在解答沉淀溶解平衡图像题中培养高中生“图理结合”分析能力

【摘要】本文阐述教师在引导学生解答沉淀溶解平衡图像题的过程中培养学生“图理结合”分析图像的能力的途径，提出构建以“模型构建—模型应用—模型归纳—模型变式与提升”为主体的复习教学思路，引导学生从提炼信息分析特殊点、构建知识联系、分析区域面等三个层次分析图像，建立解题思维模型。

【关键词】沉淀溶解平衡 图像题 图理结合

【中图分类号】G63 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2023）08-0112-04

信息分析能力是当前高考的一个重要考查内容。从化学学科角度来看，关于信息分析能力的考查就是将化学反应、化学原理隐藏在各类复杂情境中，并通过多样化的图表呈现出来，考查学生的综合分析能力。教师在教学中除了要让学生掌握扎实的化学基础知识，还要有意识地培养学生“图理结合”的分析能力。“图理结合”中的“图”指的就是习题中出现的各类图像，“理”指的是隐藏在图像背后的化学原理。培养学生“图理结合”的分析能力即教会学生根据图像甄别、分析、归纳信息，并有意识地剔除干扰信息，保留关键信息；在挖掘出图像信息后溯本求源，从化学反应的基本特点入手，剖析图像中的各个特殊点代表什么化学含义，曲线变化特征体现哪些反应，从哪些角度反映其中的变化，考查哪些基本概念，运用了哪些化学原理，从而建立证据推理的信息链，构建解题模型。

化学反应的本质是旧物质反应生成新物质，其最大的特征是“变化”，包括物质、能量、速率、状态等的变化。高考题最常见的坐标系图像题，以基本的数学原理或公式、逻辑关系为内在支撑，图像中自变量（x轴）与因变量（y轴）之间的动态变化体现了化学反应过程中量之间的变化关系。不同的图像题有不同的解题模型，学生只有快速、准确地抓住图像与化学反应原理之间的关联，才能灵活快速解题，训练思维，提升能力。近年高考真题中不乏对难溶电解质的沉淀溶解平衡的考查，这些真题往往包含具有复杂坐标轴的图像，是考查学生“图理结合”能力的重要载体。因此，教师在复习教学中可以依托沉淀溶解平衡图像题培养学生“图理结合”的能力：首先要让学生理解并掌握沉淀溶解平衡的基本原理，具备分别从温度、浓度等外界因素分析平衡移动的必备知识；其次要让学生掌握将图像信息与平衡原理联系起来的能力，并掌握相关的计算方法，能够将信息证据作为推断依据，构建沉淀溶解思维模型；最后帮助学生将分析与处理信息、分析变化与平衡等能力的提升内化为化学学科核心素养的发展。基于此，笔者尝试构建以“模型构建—模型应用—模型归纳—模型变式与提升”为主体的复习教学思路，致力于发展学生“图理结合”的分析能力。下面，笔者结合沉淀溶解平衡图像题阐述这一教学思路的具体应用。

一、典型题分析，构建图理模型

首先，引入典型题，在分析知识点与图像的过程中，了解此类题型考查的角度与相应的解题方法，初步建构图像解题模型。笔者根据教学实践总结出来的图像信息分析策略包含以下三个层次：一是阅读、提炼信息，将分析曲线变化趋势、特殊点的含义、曲线的动态变化、面的共性等作为解题的突破口；二是构建知识联系，即快速回忆本题考查的化学平衡的几大重要基本结论；三是摸索规律，回歸图像，即分析沉淀溶解平衡的“图理”特点，加深对平衡原理的理解。现结合具体例题呈现教学过程。

二、模型应用，感悟图理关联

高考对能力的考查是千变万化的，学生掌握了基本模型并不意味着能够在高考中轻松拿分。因此学生需要对模型进行再次加工、完善，从而灵活地将模型运用于解答各类题型。在这一环节中，教师需要指导学生通过研究基础题型，理解沉淀溶解平衡图像这一模块所覆盖的知识点，将“一线两面”的模型特点运用到各类变化图形中，提升学生对平衡图像的感悟。

三、模型归纳，攻破难点

四、模型变式，解决实际问题

通过上述解题训练和模型归纳，学生基本上能够掌握分析沉淀溶解平衡图像的方法，对原理知识的理解也上了一个台阶。化学学科核心素养要求培养学生将知识内化为能力、能在真实情境中解决问题的能力。沉淀溶解平衡在生产技术中的一个重要应用就是利用沉淀滴定实验进行定量测定，从而精确地检测样品溶液中某种物质或离子的含量。沉淀滴定过程展现了不同离子抢夺滴定剂离子形成难溶物的强弱关系。因此，沉淀溶解平衡常见变形题与沉淀滴定图像，特别是与多个沉淀滴定共存的复合图像相关。此类题型融合了课本酸碱中和滴定曲线与沉淀溶解平衡曲线，考查了复合图像的特点。此类滴定曲线的特征如下：一是随着沉淀滴定反应临近终点，曲线会出现一段滴定突跃，这可以帮助我们根据指示剂变色情况快速锁定实验终点，从而更加精准地计算待测液的浓度；突跃的中间点为滴定反应的理论终点。二是能设计成沉淀滴定反应的物质的Ksp较小，一旦滴定开始立即生成沉淀，说明体系达到了过饱和状态，因此滴定曲线上的各点均是给定温度下的沉淀溶解平衡点，其离子浓度的积等于K_sp，能用曲线上的任意点进行计算。

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》提出培养学生化学学科核心素养的要求并从思维角度提出培养学生能力的具体要求。在高三复习阶段，面对庞大的基础知识复习及基本技能、解题方法巩固，笔者在注重提升学生信息分析能力的基础上，从高阶思维角度引导学生“建模”和“用模”、活化“图理结合”思想、做到举一反三，训练学生熟练分析图像的技巧，切实达到提升学生解决化学实际问题的能力，落实核心素养培养目标。

参考文献

［1］王连香.图理结合，培养地理学习能力［J］.考试周刊，2016（59）.

［2］宋晶.创设真实情境构建化学课堂教学：疫情下的“难溶电解质的沉淀溶解平衡”线上教学实践与思考［J］.中学生数理化（教与学），2021（6）.

［3］孟丽慧，王萌萌.建构基本观念 促进思维发展：“难溶电解质溶解平衡的应用”教学实录与反思［J］.中学化学教学参考，2015（9X）.

注：本文系广西教育科学“十四五”规划2023年度课题“‘三新背景下培养高中生化学思维建模能力的实践研究”（2023C425）的阶段研究成果。

作者简介：陈娟，研究生，一级教师，主要研究方向为高中化学教学实践。

（责编 刘小瑗）