較判斷沉淀溶解平衡的感性基礎上，再進一步向學生提問：形成沉淀有順序嗎？并用探究實驗驗證自己的猜想，這樣讓學生對形成沉淀條件的認識會更深入、更全面，建立起一個更生動形象的沉淀溶解平衡的知識體系。

課堂上讓學生實驗：往裝有1ml 0.001mol/L NaCl溶液的試管中，先滴加2滴0.005mol/L K2CrO4溶液，再逐滴滴加0.0001mol/L AgNO3溶液，振蕩，觀察到先有白色沉淀后才有黃色沉淀出現，讓學生進一步分析，以變化的觀念看待化學變化過程。這樣學生依據真實情景中的發生的現象，分析沉淀的溶解、生成與轉化的本質，進一步發展變化觀念與平衡思想的核心素養。

這樣的層層推進，由表及里、層層深入的實驗與環環相扣、梯度明晰的問題相得益彰，促使學生思考和探究，進一步培養變化觀和平衡觀。學生之前已經學習了“化學平衡移動原理”，具備了一些解決問題的思維方式，引導學生溫故知新，告訴學生“沉淀溶解平衡”也遵循“化學平衡原理”，就在此基礎上進一步探究原理、規律、溶度積常數和沉淀形成的條件等。這樣通過新舊知識間的聯系，實現知識遷移，再通過自主探究，學生就很容易獲得新知識，完善知識體系，提升核心素養。

從根本上而言，化學變化是動態的，應能針對一些條件下產生的化學現象多角度分析，才能有效增強學習效率。［5］要鼓勵學生要在實際問題中大膽地利用自身所學的知識來解決問題。通過“變化觀念與平衡思想”的培養，讓學生懂得在工農業生產、科學技術研究和日常生活中可以通過控制一些反應條件，降低成本，提高經濟效益。這樣不但使學生感受到學習化學的樂趣，在解決實際問題時能應用已有的知識和經驗，體現掌握具有化學特征的變化觀念的價值。

三、“變化觀念與平衡思想”教學反思

基于“變化觀念與平衡思想”素養的“難溶物沉淀溶解平衡”教學設計，對學生掌握“沉淀溶解平衡”的內容有一定的幫助，在激發學生學習的興趣同時也提高了課堂教學效率。教學過程以設置的問題情景為核心，開展系列實驗探究和數據驗證，充分發揮學生的主觀意識，讓學生認識化學變化具有一定的限度，是可控的。從多角度、動態的化學變化進行分析，在教學情景發展推進的過程中，引導學生應用化學原理解決簡單的實際問題，深度發散學生思維，培育良好的思維品質，建構完整的化學知識體系，培養學生的變化觀念與平衡思想。

化學“變化觀念與平衡思想”體現了化學變化過程具有守恒性、條件性、平衡性及過程性四大特征。高考考題又是以現階段的科學研究理論為基礎，通過設計開放性、探究性的問題，模擬出真實的場景來評價學生的學科核心素養養成情況，著重評價學生的情感、創新意識和創新思維等內隱要素，要求學生在審題時，能用“變化觀念與平衡思想”將新場景中出現的陌生知識和概念，跟之前所掌握的基本知識、化學反應原理等聯系起來，篩選提取有效信息，高效、靈活解決情景中的問題。

化學是一門以實驗為基礎的學科，學生所獲取的理論知識、基本概念都離不開化學實驗，在真實的情景中通過問題設置，引導學生真動手、真思考、真探究，才能培養學生的觀察和操作能力，提高學生分析、評價實驗能力，讓學生的化學實驗素養得到提高。從定性到定量去分析沉淀溶解、生成、轉化，定量分析不是簡單的數學計算，是深度理解宏觀現象和微觀本質的內在的聯系，也是養成化學學科素養的重要途徑。

總之，培育學生的學科核心素養內容之“變化觀念與平衡思想”，要依托教學內容發展核心素養，不能憑空產生。教學中應該充分挖掘教材內容，把握教學的重難點，對化學學科核心價值的知識進行提煉，選擇合適的素材和載體，讓學生全面、深刻理解物質間發生相互轉化的本質特征，促使學生能力能得到全面提升。