依托發(fā)現(xiàn)法理論，強(qiáng)化等效平衡的有效性教學(xué)策略的研究

摘要：依托“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)法”理論，從學(xué)生原有的知識(shí)水平及思維特點(diǎn)出發(fā)，注重教學(xué)策略，對(duì)等效平衡知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行“小題大做”，通過創(chuàng)設(shè)多組數(shù)據(jù)，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程成為再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造的過程！

關(guān)鍵詞：等效平衡;發(fā)現(xiàn)法;課堂有效性教學(xué)

文章編號(hào)：1005－6629(2008)06－0017－03中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 問題的提出

等效平衡的問題已有較多的文章見諸報(bào)刊雜志，但在教學(xué)實(shí)踐中，有的師生還是感到困難重重，問題的焦點(diǎn)在哪？本人通過教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，第一，課本根本就沒“等效平衡”這個(gè)詞；第二，有關(guān)等效平衡的規(guī)律及習(xí)題的解答均出現(xiàn)在課本以外的書，至于有關(guān)的規(guī)律是怎樣形成的，學(xué)生不得而知；第三， 等效平衡的教學(xué)，內(nèi)容抽象，學(xué)生難以理解，教學(xué)難度大，教師認(rèn)為這類型的內(nèi)容不適合學(xué)生主動(dòng)探知，注重的是如何把知識(shí)結(jié)論準(zhǔn)確地給學(xué)生講清楚，學(xué)生學(xué)習(xí)方式基本上是“聽講－機(jī)械記憶—淺層理解和簡(jiǎn)單應(yīng)用—再現(xiàn)教師傳授的知識(shí)”，難以把握其實(shí)質(zhì)。因此如何讓學(xué)生主動(dòng)的探究發(fā)現(xiàn)等效平衡的建立規(guī)律，并靈活運(yùn)用到解題當(dāng)中，提高課堂的有效教學(xué)，這是教學(xué)研究的一個(gè)重要課題。

所謂發(fā)現(xiàn)法，就是教師向?qū)W生提出有關(guān)問題，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、搜集有關(guān)資料，通過積極思考，自己體會(huì)、發(fā)現(xiàn)概念和原理。布魯納指出，發(fā)現(xiàn)不只限于尋求人類尚未知曉的事物的行為，它包括用自己的頭腦親自獲得知識(shí)的一切形式。學(xué)生所獲得的知識(shí)，盡管都是人類已知曉的事物，但是，如果這些知識(shí)是依靠學(xué)生自己的力量引發(fā)出來的，那么對(duì)學(xué)生來說仍然是一種“發(fā)現(xiàn)”。所謂“有效性教學(xué)”，主要是指通過教師在一段時(shí)間的教學(xué)之后，學(xué)生所獲得的具體的進(jìn)步或發(fā)展。

近年來，本人依托發(fā)現(xiàn)法理論，在等效平衡教學(xué)實(shí)踐中，注重有效性教學(xué)策略的研究，取得了初步成果?，F(xiàn)將教學(xué)實(shí)踐整理成文，以期和同行共勉。

2 發(fā)現(xiàn)法應(yīng)用于等效平衡教學(xué)的設(shè)計(jì)

本人認(rèn)為，如果學(xué)生對(duì)什么叫“化學(xué)平衡”及其建立途徑都不知道的話，就不可能理解什么叫等效平衡，如果學(xué)生不能弄清何為等效平衡的及其特征是什么，就根本無從設(shè)想可通過什么途徑建立等效平衡，等效平衡的建立途徑是教學(xué)的重、難點(diǎn)。因此教學(xué)主要設(shè)計(jì)如下。

