“沉淀溶解平衡”學(xué)習(xí)認(rèn)知困難及教學(xué)策略分析

胡雪梅

（安徽省績溪中學(xué) 安徽 宣城 245300）

一、問題的提出

沉淀溶解平衡現(xiàn)位于新人教版選擇性必修1 中，與電離平衡、水解平衡構(gòu)成了水溶液中的平衡體系，歷年來平衡部分知識的學(xué)習(xí)一直都困擾著高二和高三的學(xué)生，從多年的教學(xué)經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)沉淀溶解平衡的題讓學(xué)生感到困難，但又是高考重要且高頻出現(xiàn)的考點之一。近兩年涉及溶解平衡的高考題考點如下：

表1 全國卷沉淀溶解平衡考點分布

學(xué)生學(xué)習(xí)中到底是被什么因素牽制？思路和方法的形成中困惑點在哪？本文試圖通過問卷調(diào)查的方式，精準(zhǔn)地找尋溶解平衡學(xué)習(xí)困難點，并探析原因，找到突破認(rèn)知困難環(huán)節(jié)的教學(xué)策略。

二、調(diào)查方法

通過微信小程序問卷星制定調(diào)查問卷，圍繞本節(jié)課核心內(nèi)容分成客觀選擇形式制定調(diào)查問卷。本次調(diào)查問卷的實施涉及我校第一層次的202班和第二層次的204班，班級總?cè)藬?shù)105人，實際收到100份，有效率95.2%。

三、調(diào)查結(jié)果及分析

表2 沉淀溶解平衡知識點學(xué)生認(rèn)知情況

四、學(xué)習(xí)困難成因

1.基本概念的迷思

部分學(xué)生感覺化學(xué)知識點繁、雜、多，根本原因是知識在學(xué)習(xí)過程中一直是散點分布。（1）新舊知識點沒能有機結(jié)合。如根據(jù)初中的學(xué)習(xí)，學(xué)生只認(rèn)為溶解是一個物理過程，狀態(tài)會變化，但沒有意識到電解質(zhì)在水中的溶解會伴隨著電離產(chǎn)生出相應(yīng)離子。（2）知識的固化產(chǎn)生定勢思維。如難溶物溶解平衡一定是難溶物才能出現(xiàn)，易溶物則不會出現(xiàn)，侯氏制堿法中NaHCO3的析出、食鹽水的蒸發(fā)結(jié)晶便不能用溶解平衡角度思考。再如關(guān)于飽和溶液是不能再溶解溶質(zhì)的認(rèn)知，難溶物溶解平衡達(dá)到時形成的飽和液中仍然存在溶解則會有影響。（3）平衡系列概念沒有同化。幾大平衡間的本質(zhì)屬性是一樣的，需在不同體系中不斷地對化學(xué)平衡內(nèi)容進(jìn)行豐富，若沒有同化，每個平衡則是孤立的，難以對平衡知識深度進(jìn)行升華。

2.上位知識的短板

沉淀溶解平衡知識的理解建立在溶解概念、電離概念、離子反應(yīng)概念、化學(xué)平衡概念等前內(nèi)容基礎(chǔ)上［1］［2］。溶解、電離、離子反應(yīng)這些知識點分布在初中和高一階段，知識的遺忘、功底的不扎實或知識的碎片化致使這些知識不能遷移到沉淀溶解平衡板塊中。如對H+與的反應(yīng)認(rèn)識會遇到一些情況：（1）學(xué)生完全不會；（2）能用化學(xué)方程式符號表征，但只是機械性地識記；（3）通過離子反應(yīng)不僅表達(dá)出方程式且能從微粒角度描述出動態(tài)的變化，但不能將離子濃度變化結(jié)合平衡移動來思考；所以在探究影響CaCO3溶解平衡移動因素的本質(zhì)上會產(chǎn)生不同的障礙。

3.學(xué)習(xí)思維停留在宏觀、定性的低階期

化學(xué)是一種以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，學(xué)生對知識的認(rèn)知更多的是在有明顯現(xiàn)象產(chǎn)生上，如顏色明顯變化，沉淀的產(chǎn)生和減少等等，在化學(xué)平衡的學(xué)習(xí)中更多的也是通過直觀現(xiàn)象來認(rèn)識平衡的存在。在沉淀溶解平衡的知識構(gòu)建中，傳統(tǒng)的教學(xué)實驗很難實現(xiàn)由現(xiàn)象來衍生新知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生一開始就容易產(chǎn)生畏難情緒。如學(xué)生知道碳酸鈣與鹽酸能反應(yīng)，但不能在溶解平衡和離子反應(yīng)結(jié)合的層面上進(jìn)行微觀分析，2017年版新課程標(biāo)準(zhǔn)要求注重培養(yǎng)學(xué)生的宏微視角，也是提升學(xué)生透過宏觀現(xiàn)象找到微觀本質(zhì)的能力。Fe3+與OH-反應(yīng)生成Fe（OH）3沉淀，學(xué)生則產(chǎn)生定性的認(rèn)知——Fe3+在堿性環(huán)境下才能生成Fe（OH）3，而沒有抓住沉淀生成的本質(zhì)Q＞Ksp，需要通過c(Fe3+)×c3(OH-)的定量計算進(jìn)行證據(jù)推理，從而形成認(rèn)知模型。如向AgCl飽和溶液中加入少量水，按勒夏特列原理就容易判定成c(Ag+)、c(Cl-)減小，若思維模型建構(gòu)成c(Ag+)×c(Cl-)=Ksp，c(Ag+)=c(Cl-)則會得到準(zhǔn)確的結(jié)論。

