时间：2023-09-27 09:35:18
对化学平衡状态的比较能够考查学生思维的抽象性、深刻性和灵活性，是高中化学教与学的难点。等效平衡思想是解决该类问题的核心，但是现有的化学教材、课程标准以及考试说明均未明确提出等效平衡的思想。针对这部分内容的教学，教师往往直接给出相应条件下的结论让学生去识记，然后反复做题加以强化。[1]关于等效平衡的讨论，储开桂提出指导学生构建“中间体模型”[2]，王锐提出分类讨论两类等效平衡的问题[3]，但是都没有讨论为什么这样做或这样操作的支撑（原因）是什么，结论给得有些突兀，不利于学生合作、探究，形成深层次的思维。
本文拟从教材例题出发，挖掘新的教学资源，依托平衡常数讨论相关结论，从建立平衡的条件、气体充入量等方面设计驱动性的问题，使抽象的问题显性化，使复杂的问题拆分化（形成一系列“子问题”），让学生在问题解决中自主发现、自然生成，形成等效平衡思想，提高学生解决问题的能力。
二、问题的解决
（一）认识等效平衡
问题情境：在一密闭容器中，CO和H2O混合加热到800℃达到下列平衡：CO（g）+H2O （g）？葑H2 （g）+CO2（g） K=1.00。[4]该温度下，在一组容积均为1 L的恒容密闭容器中，分别投入原料建立平衡，投入原料的物质的量具体情况见表1。
问题1：结合投料1～5的具体数据，利用平衡常数K计算并比较该反应达平衡时各组分的物质的量或浓度，你能发现什么规律？
设计意图：问题处理定量化。学生已学过平衡常数及其应用，通过比较计算结果能够发现：同一可逆反应，在一定外界条件下，平衡的建立与途径无关（反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或是正逆反应同时进行都可）。譬如，投料1、2、3达到相同的平衡状态（即相同组分的物质的量、物质的量浓度等物理量均相同），投料4、5也能达到相同的平衡状态。
表1
问题2：在数轴上将投料1表示为初始状态A点，B、D两点分别对应投料2和投料3，若该反应为不可逆反应，随着反应的进行，在某时刻A点的组成能否转化至B、D两点对应的物料组成？若该反应为可逆反应时，结合问题1的结论易知投料2、3与投料1（分别对应B点、D点、A点）均能达到同一平衡点C对应的组成（相同平衡状态），思考投料2、3的物料组成如何转化可以与投料1的物料组成建立关系？（具体见图1）
设计意图：将知识内隐的规律通过图像直观展示，有助于学生理解B点、D点均可由A点转化而来，平衡点C是由A点转化过程中的一个特殊点。引导学生按照方程式的计量系数通过极限转化将B、D的组成转换至反应物CO、H2O，再与A点组成比较，得出若可逆反应的投料1、2、3符合“物料相当”（即元素守恒），就能达到同一平衡状态或等同平衡（相同组分的物质的量、物质的量浓度、体积分数均相同）。
问题3：结合问题2易知可逆反应的投料1、2、3对应的A、B、D三点均可渐变至同一平衡点C，若对任意可逆反应aA（g）+bB（g）？葑cC（g）在等温等容（或等温等压）下建立平衡，投料一、二最终达到同一平衡状态，推导两种投料需符合的一般关系？
设计意图：将结论进行推广，使学生理解一定条件下的可逆反应，以不同投料达到同一平衡状态需符合的一般要求，为接下来的讨论作铺垫。
问题4：由问题3的结论易知投料4、5也能达到同一平衡状态。利用平衡常数K计算投料4达到平衡时，各组分的百分含量（物质的量分数或体积分数），并与投料3对应的平衡比较相同组分的百分含量有何特点？
设计意图：运用K计算，让学生对等效平衡产生感性认识，深入理解等效平衡是根据平衡常数K讨论得来的一类特殊的化学平衡，顺势引出等效平衡的概念――同一条件下，同一可逆反应在不同投料下达到平衡，相同组分的百分含量相同。至此完成等效平衡第一层次理解。提请注意，上述讨论的等同平衡也属于等效平衡。
（二）探究等效平衡
问题5：同一可逆反应aA（g）+bB（g）？葑cC（g）在什么前提下K值才有关联？在两个密闭容器中的反应物（或生成物）投料的物质的量的极值相同，若两个容器的体积不等，两容器中一定能建立等效平衡吗？由此思考等效平衡的讨论需要考虑哪些相关因素？
设计意图：通过问题5探讨，等效平衡是根据平衡常数K讨论得来的一类特殊的化学平衡，同一可逆反应只有在温度不变时，K才有关联，得出讨论等效平衡的前提：一是温度恒定;二是对两种投料所处的容器特征加以限定（一般分为等容和等压两种情况）。
问题6：温度一定，在两个等容密闭容器中进行投料1、4的反应，当投料1、4的反应物（或生成物）的物质的量的极值比例相同，若改变（增大或缩小）容器的体积，能否使投料1、4的起始浓度相同？结合K值分析，若投料1、4起始浓度相同时，各组分的平衡浓度有何规律？然后采取相反操作（“加压”或“减压”）恢复恒容（原先体积），结合浓度商Q与K比较，分析新平衡各组分的浓度、百分含量的特点，判断还能构成等效平衡吗？
设计意图：引出等温等容时等效平衡讨论的一种重要的思维模型（图2）构建假想中间态（俗称“分离压缩”），联系K值解析等效平衡的思维过程，让学生知道改变容器体积的理由（与参照体系构建相同起始浓度，结合定温时K为定值，则两种投料的平衡浓度必定相同，百分含量自然相同），再压缩得到题设条件下的平衡。（平衡建立与途径无关）
问题情境：等温下，在一组等容密闭容器中投入原料发生N2（g）+3H2（g）？葑2NH3（g），具体投料情况见表2。
问题7：结合问题6的思维模型，初始投料2、3符合“物料相当”，和初始投料1符合“物料成比例”，利用上述模型分析，达到新平衡时，各组分的百分含量是否相同，几种投料能达到等效平衡吗？初始投料2、3与上面的再投料1、2、3达到新平衡的百分含量是否相同，几种投料能达到等效平衡吗？
设计意图：全面讨论等温等容条件下的等效平衡，由一般的等体积反应自然过渡到不等体积反应讨论，能引起学生的认知冲突，并在问题解决过程中进一步强化思维模型的运用。
问题情境：等温下，在一组等容密闭容器中投入原料发生N2（g）+3H2（g）？葑2NH3（g），具体投料情况见表2。
问题8：分析平衡时再投料1、2、3的ν（正）、ν（逆）如何变化，平衡如何移动，达到新平衡时，利用上述模型分析，各组分的百分含量是否相同？ N2的转化率如何变化，N2和NH3的物质的量范围？
设计意图：通过问题讨论，让学生熟练掌握极值转化、构建假想中间态进行等效平衡的判断。利用Q与K的关系判断平衡移动的方向，利用等效平衡原理解决不同投料达到平衡的最终结果，澄清了学生的认知误区：平衡正向移动，转化率一定增大;投料从不同方向投入，难以判断平衡体系各组分关系，顺利突破教与学的难点。
问题9：等温下可逆反应aA（g）+bB（g）？葑cC（g）在相同的恒容密闭容器中，投入原料一、二最终建立等效平衡。请分两种情况讨论：若a+b=c，推导两种投料需符合的关系？若a+b≠c，推导两种投料需符合的关系？