2.1 舊知識(shí)的回憶

組織學(xué)生回憶：1. 化學(xué)平衡狀態(tài)特征是什么？（即各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化）。2. 引導(dǎo)學(xué)生分析：化學(xué)平衡狀態(tài)特征，還可以有別的說法嗎？（各物質(zhì)的含量不再改變）。3.組織學(xué)生把課本中的“在條件相同的容器中的反應(yīng)CO+H2O（氣） CO2+ H2及其建立的平衡狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)填寫到表，觀察分析有關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)化學(xué)平衡的建立途徑—對(duì)同一可逆反應(yīng)，當(dāng)外界條件一定時(shí)，反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，最終都能達(dá)到平衡狀態(tài)。

表1

2.2 新舊知識(shí)的銜接

組織學(xué)生弄清：1、什么叫等效平衡，特點(diǎn)是什么？2、判斷平衡狀態(tài)之間是否等效的依據(jù)是什么？[等效平衡是指在相同條件下的同一可逆反應(yīng)，以不同的起始投料建立的兩個(gè)或多個(gè)化學(xué)平衡中，各對(duì)應(yīng)物質(zhì)的含量（為體積分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或質(zhì)量分?jǐn)?shù)）相等的狀態(tài)。等效平衡包括等同平衡。等效平衡不同于等同平衡，它包括 等同平衡。等同平衡是指反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，反應(yīng)混合物各組分的含量相等，且兩平衡的反應(yīng)速率也相同。等效平衡則只要求平衡混合物對(duì)應(yīng)的物質(zhì)含量相同。因此，等效平衡的特點(diǎn)是在相同條件下的同一可逆反應(yīng)，以不同起始投料達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各對(duì)應(yīng)物質(zhì)的濃度相同或?qū)?yīng)物質(zhì)的含量相等。這也是判斷平衡狀態(tài)之間是否等效的依據(jù)。]

2.3 等效平衡的建立途徑的探究發(fā)現(xiàn)

在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生是不難發(fā)現(xiàn)課本中可逆反應(yīng)CO+H2O（氣）CO2+H2，其中的起始投料①、②（見表1）達(dá)平衡狀態(tài)等效的原因，是因起始投料②經(jīng)極值折算的反應(yīng)物，正好與起始投料①的各物質(zhì)的濃度相同。老師在此基礎(chǔ)上，把反應(yīng)換成合成氨，創(chuàng)設(shè)了起始投料①至④（見表2），讓學(xué)生分析合成氨在定溫定容條件下，建立的平衡狀態(tài)是否等效？為什么？學(xué)生當(dāng)機(jī)立斷做出肯定的回答。但學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)，起始投料①、②不是為全為反應(yīng)物，就是全為生成物，假如既有反應(yīng)物又有生成物的起始投料，如起始投料③、④，它們達(dá)到的平衡狀態(tài)是否能與起始投料①、②等效？如果能的話，理由是什么？這一問題的發(fā)現(xiàn)，激活了學(xué)生的思維，引發(fā)了學(xué)生的興趣，起到“一石激起千層浪”的作用。

正當(dāng)學(xué)生苦思冥想，露出求援的神情時(shí)，本人添設(shè)了反應(yīng)起始投料①經(jīng)5分鐘達(dá)平衡的變化量及達(dá)平衡的各物質(zhì)的量，讓它作為學(xué)生分析問題的突破口。這時(shí)學(xué)生感到這組數(shù)據(jù)大有“文章”，頗感興趣進(jìn)行熱烈討論，通過自己已有的知識(shí)，唇槍舌戰(zhàn)，同學(xué)互評(píng)，師生交流，終于發(fā)現(xiàn)，這組既有反應(yīng)物，又有生成物的起始投料③，相當(dāng)是起始投料①達(dá)到平衡狀態(tài)的一組中間量，這說明起始投料③包含兩方面的含意：一是起始投料①經(jīng)過一時(shí)間反應(yīng)，所得的各物質(zhì)的量，對(duì)于反應(yīng)物來說是剩余的量，對(duì)于生成物來說是得到的量；二它是下一反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的起始量。同時(shí)學(xué)生對(duì)起始投料③經(jīng)極值折算為反應(yīng)物后，發(fā)現(xiàn)正好與起始投料①各物質(zhì)的濃度相同。因此起始投料③，達(dá)到的平衡狀態(tài)與起始投料①或②等效，而起始投料④則不行。

