论化学教学中的动态平衡

谢 勉

(沙县第一中学，福建 三明 365500)

一、何为“动态平衡”理论

课堂教学是由多种因子组成的系统，各种因子之间的关系是错综复杂的。系统论原理告诉我们:课堂教学系统中各因子的运行过程是发展变化的，处于动态平衡中。所谓的“动态平衡”也就是指在平衡中追求动态，在动态中达到平衡。笔者运用动态平衡思想审视化学课堂，用平衡移动规律调节课堂，从而提高教与学中知识与能力内化的转化率。

二、“动态平衡”的理论基础

建构主义学习理论认为，学习不是教师向学生的简单传递和灌输，而是学生积极主动建构知识的过程。在建构中，当旧知识与新知识、新情境之间不相符时，学生就会产生心理上的矛盾或冲突，称之为认知冲突［1］。当出现这种情况时，皮亚杰认为认知主体面对环境中新的刺激时，总是试图通过同化和顺应这两种形式来达到机体与环境的新平衡［2］。

在这种“动态平衡”的课堂中，教师如何利用学生认知的不平衡，提高这种平衡知识的转化率呢?应当运用化学平衡思想审视课堂，寻找和制造课堂的不和谐与不平衡因素，用动态平衡理论指导和调节课堂，使学生出现欲答不能、欲罢不忍的心理状态，由此调动其全身心地投入到学习活动中，在这样处于动态平衡的教学，保持信息流的畅通，使学生的有效输入大辐度增加。

三、“动态平衡”理论在教学中的运用

1.抓住认知不平衡的关键点

【案例1】盐类的水解

探究过程 教学活动 认知过程提出问题 根据你的知识，说说酸碱盐的PH 值在多少?分析评估 【提问】如果将镁条加入到NH4Cl 溶液中，将会有什么现象产生?利用旧知识【演示实验】将已去除表面氧化膜的镁条加入到一 与实验为学定量的NH4Cl 溶液和水中，观察实验现象。 生产生认知【提问】在NH4Cl 溶液中产生的又是什么气体?产 冲突伏笔生该气体说明了什么?实验验证 【学生实验】请大家利用pH 试纸测一下NH4Cll 溶液的pH。无法同化，【总结】大家用实验的方法验证推测是正确的，产生认知NH4Cl 溶液的确呈酸性。 冲突【质疑】NH4Cl 溶液是盐溶液，为何会呈现酸性呢?探索规律 【【分板析书】】在N H N4CHl4=CNl 溶H4液+ +中C存l-在以下电离关系:问题层层推H2 O ■■OH-+H+出，引领学【①原提凭因问这吗】两?个电离关系能说明NH4Cl 溶液呈酸性的生原新探 知理索建水解构②要呈酸性必须满足什么条件?【③能 ①O②提H水否 在N问-H电想 、N4】HH离到+4+与出问C，l相的题 O溶H互出c液-(间在反中H有哪应+存没)里 会在与有?造的c能(成这够O什H四发么-种生)后离是反果相 子应?等:的N的?H4，+同、C学l-们 、在的立识学致学认 ， 用会新让“生知 ”的学学已上有建知生以

上述的设计，学生的原有认知平衡被打破，心理上自然而然地产生了一种强烈的平衡需求。利用这种不平衡，由浅入深地启发学生寻找知识的根源，分析奇异现象产生的原因，这样知识就向着学生认识、感悟的方向转化。进行激烈的碰撞、氧化、还原、杂化，选择性成键形成新认知将其认知体系提升到新的高度。

2.变式问题角度，化解认知难点

【案例2】变式练习、制造不平衡。变换设问方式或问题的部分条件，打破已有的认知冲突，制造出新的认知不平衡。使学生对问题的认识不断深化，思维水平不断提高。例如:

题1.0.001mol/L 的盐酸、硫酸和醋酸，谁c(H+)、PH 值大呢?

题2.c(H+)=0.001mol/L 的盐酸、硫酸和醋酸，谁的物质的量浓度大?

题1 变式 0.001mol/L 的盐酸、硫酸和醋酸分别与Zn 反应，开始是谁的速率大?产生的H2多?

题2 变式 体积相同、c(H+)=0.001mol/L 的盐酸、硫酸和醋酸分别与Zn 反应谁的速率大?产生的H2多?

题3.PH 值相同的盐酸、硫酸和醋酸分别与Zn 反应，开始是谁的速率大?产生的H2多?