设计意图：总结等温等容条件下，建立等效平衡的条件：反应前后气体体积不变的反应，只要反应物（或生成物）的物质的量的极值成比例;反应前后气体体积改变的反应，反应物（或生成物）的物质的量的极值需完全相等。
问题10：等温等压下可逆反应aA（g）+bB（g）？葑cC（g）在上述投料一、二情况下达到平衡，投料一、二极值转化后符合物料成比例。讨论若a+b=c，投料一、二最终能否达到等效平衡？若a+b≠c，投料一、二最终能否达到等效平衡？说明理由。
设计意图：等温等压下，联系温度一定，K值一定，若起始浓度相同，由K决定的平衡浓度相同，达到等效平衡。总结等温等压下，建立等效平衡的条件：投料极值转化后对应项比例相同，与具体反应的气体系数无关。至此完成等效平衡第二层次理解。
（三）运用等效平衡
问题情境：在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物发生N2（g）+3H2（g）？葑2NH3（g） ΔH=-92.4 kJ・molˉ1，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如表3。
表3
问题12：试比较①甲、乙、丙三个容器中平衡常数的大小关系;②甲、乙、丙三个容器中N2的百分含量的大小关系;③甲、乙、丙三个容器中压强的大小关系;④甲、乙两个容器中α1+α2与1的大小关系;⑤a+0.5c与92.4的大小关系;⑥乙、丙平衡速率的大小比较;⑦2c1与c3的大小关系;⑧乙、丙两个容器中NH3的转化率的大小关系。
问题13：将问题12题设条件“恒温恒容”改为“恒温恒压”，回答①～⑧。
设计意图：将等效平衡原理作为认识工具，在解决问题中不断深化对核心概念原理本质的认识，形成等效平衡的思想和方法。
三、教学思考与体会
（一）通过K值相关计算引入等效平衡
化学上某些问题在定性层面上很难说清楚，即使你给学生重复讲解多次，学生还是不得要领，不能有效运用。如果让学生亲自算一算，教师对数据适当点拨，即使抽象的概念、原理也会变得直观，有利于理解概念、原理。
（二）通过问题驱动探究等效平衡
“驱动性问题”是问题解决教学的核心策略。[5]在对教学内容和学生已有知识分析的基础上，还需思考以下问题：怎样联系核心概念K构建等效平衡思想;怎样理解等效操作变换的支撑;怎样才能有意识去运用思维模型。为此，需要设计一组驱动性问题，前面问题解决后，改变研究的前提，譬如从物料相当物料成比例，从等体积反应不等体积反应，从恒温恒容恒温恒压，从单一研究百分含量物质的量、浓度、压强、转化率、反应热等多方面进行研究，前置问题的解决需为后续问题提供方法经验，激发解决后续问题的求知欲，达到多角度、全方位研究等效平衡。
（三）通过理论分析建立等效平衡的思维、方法模型
等效平衡的计算，理论分析解决了概念、原理的来龙去脉，在此基础上建立思维、方法模型显得水到渠成。以直观的模型比较气体反应平衡状态，可以提高学生的学习效率，降低其解决化学问题的难度。[6]从K值不变“变容”构造相同起始浓度组分百分含量相同（假想等效平衡态）“变容”恢复题设容器体积完成化学平衡状态比较。
化学平衡状态比较类问题的解决需熟练掌握等效平衡思想，它能综合考查学生运用核心概念、原理的能力。这部分内容的教学起点高、难度大、综合性强。实践证明，如在平时教学中多加思考、精心设计，注重培养学生学科思想，理清学生思路，必能达到良好的教学效果。
参考文献：
[1] 韩丹丹，靳莹，张晓莹q用数学模型法分析等效平衡[J]q化学教学，2012（1）：70q
[2] 储开桂q例析“中间体模型法”在等效平衡解析中的应用[J]q化学教学，2012（1）：67-69q
[3] 王锐q中学化学等效平衡解析[J]q安庆师范学院学报，2014（2）：136-138q
[4] 王祖浩q化学反应原理（苏教版）[M]q南京：江苏教育出版社，2009：50q
关键词：核心素养；初中物理；线性化；教学设计
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）5-0067-3
《中国学生发展核心素养》[1]后，又一次激起了义务教育阶段学校及教师的反思和教学改革动力。作为一线教师，似乎找到了教学、尤其课堂教学的灵魂，但到底怎样培养学生的核心素养？通过观课和自身实践反思，发现相当一部分老师在课堂教学上仍然迷惘不已。客观表现为课堂教学散乱、内容散乱、安排散乱、实施散乱、意图散乱。其结果便是“教”的方面老师条理不清、详略不当、讲演不明，“学”的方面学生一头雾水、似是而非、无所适从。为此，采用线性化教学设计方法，理清内容和实施过程，明确目的和意图，对于课堂教学很是关键。
1 线性化教学设计方法让“课”真正有所思考、有所准备
常规文档式或表格式的教学设计方法沿用多年，从文本上说并没有大问题。然而，由于缺乏清晰的知识递进关系，更多笔墨耗在内容的罗列上，缺乏活动的安排及其明确的意图，导致老师在备课的时候思考不足，有的甚至是随便抄写一通，很难说得上课堂实施的构建和预演，课堂实施自然不理想。同时，就义务教育阶段学科教学内容而言，老师、尤其是有多年教学经历的老师并不会有太多内容上的费解和空乏，抄写或誊写一遍教案意义不大。老师们欠缺的是根据学生情况如何组织、实施教学内容的思考。这应该成为老师们花时间、花功夫去认真对待的问题，也必然成为备课的核心关注。所以，采用线性化教学设计方法，让老师根据学生状况把精力放在教学内容的组织和实施上，把功夫花在活动的安排和取舍上，把思考放在设计的意图上，其意义远大于教学内容的简单罗列。只有这样，课堂教学才可能条理清晰，效率优良。
2 线性化教学设计方法的基本模型
如图1所示，线性化教学设计模型灵感来源于工作推进图和竹子形象，本身依从简单易用原则。纵轴为时间推进轴，像竹竿，有节点，节点为核心知识，连贯并有层级递进关系。纵轴从上至下，时间上可以考虑一节完整的课堂，也可以是一节内容需要两节以上的课堂。该轴不一定是直线，可以根据横轴的内容改变节点在横轴上的位置。横轴被纵轴分为左右两部分，像两片竹叶。左部分为内容活动轴，围绕节点的内容是什么，需要提出哪些核心问题，需要使用哪些核心方法，要安排哪些活动（如：实验、讨论、提问、交流、练习）来达成核心素养的获得？右部分为设计意图，围绕节点设计的目的是什么，达到什么程度？模型图把一节课的内容安置在一张A4幅面上，也可以利用横格备课本。节点与节点之间的距离应根据书写内容的多少调整，无需等距。线性化教学设计是教师思考的结果，是思考结果的线性化呈现，本身并不需要技术含量，可电脑设计，也可在灵感来时一纸一笔画出，既简单易用，又有利于老师“成竹在胸”，实实在在地指导教师的课堂。
3 线性化教学设计方法应用实例
教学内容为人教版（2012）初中物理第八章第二节《二力平衡》[2]，线性化教学设计实例如图2所示。
