論化學教學中的動態(tài)平衡

謝 勉

(沙縣第一中學，福建 三明 365500)

一、何為“動態(tài)平衡”理論

課堂教學是由多種因子組成的系統(tǒng)，各種因子之間的關(guān)系是錯綜復雜的。系統(tǒng)論原理告訴我們:課堂教學系統(tǒng)中各因子的運行過程是發(fā)展變化的，處于動態(tài)平衡中。所謂的“動態(tài)平衡”也就是指在平衡中追求動態(tài)，在動態(tài)中達到平衡。筆者運用動態(tài)平衡思想審視化學課堂，用平衡移動規(guī)律調(diào)節(jié)課堂，從而提高教與學中知識與能力內(nèi)化的轉(zhuǎn)化率。

二、“動態(tài)平衡”的理論基礎(chǔ)

建構(gòu)主義學習理論認為，學習不是教師向?qū)W生的簡單傳遞和灌輸，而是學生積極主動建構(gòu)知識的過程。在建構(gòu)中，當舊知識與新知識、新情境之間不相符時，學生就會產(chǎn)生心理上的矛盾或沖突，稱之為認知沖突［1］。當出現(xiàn)這種情況時，皮亞杰認為認知主體面對環(huán)境中新的刺激時，總是試圖通過同化和順應(yīng)這兩種形式來達到機體與環(huán)境的新平衡［2］。

在這種“動態(tài)平衡”的課堂中，教師如何利用學生認知的不平衡，提高這種平衡知識的轉(zhuǎn)化率呢?應(yīng)當運用化學平衡思想審視課堂，尋找和制造課堂的不和諧與不平衡因素，用動態(tài)平衡理論指導和調(diào)節(jié)課堂，使學生出現(xiàn)欲答不能、欲罷不忍的心理狀態(tài)，由此調(diào)動其全身心地投入到學習活動中，在這樣處于動態(tài)平衡的教學，保持信息流的暢通，使學生的有效輸入大輻度增加。

三、“動態(tài)平衡”理論在教學中的運用

1.抓住認知不平衡的關(guān)鍵點

【案例1】鹽類的水解

探究過程 教學活動 認知過程提出問題 根據(jù)你的知識，說說酸堿鹽的PH 值在多少?分析評估 【提問】如果將鎂條加入到NH4Cl 溶液中，將會有什么現(xiàn)象產(chǎn)生?利用舊知識【演示實驗】將已去除表面氧化膜的鎂條加入到一 與實驗為學定量的NH4Cl 溶液和水中，觀察實驗現(xiàn)象。 生產(chǎn)生認知【提問】在NH4Cl 溶液中產(chǎn)生的又是什么氣體?產(chǎn) 沖突伏筆生該氣體說明了什么?實驗驗證 【學生實驗】請大家利用pH 試紙測一下NH4Cll 溶液的pH。無法同化，【總結(jié)】大家用實驗的方法驗證推測是正確的，產(chǎn)生認知NH4Cl 溶液的確呈酸性。 沖突【質(zhì)疑】NH4Cl 溶液是鹽溶液，為何會呈現(xiàn)酸性呢?探索規(guī)律 【【分板析書】】在N H N4CHl4=CNl 溶H4液+ +中C存l-在以下電離關(guān)系:問題層層推H2 O ■■OH-+H+出，引領(lǐng)學【①原提憑因問這嗎】兩?個電離關(guān)系能說明NH4Cl 溶液呈酸性的生原新探 知理索建水解構(gòu)②要呈酸性必須滿足什么條件?【③能 ①O②提H水否 在N問-H電想 、N4】HH離到+4+與出問C，l相的題 O溶H互出c液-(間在反中H有哪應(yīng)+存沒)里 會在與有?造的c能(成這夠O什H四發(fā)么-種生)后離是反果相 子應(yīng)?等:的N的?H4，+同、C學l-們 、在的立識學致學認 ， 用會新讓“生知 ”的學學已上有建知生以

上述的設(shè)計，學生的原有認知平衡被打破，心理上自然而然地產(chǎn)生了一種強烈的平衡需求。利用這種不平衡，由淺入深地啟發(fā)學生尋找知識的根源，分析奇異現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，這樣知識就向著學生認識、感悟的方向轉(zhuǎn)化。進行激烈的碰撞、氧化、還原、雜化，選擇性成鍵形成新認知將其認知體系提升到新的高度。

2.變式問題角度，化解認知難點

【案例2】變式練習、制造不平衡。變換設(shè)問方式或問題的部分條件，打破已有的認知沖突，制造出新的認知不平衡。使學生對問題的認識不斷深化，思維水平不斷提高。例如:

題1.0.001mol/L 的鹽酸、硫酸和醋酸，誰c(H+)、PH 值大呢?

題2.c(H+)=0.001mol/L 的鹽酸、硫酸和醋酸，誰的物質(zhì)的量濃度大?

題1 變式 0.001mol/L 的鹽酸、硫酸和醋酸分別與Zn 反應(yīng)，開始是誰的速率大?產(chǎn)生的H2多?