4.教師對內(nèi)容處理水平

教師對教材內(nèi)容的熟悉程度，對重難點的剖析，突破重難點的教學(xué)手段都會影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)，課堂的純理論加課后的刷題難以形成解決問題的一般思路和方法。

五、教學(xué)策略

沉淀溶解平衡是對平衡知識的完善和提升又涉及固液兩相，相對較復(fù)雜；且在工農(nóng)業(yè)上有重要用途，能充分體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科價值。筆者從以下幾個方面為突破學(xué)習(xí)困難提出一些教學(xué)策略：

1.學(xué)生學(xué)情的深度分析

沉淀溶解平衡是水溶液平衡主題的終結(jié)篇，學(xué)習(xí)過程中需要前面知識點的鋪墊以及需要前面所學(xué)平衡中學(xué)習(xí)方法的遷移，在課前需要準(zhǔn)備一份導(dǎo)學(xué)案，設(shè)置一些前知識的題目幫助學(xué)生復(fù)習(xí)所需要的舊知識，且能外顯前面知識學(xué)習(xí)過程中存在的問題，為新課程的設(shè)計做導(dǎo)向［3］。

2.教學(xué)內(nèi)容的挖掘整合

對教學(xué)內(nèi)容所含的知識點進(jìn)行層次化分析，從平衡大概念出發(fā)找到本節(jié)知識點關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，明確每一課時任務(wù)進(jìn)行整體教學(xué)安排：如第一課時主任務(wù)是構(gòu)建溶解平衡的概念。其子任務(wù)是沉淀的溶解、溶解平衡構(gòu)建、溶度積常數(shù)、平衡移動的本質(zhì)；第二課時主任務(wù)是溶解平衡移動的應(yīng)用。其子任務(wù)是沉淀的溶解、沉淀的生成、沉淀的轉(zhuǎn)化；第三課時主任務(wù)是完善溶解平衡認(rèn)知。其子任務(wù)是易溶物溶解平衡建立，再進(jìn)一步用溶解平衡解決實際問題。

3.教學(xué)方式的創(chuàng)新

創(chuàng)設(shè)真實的情境。如揭結(jié)石形成之謎、結(jié)石的治療處方，通過實驗活動設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識，融入化學(xué)史。如侯氏制堿法，既能運用沉淀生成的模型，深入研究沉淀溶解平衡的微觀本質(zhì)，又能提升民族自豪感，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷。

通過實驗設(shè)計、探究和操作，根據(jù)觀察的現(xiàn)象設(shè)置任務(wù)式問題，引導(dǎo)學(xué)生去探究。課堂提問是一堂課的骨架，能驅(qū)動學(xué)生的學(xué)，問題是知識形成的靈魂，要本著為學(xué)生解決某個學(xué)習(xí)點來設(shè)計問題，如溶解平衡建立時，可以設(shè)計20 mL 0.1 mol/L 的AgNO3溶液與30 mL 0.1 mol/L 的NaCl 溶液充分反應(yīng)，Ag+有無剩余？如何檢驗？讓學(xué)生從已有認(rèn)知到科學(xué)設(shè)計實驗進(jìn)行探究，并利用動手實驗的結(jié)果產(chǎn)生認(rèn)知沖突，激發(fā)進(jìn)一步探究的熱情。

現(xiàn)在高考中的曲線題，既考查了學(xué)生在溶解平衡中的定量思維又考查了數(shù)形結(jié)合的轉(zhuǎn)化思維。在沉淀溶解平衡一節(jié)中曲線類的題型是學(xué)生普遍深感困難，可以讓學(xué)生通過證據(jù)推理微粒變化，課堂上讓學(xué)生動手繪制曲線，同時結(jié)合數(shù)字化實驗，給學(xué)生直觀呈現(xiàn)曲線表征，幫助學(xué)生構(gòu)建平衡的動態(tài)變化觀。

六、結(jié)束語

化學(xué)是一門具有應(yīng)用價值的科學(xué)，在高中化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中不能只是機械式地記憶結(jié)論，更重要的是體會科學(xué)探究的過程。在教學(xué)中可以由已知的領(lǐng)域去探尋未知的領(lǐng)域，通過宏微結(jié)合的視角不斷地尋找證據(jù)，幫助學(xué)生把孤立的知識系統(tǒng)化，發(fā)展從定性到定量的高階思維化，將繁雜的問題模型化，從而促進(jìn)學(xué)生形成良好理論認(rèn)知結(jié)構(gòu)、提升分析解決問題的能力，并應(yīng)用于實際生產(chǎn)生活中去，讓核心素養(yǎng)落地生根。