3.1 核心知识线性化
通过线性化教学设计，教师不只是完成了平衡态、平衡力、二力平衡、二力平衡条件、二力平衡应用等知识内容的简单罗列，而是需要把核心知识线性化以找出它们之间的层次、递进和逻辑关系：根据牛顿第一定律引出平衡态，明确平衡态和平衡力的对应关系，理解二力平衡是最简单的平衡，探究二力平衡的条件，理解两个力满足二力平衡条件就一定是平衡力，平衡力之下物体处于平衡态，反之平衡态下物体一定受平衡力，如果只有两个力，这两个力一定满足二力平衡条件，这样就完成了核心知识之间的链接和闭环。
3.2 核心知识为节点
接下来，以核心知识为节点，需要安排怎样的教学内容和教学活动，意图是什么，目的为何？教师都要有预先的思考。回顾牛顿第一定律，明确静止或匀速直线运动的物体处于平衡态，通过实例了解平衡态下的物体不受外力的情r并不多，那么平衡态受到的力有什么特点呢？于是自然引出平衡力，通过实例分析平衡力至少两个以上，其中二力平衡是最简单的平衡力，二力之间有怎样的关系？通过实验探究让学生体验和归纳出二力平衡的条件――同体、等大、反向、同线。到此迎来了知识混淆点，学生较难区分平衡力和相互作用力，因此思考通过分析静止于桌面的书“压力、支持力、重力”的关系，让学生找到区分平衡力和相互作用力的关键。在二力平衡应用节点，安排以下3个问题：
（1）分析静置桌面的书其压力和重力的关系，找到此种情形下压力等于重力，为以后学习压强作铺垫；
（2）压在墙上的物体摩擦力和重力的关系，只要物体一直静止，处于平衡态，则摩擦力和重力为平衡力，静摩擦力的大小不会随压力的改变而改变；
（3）利用学生经历过的电梯问题适当增加难度，透过分析两个力平衡和不平衡时它们的大小关系，增强学生分析问题的能力并粗略涉及超重、失重，增强学生的学习效能感――原来有超重、失重的感觉是这样的原因。
教师把整节课需要安排的学习活动想明白了，梳理清楚了，盲目地想到什么讲什么、东拉西扯的问题就能得到有效避免。同时，通过教学设计线性化，课堂主线一目了然，既关注了层次递进等逻辑关系，又把课堂活动紧紧围绕在核心知识周围，课堂效率自然得以保障。
3.3 作业的设计和选用
需要强调的是，作业常常是用以检验和巩固课堂学习的试金石。实际教学中，一些老师不注重作业的设计和选用，常常是一本资料书做到底，这与“提质减负”的主流意识是相悖的，实际上更多的也只是在浪费学生的精力和时间。教师通过学生的作业情况了解学生对核心知识的掌握，因为作业的粗放显得更为困难，似乎哪里都有问题，到处都似是而非，不便于教师和学生开展针对性的弥补。因此，作业应该纳入教学设计，教师根据教学主线，针对性地围绕核心知识出题或选题，题目应少而精，指向明确，考察点必须是核心知识点，尽力避免核心知识点外的脑筋急转弯和学科之外的理解力考察，力求让学生在作业完成过程中利用核心方法解决核心问题，从而获得核心知识，培养学科核心素养。
参考文献：
[关键词] 化学教学系统 耗散结构 非平衡特征 有效教学
耗散结构理论认为“非平衡是有序之源”。非平衡,不是不平衡,也不是平衡,而是巨涨落前的远离平衡态,是处于失稳临界点附近没有超过临界点的稳态。化学教学系统作为一个耗散结构同样存在非平衡特征,而教学的“远离平衡态”是教学有序的前提条件。笔者以广东教育出版社《燃烧条件和灭火原理(第一课时)》教学过程设计为例,浅析如何在初中化学课堂中抓住“四点”――“新课引入点、教学重难点、课的结束点”构建学生思维的非稳态,实现初中化学课堂的有效教学。
一、在新课引入点构建学生思维的非稳态
[教师活动]演示趣味小实验:“烧不坏的手帕”。
设疑:为什么手帕在整个燃烧过程中始终没有变化?
[学生活动]观察实验,描述实验现象:手帕燃烧得十分旺盛。但对手帕燃烧后完好无损普遍感到十分困惑。
[设计意图]心理学研究表明,人都有填补认知空缺、解决认知失衡、认知困惑和冲突的本能。因为学生借助己有的知识和经验难以解释“手帕为什么烧不坏”,所以新课伊始就引起学生强烈的认知冲突,产生心理上的无限困惑。正是学生的己有知识和经验与新知识或新问题的这一矛盾冲突,激发起学生对新知识的需要、学生的认识兴趣和思考、探索愿望。这样新奇巧妙的新课导入,使学生的思维一开始就处于高度的非平衡状态,学生和教师之间、学生和教材之间等都很容易发生共鸣,学生的认识结构就很容易随着认识矛盾的解决进入更高的有序状态。好的新课引入从一开始就具有趣味、美感和激情,而学生有效的学习就是始于有趣味、美感和激情的课堂情境之中。
二、在教学重难点构建学生思维的非稳态
(一)燃烧条件(教学重点)及其之间的相互关系(教学难点)
[教师活动]设疑:燃烧无处不在,与生活息息相关。那么燃烧到底需要什么样的条件呢?请大家先做个假设。
[学生活动]通过预习,说出燃烧的三个条件,但对三个条件之间的关系并没有深刻认识。
[教师活动]演示白磷与红磷燃烧的对比实验。
[学生活动]总结燃烧的条件。讨论归纳燃烧三者条件缺一不可。
[教师活动]设问:如何使水中的白磷燃烧?真的可以做到“水火相容”吗?
[学生活动]讨论得出:通入氧气就能使水下白磷燃烧的结论,但都对物质在水下也能燃烧表现出极大的好奇和疑虑。
[教师活动]将事先收集好的氧气通过长导管通到热水下的白磷周围,白磷在水下剧烈燃烧。
[学生活动]欢呼雀跃,惊叹不已。
[教师活动]经过对燃烧条件共同探究,大家能否利用刚才收获的新知识来解释课前“烧不坏的手帕”实验了呢?
[学生活动]讨论得出结论:手帕的温度未达到着火点。
(二)灭火原理(教学重点)
[教师活动]讲述:燃烧能造福人类,但了解不足或运用不当就会造成巨大损失。我们常说大火无情,无知和疏忽让火灾已经夺走了太多的生命。
多媒体演示:新疆的克拉马依市友谊宾馆大火前后的对比图片和资料以及近年来重大火灾危害的数据。
[学生活动]利用教师提供的实验用品:水、火柴、沙土、抹布、剪刀、大小烧杯、Na2CO3溶液、稀盐酸等。小组合作探究熄灭燃着蜡烛的方法。
[教师活动]请各小组汇报实验情况,看看哪个小组发现的熄灭蜡烛的方法多。
[学生活动]熄灭蜡烛的方法。
归纳灭火方法:(1)清除可燃物;(2)降低温度至着火点以下;(3)隔绝氧气。
[教师活动]讲述:在我们的生活当中,都有可能发生下面这样的突况。你们有能力保护自己甚至救助别人吗?
多媒体演示:逃生与自救flas演示。
[学生活动]归纳得出逃生自救方法:用湿毛巾捂住口、鼻;沿墙角匍匐前进;衔绳自救;不乘电梯走楼梯等。
[教师活动]设疑:为什么要匍匐前进?(和学生熟悉的屠狗洞情况刚好相反)
[学生活动]由于与学生熟悉的屠狗洞情况刚好相反,学生因疑惑而议论纷纷。
[教师活动]演示:长短蜡烛的熄灭实验将小烧杯罩在长短两只燃烧的蜡烛上面,长蜡烛反而先熄灭。
[学生活动]由于产生的气体受热上升,使长蜡烛反而先熄灭。
[教师活动]发生火灾时为什么要匍匐前进?
