“化學平衡的移動”一課兩種教學方式的評析

王正兵

摘要： 以2016年江蘇省高中化學優質課評比為背景，針對教師在“化學平衡的移動”課題中運用啟發式與探究式開展教學活動，將兩種教學方式與課堂教學案例進行對比、分析，從中提煉出“學生為本”、“立德樹人”的教育理念指導教學的認識和感悟，為教師提高專業水平，更好地服務教育教學提供借鑒與參考。

關鍵詞： 啟發式教學； 探究式教學； 證據素材； 化學平衡

文章編號： 10056629（2018）2004006中圖分類號： G633.8文獻標識碼： B

2016年江蘇省高中化學優質課評選暨觀摩活動已經落下帷幕，筆者有幸作為觀眾參加了本次活動，并觀摩多節“化學平衡的移動”評優課，受益匪淺。在這些優質課中有兩種類型的課比較有代表性，給人留下深刻的印象。第一種類型以啟發、引導為主線，教師通過問題，引導學生思考、討論，最終解答問題。第二種類型以實驗探究為主線，教師提供豐富的實驗素材，學生通過實驗獲得現象，在交流、研討中驗證假設或完善結論。前一種類型稱為啟發式，后一種類型屬于探究式。啟發式教學是我國傳統教學思想的瑰寶，被廣泛應用于教學實踐，探究式教學是我國理科新課程倡導的重要教學方式，近年來被大力提倡[1]。通過觀摩學習，筆者對兩節課所采用的教學方式進行對比、分析，進一步理解了啟發式與探究式教學的精神，教學理念得到提升，借此文和同行交流、切磋。

1簡單介紹兩種教學方式

1.1啟發式教學

《論語·述而》：“不憤不啟，不悱不發，舉一隅不以三隅反，則不復也。”啟發既是一種教學指導思想，又是一個教學原則。在啟發式教學中，教學過程由教師控制與引領，教學活動考慮學生在知識建構過程中“人之為人”所面臨的共同問題[2]，在學生“最近發展區”搭建支架，通過連貫、邏輯性強的問題引導學生思考交流，獲得結論的同時學會舉一反三。啟發式教學是一種創設問題情境、啟發學生思維，培養能力的教學方法，其特點是教師在講讀前精心設計足以啟發學生思考的問題，讓學生在生疑、質疑、釋疑的過程中接受知識，得到能力、智力的培養訓練[3]。啟發式教學是我國傳統的課堂教學方式，因為教師易于實施、便于操作且適合大班制的課堂教學，所以在學科教學中應用廣泛。

1.2探究式教學

20世紀初，杜威提出了將科學探究的方法借鑒于教育教學，經過布魯納、施瓦布等人的研究和發展，至今經歷了100多年的時間。探究既是一種課程理念，又是一種教學方式，還是一種教學內容。探究教學通常采用觀察、實驗、討論等探究方

法，運用概念、判斷、推理等思維形式，對問題展開研究，以達到證實或證偽、獲得結論、建構知識目的的過程[4]。探究式教學，是一種學生主動對知識進行探索，親身體驗知識形成過程的教學方法，其特點一般是探究前確立主題，學生圍繞主題通過假設、佐證、實驗以及討論等一系列活動去解決問題，培養學生的創造能力[5]。實驗探究是一種基于實驗的探究活動，它將化學實驗與主動探究有機結合，還原知識獲取的本源，貼近化學作為一門實驗科學的學科特點。

2兩種教學方式在課題中的應用

2.1教材分析

“化學平衡的移動”是蘇教版選修《化學反應原理》專題2第三單元的內容，是中學化學熱力學研究的重要理論之一，也是中學化學概念、原理教學的重難點，分布于化學2“化學反應與能量轉化”和選修4“化學反應速率和化學平衡”、“水溶液中的離子平衡”等主題中，對于促進學生對可逆反應的認識具有重要的教育功能。《普通高中化學課程標準（實驗）》對本課題的教學要求是： 探究外界條件對化學平衡的影響，理解、掌握和運用勒夏特列原理；培養學生合作意識，熱愛科學、勇于探索的精神，培養學生觀察現象，總結問題的能力。