為激發(fā)學(xué)生探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維及創(chuàng)新能力，老師讓學(xué)生再創(chuàng)設(shè)幾組既有反應(yīng)物又有生成物起始投料，使它們與起始投料①或②的平衡狀態(tài)等效。由于同學(xué)們有了前面的探究發(fā)現(xiàn)的收獲，爭(zhēng)先恐后給出多組既有反應(yīng)物，又有生成物的起始投料。為培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力，老師乘勝追擊，把反應(yīng)體系中各物質(zhì)的起始投料具體數(shù)據(jù)，以起始投料⑥的字母a、b、c代替，問a、b、c之間應(yīng)該將滿足怎樣的關(guān)系，達(dá)到的平衡才能與起始投料①或②的平衡等效？由于同學(xué)們有了對(duì)起始投料①至⑤起始投料探究發(fā)現(xiàn)的經(jīng)歷，便水到渠成地找出a、b、c之間應(yīng)滿足的關(guān)系是a +c /2 = 1和b +3c/2 = 3。至此，學(xué)生恍然大悟了，為什么對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積有變化的可逆反應(yīng)，在定溫定容條件下，等效平衡的建立途徑是改變起始加入物質(zhì)的量，如果通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)經(jīng)極值折算同一邊的物質(zhì)，對(duì)應(yīng)各物質(zhì)起始投料的物質(zhì)的量均相同，則兩平衡等效。

學(xué)生在反饋中對(duì)老師創(chuàng)設(shè)的數(shù)據(jù)這樣評(píng)價(jià)：“在數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏著玄妙的知識(shí)，讓我感興趣，直想探個(gè)究竟，得出結(jié)果使我有無比的自豪感和成就感”?？梢?，在此過程中，學(xué)生自主探究的興趣和所獲得的成功體驗(yàn)及快樂不言而喻。

表2

當(dāng)學(xué)生還沉浸在的成功喜悅時(shí)，教師又增設(shè)兩個(gè)問題。

問題1：對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積有變化的可逆反應(yīng)，如合成氨，在定溫定容條件下按成倍的起始投料①、②（見表3）， 它們能建立等效平衡嗎？如果不行，若允許同學(xué)們改變外界一個(gè)條件，讓它們達(dá)到平衡狀態(tài)等效，這時(shí)將采取什么措施？學(xué)生經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)起始投料對(duì)應(yīng)各物質(zhì)的起始濃度不同，為成倍關(guān)系，對(duì)比合成氨在恒溫恒容下建立的等效平衡的特點(diǎn)，很自然想到將容器的體積擴(kuò)大一定的倍數(shù)，即可使起始濃度相同，就可建立等效平衡。學(xué)生還發(fā)現(xiàn)，對(duì)于成倍的起始投料，當(dāng)容器的體積擴(kuò)大或成倍數(shù)關(guān)系時(shí)，使起始濃度相同的同時(shí)壓強(qiáng)也相等。這時(shí)學(xué)生終于明白了為什么等效平衡的建立會(huì)有定溫定壓的前提條件。在老師組織下，學(xué)生接著創(chuàng)設(shè)多組起始投料如③④⑤⑥，進(jìn)行多方面的探究，最后學(xué)生發(fā)現(xiàn)在定溫定壓條件下，等效平衡的建立途徑，無論對(duì)反應(yīng)前后氣體體積有變化的反應(yīng)都適用 。

表3

問題2：同學(xué)們?cè)谔骄俊皢栴}1”時(shí)，已經(jīng)分析了對(duì)于如合成氨這樣前后氣體體積有變化的可逆反應(yīng)，若以成倍的起始投料，仍是在恒溫恒容下，又不允許改變外界條件，等效平衡的建立是不可能的。若換成反應(yīng)前后氣體體積沒有變化的可逆反應(yīng)（見表4）：如H2+I2 2HI，行嗎？