[学生活动]当发生火灾时,由于产生的有害气体和烟尘大多受热上升,靠近地面附近的空气反而比较洁净,为防止吸入有害气体使人窒息,所以要匍匐前进。
[设计意图]没有认知冲突的课堂教学就像一潭没有涟漪的静水。课堂设计中应重视设置认知冲突,构建学生思维的非稳态。它一方面可以唤起学生的思维注意,活跃课堂气氛,激发学生的情绪注意,使学生从情感上参与课堂教学。另一方面,可以使学生通过有张有弛、跌宕起伏的认知矛盾的解决过程中实现无序提出问题分析问题解决问题有序的螺旋式思维发展。本课在新课引入后,首先通过生动直观的白磷与红磷燃烧的对比演示实验把抽象的“燃烧条件的探究”这个问题具体化,通过学生分析讨论归纳,充分展示学生得出“燃烧需要三个条件”这个教学重点的思维过程。接着教师提出问题:如何使水中的白磷燃烧?学生利用刚获得的新知识找到:“通入氧气就能使水下白磷燃烧”的答案。但这个答案和学生头脑中已有的生活经验“水火不相容”严重相悖,使学生产生“认知失衡”。而人都有保持认知平衡的倾向,为了消除因“认知失衡”导致紧张感,就会产生认知需要(内驱力),努力求知,积极思考得出“物质燃烧需要三个缺一不可的条件”。在变“认知失衡”为“认知平衡”的过程中使教学难点的突破,学生思维的发展水到渠成。“长短蜡烛的熄灭实验”维持了学生认知兴趣,促进学生思维纵深发展。
三、在课的结束点构建学生思维的非稳态
[教师活动]演示:细铜圈熄灭燃着的蜡烛
设疑:为什么利用细铜圈可以熄灭燃着的蜡烛?
[学生活动]家庭小实验:火柴竖直向上、平放、向下三种角度的燃烧,为什么现象不同,能找到原因吗?
关键词：化学平衡；化学平衡移动的影响因素；勒夏特列原理；化学教学研讨
文章编号：1005-6629(2011)12-0030-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
1 设计思想
本节教学设计的指导思想是：从化学实验人手，观察并体验勒夏特列原理的真谛。从数学图像出发，理解并掌握勒夏特列原理。通过教学设计，形成一个从感性(实验、图像)上升到理性(原理、规律)，再从理论到实践的的科学探究过程和科学思维方式。
在教学设计中重点突出对化学平衡移动因素的综合讨论，引导学生大胆质疑，启发学生创新思维。通过对实验过程中出现的各种现象或学生对认识过程中出现的各种问题的讨论，由浅入深、由表及里，逐步引导学生得出浓度、压强、温度对化学平衡移动影响的正确结论和初步掌握平衡移动原理的拓展应用。另外，通过每一部分的温馨提示，解决学生可能产生或碰到的疑难问题，克服学习障碍，保证知识的延续性。
2 学情分析
学生已学习了_上海二期教材第六章第―节“化学反应为什么有快有慢”，掌握了化学反应速率的定性描述和定量计算，对速率与时间的函数图像有了初步的概念与应用。另外，学生在学习化学反应速率的影响因素时，教师充分挖掘实验教学的价值，使学生对问题提出一科学假设一实验验证一归纳总结的科学学习方法有了深刻体会，这为第二节《反应物如何尽可能转变成生成物》的学习打下了扎实的知识基础，尤为重要的是培养了学生化学学习的思维方法和解决问题的有效策略。
本节课是第六章第二节的第二课时。第一课时学生已理解并掌握了可逆反应与化学平衡概念，对平衡特征有了深入讨论与具体应用。本节课作为第二课时，意在引导学生在已学知识的基础上理解并掌握化学平衡移动的影响因素，培养多角度思维和综合解决问题的能力，并为第三节中的工业生产问题的解决打下良好的基础。
3 教学目标
3.1知识与技能
(1)理解化学平衡移动的概念。
(2)掌握化学平衡移动的影响因素。
(3)结合图像深入理解勒夏特列原理。
3.2过程与方法
(1)通过浓度、压强、温度对化学平衡影响的实验，认识到勒夏特列原理是建立在大量实验基础上的，并培养学生分析归纳思维能力。
(2)通过速率与时间图像，帮助学生理解并掌握化学平衡移动的实质和结果。
3.3情感态度与价值观
(1)感悟“平衡”魅力，学习辩证思想。
(2)培养学生尊重事实、大胆质疑的科学精神。
4教学重点和难点
运用速率与时间图像，加深对勒夏特列原理的理解；归纳勒夏特列原理。
5 教学过程
6 教学反思
本节是上海浦东新区的化学骨干教师教学展示课之_，在教学设计与教学效果上都达到了，令人满意的结果，同时也起到了示范与引领的作用，获得专家们的一致好评。
本节课的教学设计内容丰富，课堂教学探究性的问题和环节比较多，尤其是实验创新设计、问题解决策略，大胆新颖、环环相扣，充分体现了本课“追求科学真实性”的设计亮点。在研究浓度对化学平衡移动影响时，教师充分挖掘教材的实验：氯化铁与硫氰化钾溶液的反应。除了书中提及的改变不同反应物的浓度之外，还特意从学生的思维和质疑出发，用氯化钾固体(生成物的一种)加入到原平衡体系中，通过实验现象的观察与讨论，让学生真正理解改变浓度对化学平衡移动影响的原因。在此基础上，教师又精心设计问题，让学生再次产生质疑：那么其它的盐固体，有没有类似效应呢?这时，课堂掀起了一阵小高潮，学生大胆假设，提出不同猜想，教师指导学生积极验证，在这过程中，学生的质疑精神和科学研究精神提到很好的启发与培养。除了教材实验之外，本节课还设计补充了“用六水合氯化钴的乙醇溶液来研究浓度对平衡移动的影响”，实验现象明显且效果非常理想。这个实验在我国中学教材中比较少见，本人曾在澳大利亚的中学课堂见过。翻阅国内高校的无机化学实验，也有关于此实验的报道，所以在本课堂中设计应用，旨在告诉学生在非水溶液反应体系中，水作为生成物之一对化学平衡移动是有影响的。本节课的另一个高潮，是在讨论压强对平衡移动影响的问题中：当恒容或恒压时，加入稀有气体对可逆反应平衡移动是否有影响?如何影响?这是本节课的难点，学生在教师的谆谆诱导下，运用分压与总压的概念，结合气体浓度问题，使得难点顺利突破，教学任务顺利完成。
本次教学中的另一个亮点，是把数学图像恰如其分地应用在化学平衡移动的问题解决中，根据本校学生理科基础扎实的实际情况，充分挖掘学生理性思维的潜质。通过浓度、压强、温度及催化剂与化学反应速率之间的图像把化学平衡移动的实质清晰地呈现出来，而且可以分不同情况(增加、减小等)加以分析(课内分一种情况，另一种课外完成)，从本质上剖析“化学平衡为什么移动?如何移动?”，从而对勒夏特列原理有了理性的认识。另外，教学设计中的每一部分的小节处都有“温馨提示”，营造了师生间的和谐亲切的教学氛围，课堂内的一种人文关怀和学科德育油然而生。
由于本节课的教学内容比较多，思维容量大，涉及角度比较宽，40分钟课堂时间略显紧凑。这样的教学内容更适合理科基础比较好的实验班，因此不妨建议：把本教学设计作为一个范本，针对高一或高三不同教学对象，做一些相应的筛选和扩充，希望对大家有所帮助。
参考文献：
关键词：高中化学；化学平衡的移动；探讨与分析
高中化学是一门理论性与技术性较强的学科，其中化学平衡的移动是化学核心内容，不仅有利于学生理解化学平衡与对化学状态平衡的了解，也可以充分的掌握各种条件下对化学平衡的影响，有利于学生分析与归纳以及总结的思维能力以及以现象看本质、从宏观到微观的看待事物变化的能力。在新课程标准下对学生自主探究能力与创新思维的培养，有利于学习长期保持对化学的探究性与兴趣。
1.对化学平衡概念的分析
