在解答沉淀溶解平衡圖像題中培養高中生“圖理結合”分析能力

【摘要】本文闡述教師在引導學生解答沉淀溶解平衡圖像題的過程中培養學生“圖理結合”分析圖像的能力的途徑，提出構建以“模型構建—模型應用—模型歸納—模型變式與提升”為主體的復習教學思路，引導學生從提煉信息分析特殊點、構建知識聯系、分析區域面等三個層次分析圖像，建立解題思維模型。

【關鍵詞】沉淀溶解平衡 圖像題 圖理結合

【中圖分類號】G63 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2023）08-0112-04

信息分析能力是當前高考的一個重要考查內容。從化學學科角度來看，關于信息分析能力的考查就是將化學反應、化學原理隱藏在各類復雜情境中，并通過多樣化的圖表呈現出來，考查學生的綜合分析能力。教師在教學中除了要讓學生掌握扎實的化學基礎知識，還要有意識地培養學生“圖理結合”的分析能力。“圖理結合”中的“圖”指的就是習題中出現的各類圖像，“理”指的是隱藏在圖像背后的化學原理。培養學生“圖理結合”的分析能力即教會學生根據圖像甄別、分析、歸納信息，并有意識地剔除干擾信息，保留關鍵信息；在挖掘出圖像信息后溯本求源，從化學反應的基本特點入手，剖析圖像中的各個特殊點代表什么化學含義，曲線變化特征體現哪些反應，從哪些角度反映其中的變化，考查哪些基本概念，運用了哪些化學原理，從而建立證據推理的信息鏈，構建解題模型。

化學反應的本質是舊物質反應生成新物質，其最大的特征是“變化”，包括物質、能量、速率、狀態等的變化。高考題最常見的坐標系圖像題，以基本的數學原理或公式、邏輯關系為內在支撐，圖像中自變量（x軸）與因變量（y軸）之間的動態變化體現了化學反應過程中量之間的變化關系。不同的圖像題有不同的解題模型，學生只有快速、準確地抓住圖像與化學反應原理之間的關聯，才能靈活快速解題，訓練思維，提升能力。近年高考真題中不乏對難溶電解質的沉淀溶解平衡的考查，這些真題往往包含具有復雜坐標軸的圖像，是考查學生“圖理結合”能力的重要載體。因此，教師在復習教學中可以依托沉淀溶解平衡圖像題培養學生“圖理結合”的能力：首先要讓學生理解并掌握沉淀溶解平衡的基本原理，具備分別從溫度、濃度等外界因素分析平衡移動的必備知識；其次要讓學生掌握將圖像信息與平衡原理聯系起來的能力，并掌握相關的計算方法，能夠將信息證據作為推斷依據，構建沉淀溶解思維模型；最后幫助學生將分析與處理信息、分析變化與平衡等能力的提升內化為化學學科核心素養的發展。基于此，筆者嘗試構建以“模型構建—模型應用—模型歸納—模型變式與提升”為主體的復習教學思路，致力于發展學生“圖理結合”的分析能力。下面，筆者結合沉淀溶解平衡圖像題闡述這一教學思路的具體應用。

一、典型題分析，構建圖理模型

首先，引入典型題，在分析知識點與圖像的過程中，了解此類題型考查的角度與相應的解題方法，初步建構圖像解題模型。筆者根據教學實踐總結出來的圖像信息分析策略包含以下三個層次：一是閱讀、提煉信息，將分析曲線變化趨勢、特殊點的含義、曲線的動態變化、面的共性等作為解題的突破口；二是構建知識聯系，即快速回憶本題考查的化學平衡的幾大重要基本結論；三是摸索規律，回歸圖像，即分析沉淀溶解平衡的“圖理”特點，加深對平衡原理的理解。現結合具體例題呈現教學過程。

二、模型應用，感悟圖理關聯

高考對能力的考查是千變萬化的，學生掌握了基本模型并不意味著能夠在高考中輕松拿分。因此學生需要對模型進行再次加工、完善，從而靈活地將模型運用于解答各類題型。在這一環節中，教師需要指導學生通過研究基礎題型，理解沉淀溶解平衡圖像這一模塊所覆蓋的知識點，將“一線兩面”的模型特點運用到各類變化圖形中，提升學生對平衡圖像的感悟。

三、模型歸納，攻破難點

四、模型變式，解決實際問題

通過上述解題訓練和模型歸納，學生基本上能夠掌握分析沉淀溶解平衡圖像的方法，對原理知識的理解也上了一個臺階。化學學科核心素養要求培養學生將知識內化為能力、能在真實情境中解決問題的能力。沉淀溶解平衡在生產技術中的一個重要應用就是利用沉淀滴定實驗進行定量測定，從而精確地檢測樣品溶液中某種物質或離子的含量。沉淀滴定過程展現了不同離子搶奪滴定劑離子形成難溶物的強弱關系。因此，沉淀溶解平衡常見變形題與沉淀滴定圖像，特別是與多個沉淀滴定共存的復合圖像相關。此類題型融合了課本酸堿中和滴定曲線與沉淀溶解平衡曲線，考查了復合圖像的特點。此類滴定曲線的特征如下：一是隨著沉淀滴定反應臨近終點，曲線會出現一段滴定突躍，這可以幫助我們根據指示劑變色情況快速鎖定實驗終點，從而更加精準地計算待測液的濃度；突躍的中間點為滴定反應的理論終點。二是能設計成沉淀滴定反應的物質的Ksp較小，一旦滴定開始立即生成沉淀，說明體系達到了過飽和狀態，因此滴定曲線上的各點均是給定溫度下的沉淀溶解平衡點，其離子濃度的積等于K_sp，能用曲線上的任意點進行計算。

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》提出培養學生化學學科核心素養的要求并從思維角度提出培養學生能力的具體要求。在高三復習階段，面對龐大的基礎知識復習及基本技能、解題方法鞏固，筆者在注重提升學生信息分析能力的基礎上，從高階思維角度引導學生“建模”和“用模”、活化“圖理結合”思想、做到舉一反三，訓練學生熟練分析圖像的技巧，切實達到提升學生解決化學實際問題的能力，落實核心素養培養目標。

參考文獻

［1］王連香.圖理結合，培養地理學習能力［J］.考試周刊，2016（59）.

［2］宋晶.創設真實情境構建化學課堂教學：疫情下的“難溶電解質的沉淀溶解平衡”線上教學實踐與思考［J］.中學生數理化（教與學），2021（6）.

［3］孟麗慧，王萌萌.建構基本觀念 促進思維發展：“難溶電解質溶解平衡的應用”教學實錄與反思［J］.中學化學教學參考，2015（9X）.

注：本文系廣西教育科學“十四五”規劃2023年度課題“‘三新背景下培養高中生化學思維建模能力的實踐研究”（2023C425）的階段研究成果。

作者簡介：陳娟，研究生，一級教師，主要研究方向為高中化學教學實踐。

（責編 劉小瑗）