化學平衡是眾多平衡系列的基礎，對很多知識的學習起著指導作用，因此，從濃度、壓強、溫度等因素推導化學平衡移動的規律（勒夏特列原理）是本節課的教學重點，也是教學的難點。盡管之前學生已經學習了外界條件對速率的影響，也知道了平衡狀態的基本特征，但推導、概括、總結規律的過程依然復雜、抽象，學生的理解存在難度，再加上教材提供的教學素材不多，因此教師要根據實際情況，對教材進行科學的再加工，補充優化實驗素材，選用合適的教學方式、合理的教學手段，引導和幫助學生理解和掌握勒夏特列原理。

2.2教師甲（啟發式）教學片段及案例分析

教師甲： 化學平衡狀態有五大特征，分別是逆、等、動、定、變。等是ν正=ν逆≠0，變是外部條件變化，ν正和ν逆大小改變，化學平衡發生移動，那么如何通過ν正和ν逆大小關系判斷平衡移動的方向呢？

學生： 若ν正>ν逆，平衡向正反應方向移動；若ν正=ν逆，平衡不移動；若ν正<ν逆，平衡向逆反應方向移動。

教師甲： 影響ν正和ν逆的外部條件有哪些？

學生： 濃度、壓強、溫度等。

教師甲： 我們先討論濃度對平衡的影響，已知鉻酸根和重鉻酸根離子間存在以下平衡： Cr2O2-7（橙色）+H2O

2CrO2-4（黃色）+2H+，提供0.1mol/L K2Cr2O7溶液、1mol/L NaOH溶液和1mol/L HNO3溶液，如何讓上述平衡發生移動呢？

學生： 加酸或加堿溶液，能讓平衡發生移動。

教師甲： 我們通過滴管、點滴板等儀器進行實驗演示（略），加堿黃色加深，加酸橙色加深，平衡移動與ν正、 ν逆有什么關系？能得出怎樣的結論？

學生： 前者ν正>ν逆，后者ν正<ν逆。增大反應物的濃度或減小生成物的濃度，平衡向正反應方向移動；減小反應物的濃度或增大生成物的濃度，平衡向逆反應方向移動。

教師甲： 我們再討論壓強對平衡的影響，已知NO2與N2O4間存在以下平衡： 2NO2（紅棕色）N2O4（無色），提供針筒，如何讓平衡發生移動呢？

學生： 通過針筒活塞的推、拉看顏色的深淺。

教師甲： 向里推針筒活塞顏色本身就會加深，向外拉針筒活塞顏色本身就會變淺，如何判斷平衡移動呢？

學生： 深與淺之后如果還有后續的顏色變化，這就能判斷平衡朝什么方向移動。

教師甲： 顏色的深淺變化不太明顯，我們借助壓強傳感器進行實驗演示（略）。

教師甲： 實驗圖像告訴我們，壓強大了之后有減小的變化，壓強小了之后有增大的變化。這些能告訴我們什么結論？如果換成氣體參與或生成的不同可逆反應，結論又該如何述說？

學生： 加壓ν正>ν逆，平衡正向移動，減壓ν正<ν逆，平衡逆向移動。增大壓強，平衡向化學計量數小的方向移動；減小壓強，平衡朝著化學計量數大的方向移動。

教師甲： 最后研究濃度對平衡的影響，Co（H2O）2+6（粉紅色）+4Cl-（aq）

CoCl2-4（藍色）+6H2O（l）ΔH>0，提供熱水和冰水，如何讓平衡發生移動呢？

學生： 取三支試管，加入少許紫色的氯化鈷溶液，分別置于冰水、熱水和室溫下，比較三支試管中溶液顏色的變化。

教師甲： 我們通過燒杯、試管等儀器進行實驗演示（略）。室溫下溶液呈紫色，熱水中溶液呈藍色，冰水中溶液呈粉紅色，這些現象說明平衡是如何移動的？

學生： 升高溫度平衡向正反應方向移動，降低溫度平衡向逆反應方向移動。

教師甲： 如果換成其他可逆反應，結論是不是一樣？又該如何表述？