在实际教学中对化学平衡概念的分析一定要直观详细的传授给学生，特别是分析浓度、温度、压强之间的变化从而使得平衡移动现象的分析。例如：当V正≠V逆时，由V正与V逆的相对大小来决定平衡移动的方向，不能只对概念进行强制灌输，要重点分析概念得出的原因，引导学生探究思考与逻辑思维能力的塑造。教师可以通过平衡球实验，让学生观察实验现象，再讲解分析探源，来分析平衡移动的具体原因，升温，吸热方向的速度增长比放热方向的速度增长是明显比较快的，平衡会往吸热方向移动。学生会比较容易接受平衡状态的移动规律，教师也可以较为形象的去解答平衡移动的方式，例如压强对气体反应主要是通过改变气体组成浓度来实现的。在讲解中不能说加压会使平衡往体积减小的方向来移动而确定移动的方向，必须强调气体在压缩体积的过程中，经受加压对体积减少的反应速度比体积增大的反应速度增长更明显。要具体情况具体分析，如果是恒容通无关气体，反应体系各物质浓度不变，平衡不移动；恒压充无关气体，整个体系体积膨胀，整个体系的压强不变，但是这个过程相当于反应体系减压，平衡向着气体系数增大方向移动。
2.理清平衡移动与转化率的关系
反应物的转化率：可逆反应达到平衡状态时，某一指定反应物转化的物质的量（或浓度或体积）与起始物质的量（或起始浓度或体积）的比值。转化率的变化主要是对反应结果的主要是两点的考虑，一是平衡正移，一般是指反应物转化率减小的情况，在教学中不能简单的认为平衡正移则是代表转化率大；二是平衡移动的认识，学生容易认为化学平衡移动发生了改变，转化率就一定有改变。
难点一：压强的影响 对于mA（g）+nB（g） pC（g）+qD（g）
若m+n>p+q时，压强增大，平衡向正反应移动，A、B的转化率升高；
m+n
m+n=p+q时，压强变化，平衡不移动，A、B的转化率不变。
4.加入惰性气体或与平衡体系无关的气体
如果容器的体积不变（总压强增大），A、B的转化率不变。如果容器的压强不变（容器的体积增大）：
①m+n>p+q时，A、B的转化率降低。
②m+n
③m+n=p+q时，A、B的转化率不变。
难点二：浓度的影响
（Ⅰ）.反应物只有一种的可逆反应：
在一定温度下，2A（g） B（g）密闭容器中达到平衡，A的转化率为a1，
若容器的温度和体积不变，继续增加A的量，再次平衡时，A的转化率为a2 ，则a1
若容器的温度和压强不变，继续增加A的量，再次平衡时，A的转化率为a3，则a1=a3
（Ⅱ）.反应物是两种的可逆反应
aA（g）+bB（g） cC（g）+dD（g）在一定温度下达到化学平衡，
①若只增加一种反应物的量，化学平衡向正反应方向移动，使另一种反应物的转化率增大，本身的转化率降低。
若同时增加两种反应物的量，且与初始投入的物料之比成比例。
若a+b>c+d， 则反应物的转化率增大
若a+b
若a+b=c+d， 则反应物的转化率不变
②恒温恒压条件：不论该反应的气体分子数如何变化，反应物的转化率不变。
③若同时增加两种反应物的量，且与初始投入的物料之比不成比例，一般先让加入量满足成比例，然后把多出来或少的物质看成是单独再加入或减少的，利用规律五中的①来解决。
总结：综上所述，在实际教学过程中，化学教师应该通过对教材的充分了解以及对教学元素的正确使用来进行化学平衡的移动教学。在整个教学过程中可以运用对概念的分析以及对平衡移动与转化率之间的关系来让学生真正的理清概念，打好化学基础，有利于学生在后期对化学其他知识的学习与理解，同时也有利于提高教师的教学质量与教学有效性，打造一个高效的化学课堂。
参考文献：
[1] 汪志成.化学平衡移动的几个疑难问题辨析[J]. 教学与管理. 2006（01）
[2] 贾兆旭.一种判断压力影响化学平衡移动的简便方法——等量抵消法[J]. 天水师范学院学报. 2004（05）
关键词：初中物理 平衡条件 杠杆
苏科版初中物理九年级上册第十一章第一节《杠杆》中有针对研究杠杆的平衡试验，也是教材中进一步可以提高效率的内容，同事在对该实验的教学中观察到了一些问题，因此产生了很多的反思，能够进一步加强探讨。
一、如何减小弹性卡子的质量对杠杆平衡的影响
在物理中杠杆是经常适用的道具材料，也是一种钢丝制作的特定的弹性卡子。经过实验发现质量很小的卡子对于杠杆的调节却有着很大的影响，所以，在水平的位置之上，杠杆表现出的物理特征还是比较明显的，在进行力的分析的时候，看出杠杆水平不平衡，进一步为了减小这个影响，我们尝试以质量更小的棉线作为线圈，将杠杆套上，能够产生一定的平衡力量，并且没有副作用。这种实验比较适合棉线圈的弹性卡子作为工具来使用。
二、如何消除应采用弹簧秤带来的误差
杠杆的平衡条件也是物理中研究的重点内容，可以进行杠杆的动力分析进一步加强弹力的测量标准，用弹簧秤去拉，这样就能够得到F1的数据值，并且进一步使用弹力的大小改变，灵活整合相关的数据，让学生能够直观观察杠杆的平衡情况，观察平衡和不平衡等变化情况，对学生来说，也可以进一步增强对杠杆实验的印象，能够实现弹力器的调零情况，自身的质量也要计入考虑之中，使用弹簧测力计在竖直方向上正立、倒立时均可调零。
三、教材实验数据记录表格以及实验器材的改进
3.1 教材实验数据记录表格的改进
实验的目的是为了能研究杠杆的平衡条件，虽然会出现相对的局面，但是，不平衡的情况都能够实现记录，学生能够进一步完善杠杆的平衡条件理解，加深学习的内容。因此，建议把教材中表格进行改进。
3.2 “ 杠杆平衡条件” 原有实验装置中存在的问题
现在的教学过程中还有很多的不足之处一些不足。如：学生对于杠杆的调节和平衡处理上进一步需要把握杠杆的稳定程度，增强学生的自信和实验的心理素质，对于有学生机械地按照实验步骤在规定的地方进行加减钩码 ，然后读出数据，要告知他们之中的不足之处，减少学生得到数据的偏差情况，学生需要进一步完善对实验的思考，解决相关的实验问题，进一步增强实验的灵活度，培养学生的创新和举一反三的能力。
3.2.1 对“ 杠杆平衡条件” 实验装置的改进
（ 1） 为了加强实验的效率，进一步增强对杠杆平衡的理解，需要加一个水平的测量仪以便于能够增强测量的标准，也就是安装透明的塑料板，加强垂直直线的作用力，能够使得平衡的距离进一步被测定，可以使 直线 l 与杠杆的中垂线重合， 用一个简易的铅垂线安装在其中，制作铅垂线可以使用线和木塞等工具，之后可以将 T 形塑料板与杠杆固定在一起 ， 使 T形塑料板与杠杆一起运动 ， 用铁架台将铅垂线固定，支撑在支架之上。
（ 2 ） 为了避免学生出现支架脱落带来的危险，可以进一步对学生的信心加强，使用控制架控制装置的稳定性，进一步完善短的铝条力度，将铁架台和其进行相连，完善焊接并能够加强粘合的力度，能够让杠杆稳定在支架上垂直，当一段增高时，就会受到铝条的限制，进一步被遮挡， 这样就避免了杠杆翻落情况。
（ 3 ） 为了能够给学生对杠杆平衡更好的理解，可以进行无刻度杠杆的模拟实验执行，有空隙且带锯齿的杠杆。①很多学生都能够不断利用空间，前后都能够加强实验的力度，可以共同完善实验，也不再局限于面对实验的正面反面，能够促进合作。②将带有刻度的杠杆换成无刻度的、并且中间有着锯齿和一定的空隙的，这样能够培养学生自发养成动手能力，改善对实验过程的理解，加深思考的能力，不断完善对实验的本质认知，增强效率。
3.3改进后效果反思