表4

學(xué)生的表情很快從興奮轉(zhuǎn)向疑惑，由疑惑陷入深思。假如行的話，依據(jù)又在哪？當(dāng)學(xué)生處于山窮水復(fù)疑無路的時(shí)候，老師再次創(chuàng)設(shè)了兩組成倍起始投料①與②。學(xué)生通過分析、計(jì)算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這兩組成倍的起始投料，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)混合物中各對(duì)應(yīng)物質(zhì)的含量相同！這正是等效平衡的典型特征。學(xué)生路經(jīng)教師搭建的知識(shí)橋梁，柳暗花明又一春。

在老師精心組織下，學(xué)生經(jīng)過以上一系列討論、師生對(duì)話等活動(dòng)，從發(fā)散到收斂，認(rèn)知過程得到提煉和升華，很自然發(fā)現(xiàn)并梳理出知識(shí)的來龍去脈，總結(jié)出在不同條件下，建立的等效平衡的途徑，構(gòu)建出完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了課堂的有效教學(xué)。

3收獲與體會(huì)

布魯納的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)論認(rèn)為“認(rèn)識(shí)是一個(gè)過程，而不是一種產(chǎn)品”。過去我們所說教材是學(xué)生的世界，今天我們說世界才是學(xué)生真正的教材，只要把一個(gè)真實(shí)的世界還給學(xué)生，學(xué)生才能夠?qū)W會(huì)如何去建造一個(gè)新的世界。

通過幾年的研究、實(shí)踐、總結(jié)，體會(huì)到在等效平衡的教學(xué)過程中，如果從問題的提出、問題的探究到問題的解決整個(gè)教學(xué)活動(dòng)，都能完全依照學(xué)生的思維展開和發(fā)展，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行“小題大做”，將抽象、生僻、深?yuàn)W的知識(shí)，通過創(chuàng)設(shè)多組數(shù)據(jù)作為探究知識(shí)的載體，分解了難點(diǎn)，大膽地鼓勵(lì)學(xué)生從多角度、多側(cè)面、多層次地思考問題，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的潛在能力，盤活了思維，學(xué)生不但容易理解，更可貴的是讓學(xué)生完全通過自己的觀察發(fā)現(xiàn)問題所在，使學(xué)習(xí)過程成為再發(fā)現(xiàn)再創(chuàng)造的過程，成為知識(shí)的發(fā)現(xiàn)者。避免了學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)的現(xiàn)象。我校學(xué)生在解答2003年江蘇省高考化學(xué)試卷第26題時(shí)，頗感得心應(yīng)手，普遍取得了好的成績(jī)。近幾屆的學(xué)生課后反饋：“這樣的課開闊了思路，充分訓(xùn)練了我們的思維分析能力，這就是我們最想要的”?？梢?，選用發(fā)現(xiàn)法教學(xué)，能使課堂煥發(fā)出生機(jī)勃勃的活力，能極大地提高課堂的有效性教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張學(xué)萍.化學(xué)平衡中的等效思想[J].《中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考》，2007，（1-2）51-53

[2]梁萍云.有效課堂教訓(xùn)：特征策論[J].廣西大學(xué)梧州分校學(xué)報(bào)，2004（4）.

[3]吳鵬宇，符祥.有效課堂關(guān)照下的教師素養(yǎng)[J].現(xiàn)代中小學(xué)教育，2007，（8）：66-68.

[4]徐賓.有效問題情景的基本特征與創(chuàng)設(shè)策略[J].中小學(xué)教育，2007（9）：60-62.

[5]鐘啟泉.有效教學(xué)的最終標(biāo)準(zhǔn)是學(xué)生成長(zhǎng).—“有效教學(xué)”研究的價(jià)值與展望[J]. 中小學(xué)教育，2007（8）：3-5.

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