高中學生化學反應原理問題解決路徑的研究
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摘 要：“化學反應原理”教學模塊在高中化學整體教學中所占比重較大，同時由于其知識的復雜性以及相對的難度也成為了學生在化學學習中的一項困難模塊。為了提升學生整體的化學探究水平與反應原理問題的解題效率，教師要幫助學生深化解題思路，開拓學生的思維，引導學生從不同的角度對化學反應原理問題展開探究，綜合性加強學生的學習效果，提升學生的解題效率。
關鍵詞：高中化學;反應原理;解決路徑;策略
中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2019）08-112-2
想要提升學生在反應原理問題方方面的解題效率，教師要注重對學生進行學習方法的引導，針對不同的化學反應原理內容幫助學生制定學習策略與計劃。除此之外教師要加強對學生的化學思維引導，讓學生能夠從不同的角度明確化學反應原理問題的考查側重點，然后應用針對性的探究方法進行問題的解決，彼此來鍛煉自身解決問題的能力，提升解題效率與水平。
一、學生利用對比模式展開對化學反應原理問題的探究與分析
在高中化學反應原理的教學中，想要提升學生對于化學反應原理問題的解決能力，學生可以通過使用多種不同的解決方式對反應原理進行重點解決與探究。首先可以應用對比模式展開化學反應原理問題的預先思考，將某些具有聯系或相似特征的知識原理進行整合，然后進行綜合性的分析與比較，進而探究出不同知識原理的那個本質特征。這項學習探究方式的主要目的是針對化學反應原理教學中一些易混淆的概念或原理而制定的，通過這種對比探究模式學生可以有效區分不同原理與概念間的潛在區別，進行深入的反應原理學習探究。比如在學習影響反應速率和化學平衡條件的教學內容時，其中濃度和壓強這兩項條件的規律比較容易混淆，學生就可以積極利用對比的方式探究這種易混淆的化學反應原理問題。在此項探究任務中學生易混淆的概念是由于改變壓強這項實驗條件，最終的實質和改變濃度這項條件的效果一致。所以學生會對于改變壓強或濃度這兩者的區別產生混淆，不利于解題探究。這時學生根據對比模式的探究原理將兩項條件探究放到一起進行分析，分析不同的改變對于實驗結果的影響。首先對于改變濃度，實質上是改變某一種化學成分的固定濃度，在反應中只有此成分濃度會增大或者減小。而改變壓強這項條件主要是通過改變體積來進行的，體積的改變會對反應中各種物質組成部分的濃度帶來影響，而這又與單一的濃度變化有相對明顯的不同。所以通過這樣的分析比較，學生能夠明確這兩項條件的內在區別，這種對比探究方式的運用對學生自身的解題有著一定的幫助，比如在學習之后的電離平衡或者水解平衡等化學反應原理問題時，學生就可以利用對比策略來展開解題探究，從不同的角度進行針對性的概念區分，以此來深化自身對于反應原理問題的解題技巧，綜合性提升學生的解題效率。
二、學生使用假設逆推方法進行推理邏輯思維訓練
假設逆推策略是高中化學反應原理教學中的一項問題探究策略，尤其是對于一些已知條件較少的反應原理問題，學生可以采用這種假設逆推方式來對問題進行有效解決。這項策略的主要方式是從化學反應問題的終點或者目標作為探究的開始，然后將其中的一種化學反應情況作為已知條件來進行逆向推理。這種假設逆推教學策略多應用于電離水解平衡的化學反應原理問題中，下面引入一道具體問題來做為實際案例。比如將x摩爾每升的醋酸和y摩爾每升的氫氧化鈉溶液進行等體積混合，混合后的溶液PH等于7，第一道題是探究x與y之間的大小關系;第二道題是探究比較醋酸溶液中氫離子的濃度與氫氧化鈉溶液中氫氧根離子的濃度大小。根據這樣的反應原理題目設置，學生可以利用假設逆推策略來進行邏輯性分析。首先在題目中存在一定的已知信息，比如溶液的PH值等于7代表混合后溶液為中性。