改进实验的装置能够进一步改善实验的力度，增强学生的学习兴趣，进一步加深对杠杆的判断，应该怎样调节平衡螺母；能有效防止杠杆的脱落，从这些问题都需要得到落实，要加强实验的成功率，让安全和效率都能够得到保证才有效。
四、总结
物理教学中实验是非常重要的，因此，需要妥善将实验完善好，给学生进一步增加学习的认知能力和实践能力，培养合作意识，要激发学生的实验兴趣，进一步将理论认知变得更加清晰，所以，为此，教师要树立问题意识，不断完善教学过程，加深教材的处理力度问题。
参考文献
[1] 张许平；利用平衡条件求物体运动的速度——浅谈物体运动速度的一种解法及相关物理过程的分析[J]；西安教育学院学报
[2] 王薛古栾；常康会；练铁同；程孟川；路红宝；学好物理并不难做好实验是关键[J]；中国校外教育（理论）
[3]薛古栾；常康会；练铁同；程孟川；路红宝；学好物理并不难做好实验是关键[J]；中国校外教育（理论）
[4] 闫吉庆；仪器类电子学实验课教学改革探讨[A]；2006—2010年教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会及协作委员会2009年全体会议论文集[C]
[5]余曼莉；构建有效教学课堂与开展分段式地理教学初探[A]；现代地理科学与贵州社会经济[C]
教学内容
认识杠杆
授课时间
6月18日
教学目标
1、依据生活经验认识平衡力和平衡状态的概念，会判断物体受到的力是否为平衡力；2、经理探究二力平衡条件的实验过程，归纳、总结出结论；3、会利用二力平衡的知识解决实际问题。
课前分析及准备
重点：1、平衡状态；2、平衡状态的条件；3、二力平衡条件及推导；4、二力平衡条件应用。难点：1、平衡状态的条件的说明；2、二力平衡条件的推导。
本节课是力和运动关系的延伸及应用，应该是初中力学的一个核心环节，学好本节课可以加强对前面知识的理解，同时为以后的受力分析奠定基础。
引导学生分析出“物体受到力还能保持静止或匀速直线运动状态”原因是讲好本节课的关键，二力平衡条件的探究是培养学生能力的关键环节。
教学方法及媒体运用
探究教学及实验教学，实验器材由学生准备
教学预设
教学生成
内容预设
情景预设
效果预设
1、讲解中，举例时仅探讨了静止情况，而未谈到匀速直线运动情况，需改正。
2、验证二力平衡条件实验，学生设计基本分两种情况：（1）课本20页图8.2-2，但没有定滑轮；实验时受摩擦力影响大，经分析拿出课本方案更合理，但这样更有利于培养学生设计实验、分析实验的能力；（2）设计成杠杆平衡条件的验证，尽管不合理，但要肯定学生的设计，对实验的设计分析需另案处理，不宜在本节课展开。
一、 平衡状态：静止或匀速直线状态
二、 平衡状态的条件：F合=0
三、 二力平衡：
（1） 定义：物体在两个力的作用下保持静止或匀速直线状态。
（2） 二力平衡条件：作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反，并且作用在同一直线上。
（3） 二力平衡条件的应用
作业：1、总结本节课知识；2、动手动脑学物理。
1、提问：牛顿第一定律内容
2、提问：牛顿第一定律所描述的内容在实际当中会不会存在？
3、提问：实际当中有无静止或匀速直线状态？并举例
4、讨论：物体受到了力为什么还处于静止或匀速直线运动状态？
5、引导：物体之所以保持静止或匀速直线运动状态，是因为受到了平衡力作用的缘故。
6、讲解：平衡状态
7、提问：物体怎样才能处于平衡状态？
8、例证：平衡状态条件： F合=0
9、介绍：二力平衡
10、提问：二力平衡条件？
11、实验：验证二力平衡条件（学生分组实验，按自己设计验证二力平衡条件）
12、提问：二力平衡条件有什么应用？
13、延伸：受力分析基本步骤：（1）确定研究对象；（2）进行受力分析；（3）确定物体运动状态；（4）列方程求解
1、复习旧知识，引出新知识。
2、培养学生推理能力。
3、使学生理解平衡状态及其原因。
4、使学生初步理解平衡状态的条件。
5、在平衡状态的基础上理解二力平衡，使问题得到简化，再提出二力平衡条件，水到渠成。
6、使学生理解二力平衡的条件。
7、培养学生设计实验、进行实验和分析实验的能力。
7、培养学生应用知识的能力。
8、拓展学生视野，为后面的学习奠定基础。
板书设计
二力平衡
一、平衡状态：静止或匀速直线状态
二、平衡状态的条件：F合=0
三、二力平衡：
（1）定义：物体在两个力的作用下保持静止或匀速直线状态。
（2）二力平衡条件：作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反，并且作用在同一直线上。
（3）二力平衡条件的应用
关键词：传统；思维；主体
一、对传统物理教学思路进行有效的转变
虽然以前的初中物理教学在各方面取得了很大成绩，但仍然对学生物理思维教育和能力培养没有引起足够的重视。受应试教育的影响，教学方式只是简单的填鸭式教学，课上和课后的练习普遍采用没有目的性的题海战术，使本来有趣实用的初中物理，变成了对多数学生负担过重的课程。要想有效提高初中物理的教学质量，这种传统的物理教学一定要改革。教学改革中一个关键问题是教师的教学观念和教学方式的改革。首先作为教育工作者要不断加强学习，提高认识，更新教育观念，树立现代的教育观，把如何有效培养学生物理思维能力放到教学的首要位置。教师要做好教学的引导者，改变原来只注重学生的学习成绩的做法。其次，教师要在学习交流中对学生的进步和成功不断给予鼓励，改变过去以教材为中心，以教师为中心的观念，改变为促进学生发展为中心的教育观念。
二、重视培养学生物理思维的能力
要有效提高物理教学质量，培养学生物理思维的能力是关键。重视物理思维的培养，是逐步提高学生的物理思维能力、正确掌握学习方法、不断提高学生的物理素质水平的重要途径。培养物理思维能力的方法有以下几种。
1.在物理课本教学中如何培养物理思维
在物理课本教学中培养物理思维能力，首先要培养学生对物理事物和规律有综合分析的能力。任何事物都是由各种要素组合而成，具有不同的属性，分析就是以事物的整体与部分为客观基础，为了从总体上把握事物的性质以及运动规律，应当先了解事物组成部分和要素的性质、特点和相互之间的关系。例如，在学习“物体的质量”这一课时，教师应围绕三个知识点质量的概念、质量的单位以及质量的测量工具展开。根据测量的事物特性，采用综合分析的方法，探究物体的形状、物质的状态以及地理位置的变化对质量大小的影响。为此，教师可以在课堂上举一些周围的物体的例子，让学生分析它们有什么相同之处，还有什么不同之处。围绕质量的概念，让学生多举几个这样的例子进行讨论。这样学生学会了用综合分析的思维方式去了解物理事物，采用了讨论、交流合作的学习方式，让学生真正成为学习的主角，课堂气氛活跃了，学生思维同时也放开了。
2.在物理实验中如何培养物理思维
