淺析高中化學(xué)課堂教學(xué)中表格數(shù)據(jù)運(yùn)用

王幼華

摘要：以“化學(xué)平衡常數(shù)”一節(jié)教學(xué)內(nèi)容為例，通過(guò)對(duì)教材表格及補(bǔ)充表格的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與挖掘，提出了表格及數(shù)據(jù)的一些運(yùn)用策略，就課堂教學(xué)中表格數(shù)據(jù)的運(yùn)用與探究進(jìn)行了很好的嘗試。

關(guān)鍵詞：表格數(shù)據(jù)；策略；反思

表格及其數(shù)據(jù)是教材的重要組成部分，在教材正文和課后習(xí)題中出現(xiàn)的頻率都很高。數(shù)據(jù)類表格在知識(shí)內(nèi)容的呈現(xiàn)上所體現(xiàn)出的量化、直觀及科學(xué)性是其他教材素材所不能比擬的。同時(shí)，在幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)概念，培養(yǎng)學(xué)生思維方法，鞏固所學(xué)知識(shí)等方面也扮演著重要的角色。課堂教學(xué)中，教師們也都會(huì)運(yùn)用表格及其數(shù)據(jù)，但如何將其功能價(jià)值發(fā)揮到最大，值得思考與探索。近期，筆者對(duì)蘇教版《化學(xué)反應(yīng)原理》“化學(xué)平衡常數(shù)”教學(xué)內(nèi)容中表格及其數(shù)據(jù)的運(yùn)用作了一些有益的嘗試，收到良好的教學(xué)效果。

一、表格及數(shù)據(jù)運(yùn)用策略

1.利用表格及其數(shù)據(jù)進(jìn)行概念建構(gòu)

教學(xué)過(guò)程中，如果只是按部就班要求學(xué)生計(jì)算并填寫(xiě)所得到的數(shù)據(jù)，那么，教材中表格提供的數(shù)據(jù)及其功能與價(jià)值就沒(méi)有得到很好的挖掘。筆者在教學(xué)過(guò)程中，將表格中的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)成問(wèn)題進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，完成了化學(xué)平衡常數(shù)概念的建構(gòu)。設(shè)計(jì)的問(wèn)題如下：（1）按要求填表；（2）第1、2組數(shù)據(jù)說(shuō)明了什么？（3）第3、4組數(shù)據(jù)說(shuō)明了什么？（4）你能從上面4組數(shù)據(jù)得到什么結(jié)論？學(xué)生經(jīng)過(guò)計(jì)算、交流與討論后發(fā)現(xiàn)，平衡濃度按照 關(guān)系式所得結(jié)果幾乎一致（其值為0.17）。第1、2組數(shù)據(jù)表明，以NO2來(lái)建立平衡，雖然濃度不同，但平衡濃度按照關(guān)系式所得結(jié)果幾乎一致；第3、4組數(shù)據(jù)表明，以N2O4來(lái)建立平衡，雖然濃度不同，但平衡濃度按照關(guān)系式所得結(jié)果幾乎一致。4組數(shù)據(jù)得到的結(jié)論是平衡濃度間各物質(zhì)間存在某種定量關(guān)系的的規(guī)律，而且，不同起始濃度，不同起始物質(zhì)不影響平衡濃度間的這種定量關(guān)系的規(guī)律。通過(guò)上述問(wèn)題的討論，化學(xué)平衡常數(shù)的概念形成就水到渠成了。

要求學(xué)生計(jì)算K1、K2，并指出它們與溫度的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)溫度與平衡常數(shù)之間的變化關(guān)系會(huì)因具體反應(yīng)而不同，有效地避免了學(xué)生可能產(chǎn)生的片面認(rèn)識(shí)。

2.借用表格及數(shù)據(jù)提高觀察與分析能力

學(xué)會(huì)運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算是本節(jié)教學(xué)目標(biāo)之一，但簡(jiǎn)單的計(jì)算不利于學(xué)生觀察與分析能力的培養(yǎng)。筆者嘗試將化學(xué)平衡常數(shù)的基本計(jì)算轉(zhuǎn)化為“表格與數(shù)據(jù)”的形式，培養(yǎng)學(xué)生觀察與分析數(shù)據(jù)的能力。

下列是一道經(jīng)典的求平衡常數(shù)及運(yùn)用平衡常數(shù)求濃度的計(jì)算題。通常教學(xué)按如下所示“三段式”解法。

例：在某溫度下，將H2和I2各0.10mol的氣態(tài)混合物充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測(cè)得 C（H2）= 0.0080mol/L.