从题1 到题3，学生的认知冲突不断变化，学生解决认知冲突的思维能力不断提高，对物质的量浓度、c(H+)、PH 的理解也越来越深刻。

化学平衡建立只与始终态有关，与途径无关。通过教师对难点、易混点充分准备，以“小步子”的变式方式呈现，降低了难点、易混点的难度，了解学生的潜在问题。

3.多维度的转化平衡

【案例3】沉淀溶解平衡

探究过程 教学活动 设计意图第一阶段 (演示实验)向PbI2 上层清液中滴加KI 溶液借助实验与学生已有认知产生不平衡，为沉淀溶解平衡的建立做感性的定性(提问)请利用你所学的知识分析，黄色沉淀是什么 基础。物质?它是怎样产生的?第二阶段 1.为深入学习沉淀溶解平衡的原理，设计如下实验。从定性无Ⅰ取100mL 蒸馏水，加入过量的Cu(OH)2 晶体，搅 法同化，产拌，静置，取上层清液分成两份于试管A、B。 生认知冲(1)取A 试管中，向其中滴加几滴0.5 mol·L-1Cu-突，它要求“S溶 ⅡO不液准4 变溶中 确”液 量或c，“(取观C变1u察0 2小.到+0”)0的)m 。现L清象 液是 ， 中 和滴定?法测(写 得“c变，(H大+”)、从角新的知定度建识量来构。的重新=2.00×10-5mol·L-1。(2)在此实验温度下，Cu(OH)2 的溶度积常数Ksp= 。(3)取B 试管中加少量水，Ksp 测定结果将会(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

探究过程 教学活动 设计意图(4)要使0.2mol·L-1CuSO4 溶液中Cu2+沉淀较为完全(使c(Cu2+)降至原来的千分之一)，则应向溶液中加入NaOH 溶液，使溶液的pH 为 。2.一定温度下，卤化银AgX(X:Cl—、Br—、I—)及Ag2CrO4 的沉淀溶解平衡曲线如图所示。横坐标p(Ag+)表示“-lgc(Ag+)”，纵坐标Y 表示“-lgc(X—)”或“-lgc(CrO24 -)”。下列说法正确的是()。A.a 点表示c(Ag+)=c(CrO24 -)B.b 点可表示AgI 的饱和溶液C.该温度下AgI 的Ksp 约为1×10—16 D.该温度下AgCl、AgBr 饱和溶液中:c(Cl—)＜c(Br—)第三阶段 例如，在一次高三复习课中用BaCl2 鉴别Na2CO3、在这时间，NaHCO3 二者，预期的实验现象是Na2CO3 溶液中滴 不同的章加淀N a。H BC a当CO l 3分2 溶溶别液液用，会滴浓有加度白0色.均5沉m为o淀l·0，.而L1 m-No1lB a·Ha C ClLO2-3溶 1没 N液有a，2C结白O果色3沉和均节中思势， 的的维易冲空的产突间生定，产生了白色沉淀。 利用这种教师给出数据 思考与讨论充足时间 思维的不0.1mol·L-1NaHCO3 溶液的PH=8.3平衡，去真HCO3- 的电离平衡K=8.1×10-9的 正掌握沉学大生于会Ba计CO算3出的溶浓液度积中常的数B a2+与CO23 -的浓度商Qc淀及的Ksp含义

记忆研究领域中，“深度加工理论”认为:人往往在不同的深度层次上对各种外界刺激进行心理加工，而只有那些得到很深的认知加工的信息才能被长期保持下来［3］。基于此理论，笔者认为认知冲突形成的不平衡的设置，应在不同的时间、不同的空间，以不同的形式一步一步地将知识在自然“生长”过程中不留痕迹地转化，达到深层次的领悟。

总之，课堂犹如一个生态系统，它的平衡是动态的、相对的。当内部因素或外部因素改变，都会打动平衡系统。化学教师应善于利用这些不平衡，掌控课堂使之转化成一个更合理、更和谐的新平衡。

［1］来玲玲，胡志刚.基于建构主义的认知冲突策略在化学实验教学中的运用［J］.化学教与学，2012(8).

［2］周忠辉.例谈高中化学课堂中“认知冲突”的设置［J］.中学化学教学参考，2014(21).

［3］陈琦，刘儒德.教育心理学［M］.北京:高等教育出版社，2005.