物理实验是物理教学中的重要组成部分，是物理教学的基础和重要内容。在物理试验中学生能建立起正确的物理思维，就可以使他们对物理概念和物理定律有更透彻的认识和理解，从而有效地调动起主观能动性，激发他们学习物理的兴趣，增强他们的创新意识和实践能力。一个好的物理实验思维，首先应具备善于观察的能力，因此，教师要注重培养学生对事物的观察兴趣。观察受到兴趣的调节和制约，兴趣的品质直接影响观察的能力。教师可以根据教材的要求和特点，精心设计一些小实验，运用生动的演示，有效激发学生对实验的兴趣，从而加强学生观察事物的积极性。例如，在学习“令人厌烦的噪音”一课时，教师可以通过设计一些小实验，来阐述噪声的来源，要求学生观察生活中的不同噪音感受进行分析、讨论，并尝试将它们分类。如教师可以在课堂上放不同的声音，包括动听的、令人愉快的声音，难听的、令人厌烦的声音，通过实验，向学生提问，生活中的噪声是如何来，并引导学生讨论噪声的危害，同时对如何减少噪声展开讨论。通过让学生亲自体验后，再结合声音的级别加以展开，结合噪声的控制增加了一个富有探究性的活动，有效地提高了学生观察事物的能力。
三、在物理教学中发挥学生的主体性
目前，应试教育仍是当前教育的主流，在物理的教学中重教轻学现象还很严重，教师不知道如何引导学生去学，致使学习效率低下。学生的主体作用是新的教育理念的重要思想，作为教育工作者，要努力将新的教育理念，在教学中推行，尽可能地发挥学生的主体作用，调动学生的学习积极性，提高课堂教学效率。在教学中，教师要经常结合课程内容和学生实际，以学生为重点，将讨论探究的问题设拟得新颖有趣，激发学生学习物理的热情，使学生掌握一定的学习方法，并获得在具体的学习环境中选择和运用恰当学习方法进行有效学习的能力。例如，在学习“二力平衡”的课程时，教师可以先将上堂课所学的牛顿第一定律和惯性进行复习，为二力平衡的学习起到一个支点的效果，然后向学生阐述什么是二力平衡，为学生设计几种情景。如你们见过哪些物体受力并保持静止？你们见过哪些物体受力并做匀速直线运动？学生在热烈讨论之后，教师指出一个物体保持静止或匀速直线运动，有两种可能：一种是不受外力（牛顿第一定律）；另一种则是受到平衡力作用。同时可以让学生做一些小的实验，体现二力作用之间的关系，做出结论：作用在一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，并在同一直线上则是二力平衡的条件。并且还可以举例引申概念，如放在桌面上的台灯、铅笔盒，在平直道路是做匀速运动的汽车等。通过学生独立的思考，加上教师的正确引领，通过各种方式的主动学习，充分调动学生的主动性，使他们积极地参与、思考，想办法解决问题。
四、结语
总之，对于初中物理教学来讲，提高课堂教学的质量，教师要改变传统的教学方式，培养学生的创新的物理思维，引导学生独立思考，启发学生发散思维，力争让学生通过自己的实践，培养他们科学探究能力和科学方法，让学生成为物理课堂的主人。
参考文献：
1.张芳.初中物理创新思维培养探微[J].中学理科：综合，2008（7）.
2.阎金铎，田世昆.中学物理教学概论[M].北京：高等教育出版社，1992.
3.安忠，刘炳升.中学物理实验与教学研究[M].北京：高等教育出版社，1990转.
实验是物理学研究的基本方法之一。近几年我常在物理教学中，有目的地安排设计一些对比性的实验，帮助学生形成正确的物理概念，掌握物理规律，突破难点，消除疑点，收到了较好的教学效果。
一、运用对比性实验帮助学生形成正确的物理概念
有些物理概念比较抽象学生难于理解，设计对比性实验，边引导边实验边分析，抽象出事物的本质特征，帮助学生形成概念，完成认识上的飞跃。例如，大气压强这一概念，对初中学生来说是比较抽象的，教学中我设计两个对比性实验，每做一个实验，都引导学生观察现象，思考问题，分析问题，步步深入。讲课开始，教师做“水杯--厚纸片”演示实验，让学生思考，放开手后，厚纸片会不会掉下来？当学生看到厚纸片不会掉下来这个意想不到的现象时，无不感到新奇有趣。这时，教师因势利导提出：“上述实验中厚纸片受到哪些向下的作用？为什么厚纸片不会掉下来？”学生很自然领会到厚纸片不会掉下来一定受到一个向上的压力作用，这个压力只能是大气产生的，由此可见，大气对厚纸片产生了压强。
进而向学生提出：“课本上要求做这个实验时，杯里要装满水，若杯里只盛少量水，甚至不装水，这个实验能不能成功？”为了开阔学生的思路，又进一步提出若用小刀片把厚纸片与杯的接触处撬开一个小口子，将会出现什么现象？然后再做实验加以验证。实验结果与分析、推理的一致性，加深了学生对大气压强的认识，同时也培养了学生的思维能力。接着进行“马德堡半球”实验，证明大气对任何方向都有压强，而且大气压强可以产生很大的力。从而使学生对大气压的理解具体而鲜明。
二、用对比性实验纠正学生的错误概念
为了纠正学生在生活经验中形成的错误观念，建立正确概念，恰当地运用对比性实验也能收到较好的教学效果。例如关于“自由落体运动”的教学，我针对学生认为质量大的物体下落得快，质量小的物体下落得慢的错误认识，设计了以下的对比性实验。先从相同高度处同时释放一个小铁球和一张纸片，结果小球下落得快。不少学生错误地认为小铁球质量大，下落快，因而得出下落加速度由其质量决定的错误结论。此时教师不要急于纠正学生的错误，而是接着分别演示：①两张相同的纸片，其中一张揉成一个小团，再从同样高度同时释放，结果观察到纸团下落快。②将一张质量较小的小纸片揉成一团与一张质量较大的纸片，同时从同样高度开始下落，可观察到质量小的纸团反而下落得快。当学生弄清纸片之所以比纸团下落得慢是因为空气阻力对纸片影响大以后，进而提出：“如果没有空气阻力的影响，将会出现什么现象”，让学生思考。然后再过渡到解决问题的对比性实验：“钱毛管”实验。先观察抽成真空的“钱毛管”中的金属片、小羽毛、小软木塞在没有空气阻力时，下落加速度都相同。接着打开“钱毛管”上的开关，让空气进入“钱毛管”里，再把“钱毛管”倒立起来，这时可以看到这些物体下落的快慢是不同的，前后两次实验的对比分析，突出了阻力对下落快慢的影响，形成了“重力加速度g与质量无关”的正确概念。
三、运用对比性实验导出物理规律
对于学生易于形成片面认识的物理规律，设计针对性强的对比性实验，可以帮助学生完成认识上的飞跃，例如，初中学生对“二力平衡”条件觉得很简单，似乎没有什么困难，但又往往形成片面的认识。在课堂教学中，我从日常生活中吊在电线上的电灯，放在桌子上的书籍等物体保持静止状态等实例引发，进而做“二力平衡的条件”的演示实验（课本中安排的），让学生仔细观察并读出小车保持静止时两边吊盘里砝码的重力，并向学生提出探索性问题：“二力在什么条件下才会平衡？”学生往往得出片面的结论：“二力平衡条件是二力的大小相等，方向相反。”这时引导学生再仔细观察如下两个有针对性的对比实验。①两个力大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上（即用两个小车拼合在一起代替原来的小车实验）；②两力大小相等，方向相反，作用在同一个物体（小车）上，但两力的作用线不在同一条直线上。通过这两个实验，学生自己否定了原先的片面论断，从而得出科学的结论：“作用在一个物体上的两个力，如果在同一条直线上，大小相等，方向相反，这两个力就平衡。”
四、运用对比性实验理解物理现象的本质
在浮力一课的教学中，为了揭示浮力产生的原因是水中的向上和向下的压强差对物体造成的压力差，我设计了如下浮力消失和产生的对比实验，把一块蜡块的底面紧压在平底的玻璃器皿的底面，使之紧密接触，然后缓慢地注水于容器中，使整个蜡块都浸没在水中，蜡块并不浮起。如果将蜡块与器皿底接触处推开一道小缝，让水浸入，蜡块则很快就浮起来。通过对比，学生对浮力产生的本质原因的理解就具体而深刻了。