（1）求該反應(yīng)的平衡常數(shù)；

（2）在上述溫度下，該容器中若通入H2和I2蒸汽各0.20mol，試求達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)各物質(zhì)的濃度。

（1）計(jì)算并完成上面表格；

（2）上述兩種條件下的轉(zhuǎn)化率是否相同，為什么？通過(guò)計(jì)算說(shuō)明。

教學(xué)實(shí)踐表明：表格的運(yùn)用使數(shù)據(jù)直觀地顯示出來(lái)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生的實(shí)踐過(guò)程就將教學(xué)目標(biāo)任務(wù)達(dá)成了。相對(duì)于“三段式”解法，表格中所含有的數(shù)據(jù)及其處理過(guò)程，對(duì)學(xué)生的觀察能力、分析能力及基本計(jì)算技能的關(guān)注度明顯要高，更利于學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。需要說(shuō)明的是，教學(xué)過(guò)程中，宜先進(jìn)行“三段式”教學(xué)，再用表格呈現(xiàn)，然后再用表格的形式進(jìn)行提煉或是強(qiáng)化表格的價(jià)值，這樣做更符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)過(guò)程。

3.補(bǔ)充表格及數(shù)據(jù)進(jìn)一步提升其教學(xué)功能與價(jià)值

拓展延伸已有表格中的數(shù)據(jù)有利于進(jìn)一步鞏固概念教學(xué)的成果，但在教學(xué)設(shè)計(jì)中對(duì)表格的拓展性運(yùn)用容易被忽視。筆者在轉(zhuǎn)化率的教學(xué)中補(bǔ)充以下表格與數(shù)據(jù)，并提出思考的問(wèn)題。

一定溫度和壓強(qiáng)下：CO2+H2 CO+H2O

（1）分析第一、二組數(shù)據(jù)，增加H2濃度時(shí)，平衡是否發(fā)生移動(dòng)？移動(dòng)方向？在第一組數(shù)據(jù)的平衡體系中，如果增加CO的濃度，推測(cè)平衡移動(dòng)的方向？

（2）增加H2濃度，CO2的轉(zhuǎn)化率怎樣變化了？H2本身的轉(zhuǎn)化率如何變化了？

與上面其他表格相比，這張表格反映出的物質(zhì)種類更多，數(shù)據(jù)更豐富。它進(jìn)一步表明了不同起始物質(zhì)和濃度對(duì)平衡濃度間定量關(guān)系是否有影響，加深了對(duì)平衡常數(shù)概念的認(rèn)識(shí)。問(wèn)題的思考能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生從圖表數(shù)據(jù)獲取信息的能力：第1、2組數(shù)據(jù)表明，H2濃度的增加，CO2的轉(zhuǎn)化率增加了，H2本身轉(zhuǎn)化率下降；第1、3組數(shù)據(jù)表明，增加生成物CO的濃度，H2的轉(zhuǎn)化率也下降。通過(guò)上述表格內(nèi)容的教學(xué)，學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)化率的認(rèn)識(shí)就大大加強(qiáng)。進(jìn)一步挖掘發(fā)現(xiàn)，第1、2、3組數(shù)據(jù)也反應(yīng)了改變濃度平衡移動(dòng)情況，引入QC與K之間的比較從而判斷平衡移動(dòng)方向就顯得自然而然。也為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)作了良好的鋪墊。

二、研究結(jié)論與反思

如何表征可逆反應(yīng)進(jìn)行的最大限度（也即是化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)所代表的最大程度）以及平衡時(shí)各物質(zhì)間的濃度究竟存在怎樣的數(shù)量關(guān)系，這是教材引入化學(xué)平衡常數(shù)概念的原因。同時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)也作為化學(xué)平衡移動(dòng)原理的理論解釋依據(jù)，為后面學(xué)習(xí)化學(xué)平衡移動(dòng)做鋪墊，也為后面學(xué)習(xí)各類化學(xué)平衡做鋪墊。因此，化學(xué)平衡常數(shù)作為一個(gè)概念（或理論）起到承上啟下的作用，非常重要。

教材中選用了幾張表格，通過(guò)一定量的數(shù)學(xué)計(jì)算及數(shù)據(jù)分析來(lái)建立化學(xué)平衡常數(shù)的概念及相關(guān)知識(shí)。有的表格所要表達(dá)的意義，如表2-7鹵化氫生成反應(yīng)的平衡常數(shù)（描述化學(xué)平衡常數(shù)的大小所代表的意義）以及表2-9 部分可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式（說(shuō)明化學(xué)平衡常數(shù)書(shū)寫(xiě)時(shí)的注意事項(xiàng)）。但是，限于篇幅，教材選擇的圖表有一定的局限性。如：教材只通過(guò)NO2與N2O4之間建立平衡時(shí)所用的數(shù)據(jù)，來(lái)幫助建立化學(xué)平衡常數(shù)的概念，這個(gè)例子中反應(yīng)物和產(chǎn)物都只有一種物質(zhì)，體系相對(duì)簡(jiǎn)單；教材用合成氨反應(yīng)時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)（K）隨溫度變化情況來(lái)說(shuō)明化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素，容易讓學(xué)生產(chǎn)生化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度升高而減小的單向錯(cuò)誤結(jié)論（教材表格所得出的）。另外，教材對(duì)習(xí)題的解法雖然有一定的邏輯，但稍遜于“三段式”解法及利用表格形式來(lái)解答。因此，充分結(jié)合教材已有的表格，針對(duì)其不足，有選擇性補(bǔ)充一些表格，將例題以表格的方式來(lái)解答，并充分挖掘表格的功能與價(jià)值，讓學(xué)生在表格數(shù)據(jù)的解讀中，建立概念，掌握方法，提高能力，是一舉多得的事。endprint