论守恒法在高中化学教学中的应用

李发刚

守恒法在高中化学教学中得到广泛应用，并且随着新课改的深入实施，对守恒法的应用研究也进一步加大，其能够有效简化学生的化学解题过程，切实提升解题效果的同时，对学生的数学思维能力加强培养，有利于有效提升学生的核心素养。本文就守恒法的内涵及化学中的应用作用进行分析，并结合高中化学教学中守恒法的具体应用，对化学教学方法进行思考和总结。

新课改的实施，进一步明确了高中化学教学应加强学生科学素养培养的新目标，使学生的化学学科思维及化学学科素养有效提升。其中作为学科素养的重要组成部分，学科思想代表着学生对化学特性及价值的基础认识，通过学科思想的培养，有利于学生化学科学素养的有效提升和全面发展。在化学学科思想方法中，守恒法能够使学生对自身的学习目标更加明确，有利于学生对化学本质有更好的理解，并对学科知识进行充分掌握及灵活应用，使学生的学习自信心不断增强。

一、守恒法的内涵及应用作用概述

（一）守恒法的内涵

守恒法主要包括能量守恒及质量守恒两方面内容。在能量守恒定律方面，其主要针对物质变化加大研究力度，通过化学学科教学与能量守恒定律的有效结合，对物质所具有的运动不变特性进行有效呈现，并对物质在守恒及转化方面中具有的基本定律进行明确，在哲学基础构建的基础上，形成了实质上物质变与不变能够有效协调的理念。通过守恒定律的学习，学生能够对化学本质有更深入的认知和理解，能够发现化学反应前后的各种化学物质的质量及电子构成，遵循守恒法的主要原理，明白发生化学反应后生成物和反应物实现守恒，或某一元素存在质量守恒。

在质量守恒定律方面，在高中化学课程中主要分析物质组成、性质和结构等，并使学生对物质守恒定律加深理解，通过物质所具有的普遍规律及变化， 对化学反应过程中旧物质不会出现无端消除以及新物质不会无端生成的情况予以明确，只会存在物质即有结构及形态的改变，所以学生通过提高对质量守恒定律的认知，能够为自然科学知识学习及能力的提升提供有力支撑，促进学生学科素质的有效提升。

（二）守恒法在化学教学中的应用

作为化学学科体系中的重要基本要素，化学学科思想代表着化学学科的核心，其中守恒思想具有独特性，也是学生在化学学习过程中首先接触的具有实质性意义的学科思想。化学学科作为重要的自然科学，其包括微观探析及宏观辨识、理论学习以及实践操作等各个层面和环节，其中化学学科思想貫彻始终，对学生科学思维的培养及发展能产生至关重要的影响，并为其化学学科素养提升提供有利条件，在学生学习化学过程中占据着至关重要的地位。其次，化学守恒法能够根据学生的认知发展特点，在化学学科教学中发挥无可替代的作用，通过守恒思想的运用，使学生能够对化学本质有更深层次的理解，使其问题解决能力有效提升，对其思维水平发展起到促进作用，从而有利于学生化学学科核心概念的形成[1]。另外，在实际化学教学过程中，教师应积极引入守恒思想，与教学形式加强联系，使学生学习知识更加轻松，同时能够对化学规律有更高效、更深入的理解和掌握，从而使学生的学习能力及核心素养得到全面提升。

二、在高中化学教学中守恒法具体应用分析

在高中化学教学中，化学物质及其变化包括离子反应及氧化还原反应等相关内容及知识点，其中能够体现电荷守恒、电子守恒规律;在化学反应过程中，各种能量之间的互相转化，能够反映出化学反应中的能量守恒规律。因此通过守恒法的应用，能够针对化学变化中所涉及的物质守恒问题进行分析和计算，同时教师在具体教学中，以能量守恒或物质守恒作为入手点，结合物质变化前后或化学反应前后存在的不变量，使学生加深对化学知识和规律的理解，对其学科思想加强培养，同时通过守恒法的应用，使问题题目分析更加轻松、容易，使解题效率有效提升。守恒法具体应用时教学内容及相关知识点如下表所示。

（一）能量守恒

基于基本能量守恒理想，对化学物质进行研究时，主要集中于微观层变，对物质在化学反应前后，原子总质量不会出现变化的特点予以明确，并在化学学科解题过程中，通过物质能量守恒定律的应用引导学生对问题进行全面分析，使学生的计算步骤得以有效简化， 使浪费的运算时间问题得以有效改善。