學生： 肯定不一樣，應該和可逆反應的吸、放熱有關。升高溫度，平衡向吸熱方向移動，降低溫度，平衡向放熱反應方向移動。

教師甲采用了啟發式教學的方法，具體教學思路： 明確問題→啟發講授→實驗證明→分析結果→獲得結論。在課堂上，教師甲不斷設置問題情境，引導、啟發學生回答問題，通過實驗演示獲得現象，再由現象分析得出結論。教師甲在教學過程中提出的問題有：“外部條件改變，如何通過ν正和ν逆判斷平衡移動的方向”、“影響ν正和ν逆的外部條件有哪些”、“如何通過實驗手段驗證濃度、壓強與溫度對平衡的影響”、“如何從實驗現象中得出化學平衡移動的方向”、“如何用結論性的話概括平衡移動的原理”等，這些問題層層遞進、環環相扣，形成完整的問題鏈，學生完成思考和答題的同時，知識也在潛移默化中得到生長。由于教師在學生“最近發展區”搭建支架進行提問，學生認真思考，積極討論，課堂存在觀點交鋒、思維辨析和智慧碰撞，實現了學生認知過程的不斷深入，提升了解決問題的能力。

2.3教師乙（探究式）教學片段及案例分析

教師乙： 測定廢水中COD時通常需要用到一種橙紅色的固體，它的名稱叫重鉻酸鉀，在它的水溶液中存在著可逆反應： Cr2O2-7（橙色）+H2O

2CrO2-4（黃色）+2H+。大家想想此時可逆反應處于一種什么狀態？它有哪些特征？

學生： 化學平衡狀態。它有五大特征，分別是逆、等、動、定、變。

教師乙： 變就是外界條件改變，原有的平衡狀態會發生改變，即平衡會發生移動，請預測濃度、壓強、溫度對化學平衡可能會造成怎樣的移動？

學生： 討論不同條件下化學平衡移動的方向，并將小組預測的結論寫在學案上。

教師乙： 同學們可以通過實驗加以探究，看看我們預測的結論是否正確，通過小組間的交流，能否得出濃度、壓強和溫度對平衡移動影響的規律。

實驗探究一（濃度的影響）： 已知重鉻酸根和鉻酸根離子間存在以下平衡： Cr2O2-7（橙色）+H2O

2CrO2-4（黃色）+2H+，向點滴板兩圓孔內加入2～3滴0.1mol/L K2Cr2O7溶液，在其中1孔內滴加2～3滴NaOH溶液，對比兩圓孔內溶液的顏色，將變色后的溶液分成兩份，向其中一孔內滴加1mol/L HNO3溶液，觀察現象。根據實驗現象你能得出什么結論？

教師乙要求學生實驗前戴手套，四人一組合作完成實驗，每個小組說出觀察到的實驗現象，分析出現現象的原因，驗證預測的結果是否正確。

實驗探究二（壓強的影響）： NO2與 N2O4間存在平衡2NO2（紅棕色）

N2O4（無色），將裝有20mL NO2氣體的針筒在t1時刻迅速壓縮至10mL處并保持不動。根據實驗現象能得出什么結論？

針對部分小組實驗現象不太明顯的情況，教師乙將其中一個實驗小組的針筒一端連接一個壓強傳感器，并把傳感器與數據采集器相連，邀請小組同學作為觀察員，將實驗得出數據圖像放大投影，見圖1，與學生分析該圖像中小尖角蘊含的信

息，驗證預測的結果是否正確，引導學生掌握壓強對化學平衡移動的影響。

實驗探究三（溫度的影響）： 已知氯化鈷溶液中存在以下平衡： Co（H2O）2+6（粉紅色）+4Cl-（aq）

CoCl2-4（藍色）+6H2O（l）ΔH>0，各取少量紫色氯化鈷溶液于三支試管中，將三支試管分別置于冰水、熱水和室溫下，比較試管中溶液顏色的變化。根據實驗現象你能得出什么結論？