這時學生假設醋酸的濃度x等于氫氧化鈉的濃度y，等體積混合后溶質成分為醋酸鈉呈現堿性，但是這卻與已知信息PH等于7不相符合，所以由此得出醋酸的濃度應當比假設的大，最后得出解答x大于y。這樣學生就根據反下逆推原理解決了第一項問題，這時學生依舊利用這種方法進行第二項問題的推論。首先可以假設在醋酸溶液中氫離子的濃度等于氫氧化鈉溶液中氫氧根離子的濃度，由這樣的假設可以得出醋酸濃度遠大于氫氧化鈉濃度。而在它們進行等體積混合后溶液成分中卻含有大量剩余的醋酸和醋酸鈉，并且出生濃度遠大于醋酸鈉的濃度，這樣的推論結果顯示溶液呈現酸性，并且與題目中的已知信息溶液呈現中性不相符，所以在學生的推論中應當降低醋酸溶液中氫離子的濃度，換句話說醋酸溶液中氫離子的濃度沒有學生假設的那樣高，由此得出第二個問題的結論，醋酸溶液中氫離子的濃度是小于氧化鈉溶液中氫氧根離子濃度的。這樣，學生通過利用假設逆推的探究方式對這種復雜的化學反應原理問題進行了全面的分析，學會利用已知的條件對未知的條件展開推理，從而準確解析反應原理問題。
三、學生利用識別探究模式進行綜合性的問題解決與技巧深化
在高中化學教學階段中涉及到了多種多樣類型的化學反應原理問題，學生想要對這些問題進行綜合性的處理與解決，可以從多個角度入手深化自身對反應原理問題的處理效率。根據這樣的要求，學生可以采用模式識別策略來展開化學探究，通過模式識別方式來對不同類型的復雜反應原理問題進行分析與解決。模式識別策略的主要內容是通過學生對化學反應原理題目中的相關問題與信息進行提取，然后利用所學到的模式解決策略進行問題的匹配，再進行針對性的問題解決。通俗來講也就是學生在解決反應原理問題是要深入了解反應原理的考查重點以及問題結構，通過所學知識選擇不同的應對策略進行針對性解決。學生在進行模式識別探究時要加強對反應原理的出題意圖的深刻理解與領悟，然后構建問題的原型，認知題目的內在特征，通過深入淺出的方式找出解決問題的關鍵所在。下面引入一項具體的習題案例展開探究，比如某溫度下，在一個容積可變的容器中，化學反應“二氧化硫與氧氣反應產生三氧化硫”達到化學平衡時，二氧化硫、氧氣及三氧化硫的物質的量分別為4摩爾、2摩爾和4摩爾，并且這時的容積體積為一升。而在保持溫度和壓強不變的情況下對平衡混合物中三種物質的量進行改變，一是都減半，二是都加倍，三是增加1摩爾，四是減少1摩爾。提出的化學反應原理問題學生需要探討這四種情況下平衡移動的方向。
根據這四種不同的情況學生可以利用中介過渡策略展開綜合性探究。這種方式的主要內容是將化學反應中一些中間媒介或者中間狀態作為解決問題的關鍵，人為建立起一種中間狀態，然后將化學反應的初始狀態以及最終狀態與建立的中間狀態進行比較，以此來準確找出初始狀態與最終狀態之間的化學關系。首先對于前兩項條件的分析，物質的量加倍，體積也加倍，濃度比不變，所以平衡不移動。在分析后兩項條件中，學生要著重加強對于中介過渡探究方式的應用。比如針對第三個條件，在原平衡基礎上首先可以增加1摩爾的二氧化硫，0.5摩爾的氧氣以及1摩爾的三氧化硫，這種方式為人為設定的中間狀態。而此時的結果與前兩項條件結果相同，化學反應的平衡不移動。這時再增加0.5摩爾的氧氣，平衡會向右移動，所以在第三項條件下最終平衡會向右移。同樣的道理可以在第四項條件下首先假設中間狀態，先減少1摩爾的二氧化硫，0.5摩爾的氧氣及1摩爾三氧化硫，這時平衡不移動。此時減少0.5摩爾的氧氣，會出現平衡左移的情況，所以第四項條件下最終化學平衡會向左移。
四、總結
總的來說，在高中化學教學中想要提升學生對于反應原理問題的解決能力，教師需要根據不同化學反應教學內容的實際情況進行針對性教學引導，引導學生應用多元化的探究方法來對反應原理問題展開有效的分析與解決。通過多種途徑對學生的解題能力進行綜合性訓練，加強學生的學習效果，提升學生的解題效率與水平。
[參考文獻]
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