“三态”模型：化学平衡移动教学有效的教学思维模型.docVIP

“三态”模型：化学平衡移动教学有效的教学思维模型 　　一、问题的提出 　　“化学平衡移动”是中学化学基本理论的重要组成部分，是化学教学的重点和难点。笔者调查发现，许多教师在教学中尽管对此内容讲授得很充分，耗费时间很长，但效果往往不尽如人意，学生仍然觉得“理论性强，思维难度较大，理解透彻较为困难”；教师尽管对学生进行了多次和较长时间的训练，但学生仍然在分析、解决平衡移动问题时感到困难、抽象，力不从心。如何改变这种教学现状，如何把这些笼统、抽象、理论性强的知识内容变得具体、形象、直观，以便于理解、掌握和运用，如何更有效地分析和解决平衡移动问题，等等，是笔者近年一直研究的课题。笔者发现，在教学中帮助学生建立有效的教学思维模型进行分析和讲解，是其中一种效果良好的方法和策略。 　　二、教学思维模型的研究 　　（一）传统教学思维模型的不足 　　化学平衡的移动，就是改变外界条件，破坏旧的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程。[1]在教学中教师常常使用图1[2]的思维模型进行讲解，以帮助学生理解相关知识，分析和解决有关问题。 　　此思维模型只有“二态”――旧平衡态、新平衡态，故暂且命名为“二态”模型。笔者发现，此“二态”模型应用在教学中明显存在一些不足，具体为：“旧平衡态”过渡到“新平衡态”的中间过程比较笼统、抽象，学生较难把握，易被“改变条件”所迷惑，对“改变条件后隐藏着的各种变化”不能很好地挖掘，因而教学效果不甚理想。显然，很有必要建立一种具体、形象、直观的思维模型，以便于更好地理解和掌握相关知识，更有效地分析和解决有关问题。 　　（二）建立新的、有效的教学思维模型――“三态”模型 　　“三态”模型，就是为弥补“二态”模型的不足而在其“二态”（“旧平衡态”与“新平衡态”）之间虚拟、假设出一种特殊过渡状态――“瞬间态”，从而形成“三态”分析的一种有效的教学思维模型。所谓“瞬间态”，就是旧平衡在改变条件的瞬间，平衡还来不及移动时的状态。“三态”模型如图2所示。 　　“旧平衡态”到“瞬间态”由改变条件的瞬间造成，此时平衡还来不及发生移动。平衡发生移动实则始于“瞬间态”，终于“新平衡态”。 　　“三态”模型中标注的有关量可以是：浓度、体积、压强、温度、物质的量、正反应速率、逆反应速率等。其中，“瞬间态”的量由“旧平衡态”的量与“改变条件”的量两部分复合而成。 　　“三态”模型能变“二态”模型的笼统、抽象为具体、形象。在教学中只需引导学生比较、分析某个或某几个有关量分别在“三态”模型之中发生了怎样的变化（增大、减小或不变），就能深刻理解相关知识，成功解决有关问题。 　　三、“三态”模型在教学中的应用 　　（一）便于深刻理解勒夏特列原理 　　勒夏特列原理是“化学平衡移动”教学的重点和难点，其内容为：改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。只有引导学生深刻理解勒夏特列原理，才能帮助他们熟练地运用它来解决问题。 　　1.如何才算是“改变影响化学平衡的一个因素”？ 　　在教学中用“二态”模型来考察勒夏特列原理，学生往往对“改变条件”与“改变影响化学平衡的一个因素”分辨不清，理解模糊，但用“三态”模型能很好地解决这个问题。 　　在“三态”模型中，勒夏特列原理实际是针对“旧平衡态”与“瞬间态”而言的，是通过比较“旧平衡态”与“瞬间态”之间的某个量（浓度、温度、压强等）的变化情况来判断平衡移动方向的。改变条件后，只有导致“瞬间态”的浓度、压强、温度中的某一量真正比“旧平衡态”增大或减小了，才能算是“改变影响化学平衡的一个因素”，平衡才“向着能够减弱这种改变的方向移动”。如果表面上改变了某个条件，但实际上并不造成“瞬间态”与“旧平衡态”之间浓度、压强、温度的不同，则不算是“改变影响化学平衡的一个因素”，不会引起平衡的移动。 　　例如，反应2A（g）+B（g）?2C（g）在一容积可变的容器中达到平衡时，A、B、C的物质的量分别为4mol、2mol、4mol。现在恒温恒压的前提下“改变条件”：将平衡混合物中A、C减少1mol ，B减少0.5mol。这种“改变条件”算不算是“改变影响化学平衡的一个因素”呢？ 　　在教学中若以“二态”模型来考察，很容易得出“既然是改变了条件（A、C减少1mol，B减少0.5mol），那肯定是改变了影响化学平衡的一个因素”的错误结论。但若改用“三态”模型来分析，便能排除干扰，看清真相（见图3）。 　　算不算是“改变影响化学平衡的一个因素”，要通过比较“瞬间态”与“旧平衡态”的浓度大小来回答。“瞬间态”A、B、C的物质的量分别为3mol、1.5mol、3mol，“旧平衡态”A、B、C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。“瞬间态”A、B、C的物质的量之和是“旧平衡