教師乙將其中一個小組的實驗裝置在投影上展出，裝置見圖2，引導學生圍繞實驗現象展開討論，完善之前預測的結論，得出溫度對化學平衡移動影響的規律。

教師乙采用實驗探究法，具體教學思路： 提出問題→實驗探究→得出規律→反思提高→實踐應用。本節課，教師乙提出“化學平衡的移動”的課題，通過點撥引導，讓學生猜想濃度、壓強、溫度對平衡移動的影響，鼓勵學生通過實驗進行探究，借助交流平臺進行討論，完善不同外部條件對化學平衡移動的影響規律，學生在學習反思中逐步理解勒夏特列原理。教學中，教師盡量創設條件，提供探究的實驗素材，為了讓學生真正理解增大或減小壓強對平衡移動的影響，教師乙借助壓強傳感器和學生一同實驗，獲得數據，并幫助學生進行圖像分析，剖析難點。其實，真正的科學探究充滿著開放性和不確定性，教師乙充分考慮課堂教學實際和學生的認知水平，沒有完全放開探究活動，但是他組織與監控到位，要求每個小組動手操作，觀察和記錄現象，獲取證據，然后通過交流討論，獲得結論。精簡后的活動探究，學生熱情依然高漲、樂此不疲，這是本節課的一大亮點。

3認識反思

兩節課雖然教學方式不同，但課堂教學卻精彩紛呈，都不失為一節好課。究其原因，兩位教師的教學設計、教學策略以及師生活動都緊緊圍繞各自的教學方式展開。具體分析如下：

（1） 兩位教師的教學設計都很精巧。兩節課都是在復習化學平衡狀態的基礎上讓學生建立化學平衡移動的概念。在此基礎上，設法讓學生明確條件的改變會影響化學平衡的移動，然后緊緊圍繞濃度、壓強和溫度等條件，挖掘實驗素材，通過啟發或探究的教學方式，得到不同條件對平衡移動的影響結果，最后將勒夏特列原理應用于合成氨工藝中對條件的調控。案例中，教師甲通過一連串的問題，引領學生思考，通過實驗事實，得出結論。教師乙借助交流平臺，預測結論，通過實驗探究，完善結論。盡管教學方式不同，但教學設計都能很好地體會教材編寫者的真實意圖，即突出化學與社會、生活以及工農業生產的密切聯系；重視對可逆反應的平衡狀態研究，逐步揭示外界條件的變化引發平衡移動的規律與原理。

（2） 兩位教師的教學策略運用得當。教師甲根據啟發式的教學特點，注重情境的創設，通過問題來“啟”，學生通過實驗來“發”，突出新舊知識間的聯系，重視學生邏輯思維能力的培養。當學生遇到思維障礙時，教師再搭建支架，幫助學生“解惑”。案例中，當學生明白針筒活塞推、拉后，如果平衡不移動顏色依然會出現深、淺變化時，學生非常困惑，教師甲提醒學生要關注實驗的細節，顏色深了之后會不會有變淺的趨勢，顏色淺了之后會不會有變深的趨勢，并且借助壓強傳感器得出數據，幫助學生進行分析。教師乙依據探究式教學的特點，注重探究動機的激發，引導學生通過實驗來“探”，圍繞結果來“究”，突出知識的意義學習，重視學生科學思維能力的培養。案例中，教師乙在實驗前進行啟發，實驗中進行點撥，實驗后進行反思和總結，這樣的教學策略無疑是圍繞著“提出問題，證據收集，規律解釋，結論得出”等探究要素進行教學。

（3） 兩位教師充分發揮自身教學特點，注重師生互動，提高學生的課堂參與度。教師甲善于搜集相關背景材料，創設問題情境，拓展問題空間，通過思維縝密的問題鏈，不斷啟發學生思考，并通過實驗驗證結果，加深學生對結論的理解和掌握。通過教師的精心設計、循循善誘，教會學生思維的同時，充分調動學生參與課堂的積極性。教師乙善于整合實驗素材，引導學生進行科學猜想、實驗探究，從而避免單純的學科知識講授。在活動過程中，學生模仿科學家去探究，教師適時向學生提供支持和幫助，讓學生在動態的探究中找到合適的起點和落腳點，學生在快樂中學習，不斷收獲成功，自信心和個體尊嚴得到很好的滿足，不但課堂參與度高，而且能從實驗活動中感悟科學探究的過程、方法和價值，有利于學生化學學科核心素養的養成。

針對“化學平衡的移動”這樣的課題，到底選擇探究式教學還是啟發式教學？兩種教學法哪個更優？筆者覺得仁者見仁、智者見智，孰優孰劣不能妄下定論，但兩節課的成功，讓我們看到，在選擇教學方式時，應充分考慮教學目標、教學內容、學生學習需求以及教師教學特點等因素，本著“適應性、可行性、有效性”的原則來選擇[5]。要做好這些，教師應力爭做到：