如将KOH 固体放置在空气中，静置一段时间后，对固体内的物质进行分析可以得出：其中K2 CO3 含量是 37. 3%，含水量是8% ，在此状况下如将其将1g的固体样品与一定量的盐酸进行中和，再将多余的盐酸与KOH溶液中和，并且恰好实现完全中和的情况下，等其完全蒸发后所得到的固体是多少？ 针对此问题，教师如采用一般的解决方法，其解题过程较为繁杂，也极容易导致学生出现答案错误的情况，而通过能量守恒定律的有效应用，能够有效简化解题过程，提高解决效率及解题正确性。

（二）原子守恒

作为化学变化中的最小微粒，原子在化学反应前后应保持其个数的不变，这叫原子守恒原理。教师在学生解题过程中，应结合此原理对学生加强指导，防止学生在解题时对物质发生的各类化学反应以及物质初始状态等过度关注，同时有利于学生对必要的关系式进行有效构建，从而使问题得以解决[2]。

如现在将 Fe、FeO、Al、Al2 O3 混合共同组成新的混合物，再将混合物与H2 SO4 溶液进行充分反应，最终获得反应气体。目前已知道混合物中所含物质百分比含量，如想将溶液里的阳离子以氢氧化物形式进行完全沉淀， 则应当加入多少溶液体积量的NaOH？在进行此问题分析及探究时，学生需要明确相关各物质的反应情况，同时因本问题所涉及的公式较多、范围较广以及未知数较多，如果运用常规方法进行解题，极容易因计算量过大而增加错误发生的几率，使学生解决化学问题的自信心受到打击，因此可通过原子守恒原理的运用，使此类问题解决更加轻松，并且有效保证答案的准确率。

（三）电荷守恒

在化学教学过程中，针对溶液或者物质呈现电中性时，通常会涉及物质内部或溶液内部电荷守恒的问题。电守恒原理即阳离子带电量之和与阴离子带电量之和能够保持一致，通过此原理的应用，能够使上述化学问题得到有效解决，并且学生只需对反应前后形成物质的有效识别和确定，而无须对反应中间过程进行过多思考，大幅提升解题效率。

如在浓硝酸中将一定量的镁铜合金进行完全溶入，并与其发生氧化还原反应，同时产生了N2O4和NO2，另外在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，使其生成沉淀物，这时沉淀物质量是多少？在解决此题目时，根据题目已知条件，能够确定其涉及的反应类型，并通过电荷守恒法的应用，对反应方程式进行明确，最终通过分析可以得出所生成的沉淀物成分主要为Cu（OH）2及Mg（OH）2。并且通过电荷守恒的应用，能够得出镁离子和铜离子所带正电荷的总物质的量与镁铜合金失去电荷的总物质的量相一致，电子转移总物质的量与两种气体所转移的物质的量相同。

三、教学思考及总结

针对化学变化的连续性、动态性，为了更好地对变化过程进行研究，需要对其变化细节加强分析，同时极容易在一定条件下因为无法找到问题的解决途径和思路而陷入困境，因此为了避免使变化过程研究得到有效开展，需要对变换过程进行简化，通过整体思维的应用，对不变的量进行探究，从而使思维方法更具层效性、系统性和概括性，使问题解决过程更加简单明了[3]。如针对较为复杂的电化学问题时，因其通常要求计算阳极或阴极所析出产物多少，在实际解题过程中，可结合两极得失电子守恒的方法，建立两者的内在联系，对关系式进行列举，从而得到最终正确答案。另外，在离子方程式及离子共存问题解决中，可应用电荷守恒思想或元素守恒思想。同时要求学生能够对所运用化学思想进行准确把握，使问题解决效率和水平有效提升。

在高中化学日常教学中，教师应将新旧知识讲授与守恒法有效结合，对学生在解题过程中的学科思想方法加强培养，使其能够从根本上对化学学科思想进行理解和掌握，也使学习能力及化学核心素养得到有效提升。另外，只有确保学生对化学学科思想进行灵活应用，并在日常生活中实现知识迁移，对所遇到的实际问题进行解决，才能充分体现化学教学的有效性。

四、结语

作为高中生化学素养的重要组成部分，化学学科思想培养是化学学科教学的重要目标，要求学生能够对化学学科的特征及其内在的价值，以及化学理论的形成与本质有所了解和認识，并对学生自身系统的知识进行有效构建，促进其科学素养的提升和发展。另外，学生需要充分掌握守恒法，有利于学生对化学难题进行有效解决，同时要求教师采用更具针对性的教学，对学生解题技巧加强培养，对守恒法应用例题加强讲解，为学生的终身学习和发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]袁银丽.论守恒法在高中化学解题中的应用[J].成才之路，2018（36）：83.

[2]马晓艳.守恒法在高中化学教学中的应用研究[D].合肥：合肥师范学院，2020.

[3]齐璟煜.论守恒法在高中化学解题中的应用[J].高中数理化，2019（2）.