題2 變式 體積相同、c(H+)=0.001mol/L 的鹽酸、硫酸和醋酸分別與Zn 反應(yīng)誰的速率大?產(chǎn)生的H2多?

題3.PH 值相同的鹽酸、硫酸和醋酸分別與Zn 反應(yīng)，開始是誰的速率大?產(chǎn)生的H2多?

從題1 到題3，學生的認知沖突不斷變化，學生解決認知沖突的思維能力不斷提高，對物質(zhì)的量濃度、c(H+)、PH 的理解也越來越深刻。

化學平衡建立只與始終態(tài)有關(guān)，與途徑無關(guān)。通過教師對難點、易混點充分準備，以“小步子”的變式方式呈現(xiàn)，降低了難點、易混點的難度，了解學生的潛在問題。

3.多維度的轉(zhuǎn)化平衡

【案例3】沉淀溶解平衡

探究過程 教學活動 設(shè)計意圖第一階段 (演示實驗)向PbI2 上層清液中滴加KI 溶液借助實驗與學生已有認知產(chǎn)生不平衡，為沉淀溶解平衡的建立做感性的定性(提問)請利用你所學的知識分析，黃色沉淀是什么 基礎(chǔ)。物質(zhì)?它是怎樣產(chǎn)生的?第二階段 1.為深入學習沉淀溶解平衡的原理，設(shè)計如下實驗。從定性無Ⅰ取100mL 蒸餾水，加入過量的Cu(OH)2 晶體，攪 法同化，產(chǎn)拌，靜置，取上層清液分成兩份于試管A、B。 生認知沖(1)取A 試管中，向其中滴加幾滴0.5 mol·L-1Cu-突，它要求“S溶 ⅡO不液準4 變?nèi)苤?確”液 量或c，“(取觀C變1u察0 2小.到+0”)0的)m ?，F(xiàn)L清象 液是 ， 中 和滴定?法測(寫 得“c變，(H大+”)、從角新的知定度建識量來構(gòu)。的重新=2.00×10-5mol·L-1。(2)在此實驗溫度下，Cu(OH)2 的溶度積常數(shù)Ksp= 。(3)取B 試管中加少量水，Ksp 測定結(jié)果將會(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。

探究過程 教學活動 設(shè)計意圖(4)要使0.2mol·L-1CuSO4 溶液中Cu2+沉淀較為完全(使c(Cu2+)降至原來的千分之一)，則應(yīng)向溶液中加入NaOH 溶液，使溶液的pH 為 。2.一定溫度下，鹵化銀AgX(X:Cl—、Br—、I—)及Ag2CrO4 的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。橫坐標p(Ag+)表示“-lgc(Ag+)”，縱坐標Y 表示“-lgc(X—)”或“-lgc(CrO24 -)”。下列說法正確的是()。A.a 點表示c(Ag+)=c(CrO24 -)B.b 點可表示AgI 的飽和溶液C.該溫度下AgI 的Ksp 約為1×10—16 D.該溫度下AgCl、AgBr 飽和溶液中:c(Cl—)＜c(Br—)第三階段 例如，在一次高三復習課中用BaCl2 鑒別Na2CO3、在這時間，NaHCO3 二者，預期的實驗現(xiàn)象是Na2CO3 溶液中滴 不同的章加淀N a。H BC a當CO l 3分2 溶溶別液液用，會滴濃有加度白0色.均5沉m為o淀l·0，.而L1 m-No1lB a·Ha C ClLO2-3溶 1沒 N液有a，2C結(jié)白O果色3沉和均節(jié)中思勢， 的的維易沖空的產(chǎn)突間生定，產(chǎn)生了白色沉淀。 利用這種教師給出數(shù)據(jù) 思考與討論充足時間 思維的不0.1mol·L-1NaHCO3 溶液的PH=8.3平衡，去真HCO3- 的電離平衡K=8.1×10-9的 正掌握沉學大生于會Ba計CO算3出的溶濃液度積中常的數(shù)B a2+與CO23 -的濃度商Qc淀及的Ksp含義

記憶研究領(lǐng)域中，“深度加工理論”認為:人往往在不同的深度層次上對各種外界刺激進行心理加工，而只有那些得到很深的認知加工的信息才能被長期保持下來［3］?；诖死碚?，筆者認為認知沖突形成的不平衡的設(shè)置，應(yīng)在不同的時間、不同的空間，以不同的形式一步一步地將知識在自然“生長”過程中不留痕跡地轉(zhuǎn)化，達到深層次的領(lǐng)悟。

總之，課堂猶如一個生態(tài)系統(tǒng)，它的平衡是動態(tài)的、相對的。當內(nèi)部因素或外部因素改變，都會打動平衡系統(tǒng)?；瘜W教師應(yīng)善于利用這些不平衡，掌控課堂使之轉(zhuǎn)化成一個更合理、更和諧的新平衡。

［1］來玲玲，胡志剛.基于建構(gòu)主義的認知沖突策略在化學實驗教學中的運用［J］.化學教與學，2012(8).

［2］周忠輝.例談高中化學課堂中“認知沖突”的設(shè)置［J］.中學化學教學參考，2014(21).

［3］陳琦，劉儒德.教育心理學［M］.北京:高等教育出版社，2005.