（1） 認真做好上課前的準備工作。教師要深入學習課程標準和教材，熟悉教學目標和教學內容，梳理知識結構，搜集相關信息，挖掘有價值的化學素材等，為選擇合適的教學方式提供參考；教師要聽取其他教師的建議，集思廣益，選擇適合自己的教學風格，發揮自己教學特長的教學方法；教師要能夠走近學生，聽聽學生的需求和想法，根據學生的現狀，選擇課堂活動和學習模式。教師一旦確定教學方式，所有的教學活動都要圍繞這個中心展開，要做好問題或情境構思，為學生提供生活化的問題情境，呈現富含“證據素材”的知識內容，讓學生真正參與課堂，在“啟”和“發”、“探”和“究”中體驗化學的獨特魅力。

（2） 精心組織化學實驗教學。化學實驗在課堂教學中占據非常重要的地位，是學生獲取知識、發展能力的方法和途徑。一個精心設計的化學實驗包括了豐富的化學知識、熟練的化學基本操作以及模擬科學家進行科學發現的探索過程，有著巨大的教育價值。無論選擇哪種教學方式，教師都要用心準備、精心組織，服務課堂教學。例如，在參賽現場，有的教師通過黑枸杞水加酸會出現顏色的變化，來說明濃度對化學平衡的影響；有的教師引入壓強傳感器，來說明壓強對化學平衡的影響；有的教師將冰水、溫水和熱水同時作用紫色的氯化鈷溶液，通過實驗對比的手段，來說明溫度對化學平衡的影響。這些實驗的引入，不僅為課堂教學帶來生機與活力，而且提供給學生觀察、想象與思維的空間，大大增強課堂教學效果。

（3） 課堂要以“生”為本，教學活動要緊緊圍繞學生開展。黨的十八大報告提出，把“立德樹人”作為教育的根本任務，而培養學生的“核心素養”，是落實“立德樹人”目標的重要內容和抓手，也是深化課程改革的必然之路。啟發式教學與探究式教學都能很好地圍繞學生的學習開展活動，在培養學生化學學科核心素養方面有著共同點和各自的側重點。

啟發式與探究式都是以問題作為引發，通過指導、引導與幫助以及鼓勵、激勵和認可，調動學生學習的積極性，提高學生行為、認知與情感參與，有利于知識與技能、過程與方法的形成。但由于教學目標不同，啟發式教學很難發展情感態度與價值觀中的批判和合作精神，而探究式教學能較好地達成三維目標。

兩種教學方式圍繞實驗開展教學，都強調學生的積極參與，通過現象的觀察，獲得結論或證明結論。因此兩種教學法都能豐富學生的體驗，易于培養學生的民主意識、合作意識與參與意識。但由于實驗的目的不同，啟發式教學要求學生觀察實驗獲得現象，通過分析得出結論，學生很難發現有探究價值的化學問題和提出改進實驗探究方案的設想，而探究式教學則是提出預測，設計改進實驗，用以驗證或完善結論，容易培養學生的探究意識與創新精神。

兩種教學方式都強調學生主動建構知識體系，反對教師“灌輸式”教學，反對學生依靠死記硬背獲取知識，有利于引發學生思維，使他們真正理解知識，達到遷移和應用知識的目的。由于探究需要學生搜集已有知識，對物質的性質及其變化提出可能的假設，通過實驗結論進行分析推理，因此探究式教學更能體現對學生進行科學精神、變化觀念、證據推理等諸多化學學科核心素養的培養。

隨著《中國學生發展核心素養》總體框架正式發布，核心素養躍升為我國基礎教育界的新熱點，基于學科核心素養的課堂教學研究，將成為教師關注的焦點。通過對兩節課的比較、評析，我們了解了探究式和啟發式兩種教學方式的概念、特點，以及在“化學平衡的移動”一課中的應用。對于如何更好地駕馭兩種教學方式，如何將兩種教學方式有效結合，提升化學教學的勝任力以及如何集兩者之長，多種教法并行，創造出適合我國國情，更好地培養學生學科核心素養的教學模式等問題，都是廣大教育工作者共同關注的課題，我們有責任、有義務去探索，去研究，去實踐。

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