“觀察—分數”配平法的理論與實踐

肖修鋒

摘 要： 本文以“最近發展區”為理論依據，從學生熟知的觀察法出發，引導學生自我總結出了巧“湊”的觀察—分數法，該配平方法易學善用，彌補了觀察法的不足，很好地解決了中學化學中一系列重要的方程式書寫過程中難配平的問題。

關鍵詞： 化學方程式 配平 觀察—分數法在中學化學學習中，方程式是化學學習的重點，其配平方法除了常見的觀察法和最小公倍數法外，眾多參考書介紹了名目繁多的配平方法，如奇數配偶法、歸一法、待定系數法等，這些方法確實能配平一些不常見的反應，但這些方法難上手、適用面窄，加重了學生的學習負擔。為了克服這些不足，在復習化學方程式的配平時，筆者引導學生開展了一次別開生面的巧“湊”課。

一、引入課題

[投影展示]配平下列反應式：C■H■+O■—CO■+H■O Na■O■+CO■—Na■CO■+O■

[學生討論]筆者在巡查過程中聽到學生這樣討論：

這兩個反應很熟悉，但怎么一下子配不平了。好像能配平，但我就是平不了。

第一個中氧元素出現了三次，我用不了最小公倍數法。第二個中只有氧變價，可怎么變的呀。

我記起來了，第二個是2，2，2，1……

“我配平了！”有個平時成績不太理想的學生突然驚呼道。旁邊有同學立即湊過去，卻又很快散開，同時把目光轉向教師。此時，我就勢了解該學生的配平情況。可該學生低著頭，回答道：“老師，我是配平了，但我是湊的！”

二、教學過程

[教師引導]是的，這就是化學方程式配平中的觀察—分數配平法，即易學易用的巧“湊”法，配平過程中先用觀察法配平簡單元素，較復雜的元素留在最后用“湊”的辦法暫時將其配平，然后用等式性質將方程的系數化為互質的整數。

[例題分析]配平下列反應式子：C■H■+O■——CO■+H■O

此題若用最小公倍數法來配平，在配平O原子會遇到困難，即左邊O原子2個，右邊O原子3個，最小公倍數為6，但用此法無法配平之。

此題涉及四種物質，即C■H■、O■、CO■、H■O，其中有三種物質中含有氧元素，顯然，O原子的配平較復雜，則不應最先配平O原子，一般最后配平O原子，可先配平H原子和C原子。

[學生展示]如何配平C■H■+O■——CO■+H■O呢？在實際教學中學生發明了如下配平方法。

步驟：（1）配平H原子，左邊H原子1個，右邊H原子1個。故原式照寫。

（2）配平C原子，左邊C原子2個，右邊C原子1個。故在CO■前配寫數字2，C■H■+O■——2CO■+H■O。

（3）分數法配平O原子，即在O■前配個分數，使左右兩邊O原子個數一樣多。因為此刻左邊O原子2個，右邊O原子5個，則在O■前配寫分數“5/2”。C■H■+5/2O■——2CO■+H■O

（4）在每個化學式系數前，乘以分數的分母“2”。2C■H■+5O■——4CO■+2H■O，即完成了此反應的配平。

[教師小結]觀察—分數法配平化學方程式的步驟是：

（1）首先在單質存在的一邊中，選定一個比較復雜的化學式，假定此化學式的系數為1。

（2）在其他化學式前面分別配上一個適當的系數（可以是分數），把除單質元素以外的其他元素的原子數目配平。

（3）然后，在單質化學式前面配上適當的系數（可以是分數），把單質元素的原子數目配平。

（4）最后，把方程式中各化學式前的系數同時擴大適當的倍數，去掉各系數的分母，化學方程式就配平了。

[教師引導]按照此“湊”的配平方法，Na■O■+CO■——Na■CO■+O■

這一反應方程就只需要在O■前配二分之一了。對這一經常用到化學方程式，有些同學就不用背系數了呀。（有同學啞然失笑）

[教師引導]根據這一配平方法，請同學們回顧一下以前學過的常考的難點方程。

1.CH■CH■OH+Na——CH■CH■ONa+H■

2.Na■O■+H■O——NaOH+O■

3.Al+H■O+NaOH——NaAlO■+H■

4.CH■CH■OH+O■——CH■CHO+H■O

[教師點撥]這個反應是高中化學中常考的特殊反應，相信有些同學都記住了該方程的系數。但對該反應的酌配平過程卻是比較模糊的。用這種觀察—分析法使得對于該反應的配平思路變得簡單且清晰。應用觀察—分數法能很好地化解中學階段有機化學方程式配平中這幾個難點，大大減輕了同學們的學習負擔。

[教師小結]通過同學們的歸納與討論，這些方程都是中學階段常考且配平有一定難度的方程，通過觀察—分數法配平，能輕易地突破難點。

[技巧總結]1.應用觀察法配平一般元素時應把握“由簡到繁”的原則；

2.應用分數法配平較難元素時一般應將單質前的系數改為分數而將方程暫時“湊”平。

三、課后反思

1.觀察—分數配平法的理論依據

前蘇聯著名心理學維果斯基的“最近發展區理論”，認為學生的發展有兩種水平：一種是學生的現有水平，指獨立活動時所能達到的解決問題的水平，另一種是學生可能的發展水平，也就是通過教學所獲得的潛力。二者之間的差異就是最近發展區。教學過程中應首先找準學生已經掌握的知識，以學生現有水平為出發點，通過教師的引導，調動學生的積極性，發揮其潛能，讓學生水到渠成地跨越“最近發展區”，達到新的較高級的發展水平，然后在此基礎上進行下一個發展區的發展。

觀察—分數法的生長點：

（1）觀察配平法化學方程式：在配平化學方程式時，學生最先想到的是觀察法。觀察法常見的思路是：首先通過觀察，找出方程兩邊各只出現一次（即最簡單）的元素，先配平這種元素，然后再配平其他元素，最后配平方程中最復雜的元素。

（2）數學中方程式的性質：等式的兩邊同時乘或除以同一個不為0的數所得的結果仍是等式。

2.提出觀察—分數配平法的過程

筆者通過多年教學經驗總結，找出學生在學習過程中難配平且又常考的化學反應，這些化學反應往往用觀察法或最小公倍數法難配平。在此基礎上歸納其共同特征，提出了用觀察—分數配平法解決這些重難點方程。同時運用“最近發展區”理論，找到生長點，讓學生在教師的引導下主動建構這一新配平方法，讓學生自己實現了“跳一跳，摘果子”的學習過程。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部制訂.普通高中化學課程標準（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[2]魏省瑜.化學方程式“觀察法”配平的技巧[J].中學化學教學參考，2002（6）：52.