关键词：三阶试题；化学平衡；迷思概念；知识不足
文章编号：1005C6629（2017）2C0026C06 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
化学平衡是中学化学基础理论之一，是培养“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”等核心素养的重要知识载体。但由于化学平衡囊括一系列抽象而内涵丰富的知识，对学生的能力要求较高，学生容易产生学习困难，造成对后续溶液中离子平衡学习的认知障碍。在化学教学中，教师只有准确探查出学生的学习困难，才能选择有效的教学策略及时补救或转变概念，促进学生的有意义学习。
目前，对化学平衡学习困难的研究集中于探查迷思概念，发现了学生在“可逆反应”、“化学平衡状态特征”、“化学平衡移动方向”、“化学平衡常数”等知识点上存在迷思概念，如“认为可逆反应是‘钟摆式’单向进行的”，“将化学平衡混淆于静态的物理平衡”等。已有研究主要是通过常规测验、二阶试题或规则空间模型对学生解决问题结果的评判来揭示学生存在的迷思概念，但使用常规测验、二阶试题不能判断学生回答正确是由于掌握了知识还是猜测，容易造成迷思概念的过当评价[1，2]；而规则空间模型具有复杂的数理公式，试题编制的难度大，且依赖于计算机程序的使用，难以在教学实际中推广[3，4]。近年国外科学教育逐渐兴起三阶试题的使用[5，6]，它能够有效弥补已有方法的缺陷，区分学生的迷思概念及知识储备不足等问题，更加准确地解释学生的学习困难。
1 研究设计
1.1 研究对象
本研究所选择课程内容为高中学段“化学平衡”，被试群体为陕西省西安市某中学同一化学教师任教的高二年级四个平行班的学生。
1.2 研究方法
参考高中化学课程标准、教科书内容及已有研究，确定从可逆反应、化学平衡状态、化学平衡移动、化学平衡常数四个知识维度展开测试。记录“化学平衡”教学过程，并通过对任课教师的录音访谈了解其发现的学生迷思概念，并抽取该班级化学学业成绩前、中、后各4名学生，进行半结构化晤谈以深入搜集迷思概念。随后，初步设计三阶试题。委请3位专家检核内容效度，修正后进行小范围预试（50人），根据预试结果调整试题内容与数目，确定11道正式施测的三阶试题（见表1）。
三阶试题第一阶为设有4～6个选项的化学平衡单项选择题。第二阶为第一阶问题答案对应的理由项，这些理由是科学模型以及来源于教师访谈、学生半结构化晤谈与文献中高频出现的迷思概念在具体问题情境下的变式，其中有一个空白选项方便学生表达不同于选项的想法。第三阶调查学生对前两阶问题的回答是否确定，评量学生的自信水平。图1展示了一道化学平衡三阶试题。
使用化学平衡三阶试题对该教师任教的四个平行班施测，答题时间为40分钟。施测前已向学生说明研究目的在于了解化学平衡主题的学习情况，施测结果不列入学科成绩。发放试题205份，回收203份，回收率99.02%，有效样本197份，有效率97.04%。评阅试卷并将结果导入Microsoft Excel 2010与SPSS 20.0。
A.变深 B.变浅 C.不变 D.无法判断3.2回答3.1题的理由是（ ）
A.平衡正向移动，消耗NO2，NO2的浓度减小
B.平衡不移动，消耗NO2的同时产生NO2，NO2的浓度不变
C.平衡正向移动，消耗NO2，但最终浓度仍旧大于初始平衡的浓度
D.平衡正向移动，消耗NO2，但无法判断充入量与消耗量大小
2 结果与分析
2.1 响应类型的划分
根据学生在三阶试题的8种答题情况，可判断其对某个知识点的认识水平，即“响应类型”。将响应类型划分为6种：“科学知识”、“假正”、“假负”、“迷思概念”、“自信不足或幸运”、“知识不足”[7]，见表2。
若W生答题情况表现为“正确/正确/确定”，则响应类型为“科学知识”。若学生答题情况表现为“错误/错误/确定”，则响应类型为“迷思概念”。这与迷思概念的不科学性、顽固性的特点一致。
“假正”是指正确回答第一阶问题，但不能使用正确的理由加以解释且第三阶选择“确定”的响应类型。“假负”是指错误回答第一阶问题，但推理的理由选择正确且第三阶选择“确定”的响应类型[8]。试题表述不清、提供的理由项与学生解决问题的推理过程脱节是造成假正与假负的主要原因。因此，可借由假正与假负各自的比例检验试题的内容效度[9]。
此外，将前二阶均回答正确，但第三阶选择“不确定”归类为“自信不足或幸运”。它是由于学生的自我效能感低，或是前二阶试题自身特性造成的，即第一阶试题的答案往往与第二阶的某个理由项存在对应关系[10]。
共有三种答题情况属于“知识不足”：“正确/错误/不确定”“错误/正确/不确定”“错误/错误/不确定”，据此可判定学生认知体系中的某一知识盲点。
2.2 变量赋值
根据答题情况对以下变量进行赋值[11]：（1）各阶分数：只要某阶回答正确赋值1，否则赋值0。第三阶回答“确定”赋值1，否则赋值0。第三阶分数可表征学生的自信水平。可利用各阶分数对响应类型进行编码[12]，见表2。（2）前二阶分数：若第一、二阶均回答正确赋值1，否则赋值0。它将与第三阶分数用于评价试题的结构效度[13]。（3）三阶分数：若前二阶均回答正确且第三阶回答“确定”赋值1，否则赋值0。（4）第一阶迷思分数：第一阶回答错误赋值1，否则赋值0。（5）前二阶迷思分数：前二阶均回答错误赋值1，否则赋值0。（6）三阶迷思分数：前二阶均回答错误且第三阶回答“确定”赋值1，否则赋值0。
某题第一阶、前二阶、三阶的正确率（或迷思比例）可分别用该题第一阶、前二阶和三阶总分数（或迷思分数）与样本数（N=197）的商表征，其与响应类型比例的关系见图2。值得注意的是，此处“第一阶迷思”与“前二阶迷思”的内涵等同于传统单选题的“错误”与二阶试题中的“错误/错误”，“三阶迷思”才对应“迷思概念”响应类型。正确率与迷思比例将用于验证三阶试题的优势。
2.3 试题质量评价
化学平衡三阶试题的第一阶、前二阶和三阶的Cronbachα值分别为0.758、0.782和0.889，符合选择题测验的信度参照标准[14]，试题信度良好。试题的内容效度可用假正与假负的比例量化表征。各题假正、假负比例见表3。由表3可知，假正平均比例为5.68%，假负平均比例为4.89%，均小于10%，说明试题内容效度良好[15]。
学生前二阶分数与第三阶分数的相关性可验证试题的结构效度。图3是前二阶分数与第三阶分数的相关性散点图。由图3可知，普遍地，在前二阶得分越高，自信水平越高。但也存在部分学生前两阶的分数偏低但仍旧自信的情况，其散点分布于图像的右下角，暗示了这些学生存在顽固的化学平衡迷思概念。学生前二阶分数与第三阶分数呈显著正相关，Pearson相关系数为0.530（p
2.4 学习结果评价
2.4.1 正确率与自信水平分析
将第一阶、前二阶、三阶和第三阶的正确率统计如下，见表4。
由表4可见，试题第一阶、前二阶和三阶的平均正确率分别为71.90%、63.41%、56.02%，反映出试题整体的难度中等。第一阶平均正确率高于前二阶8.49%，这是因为第一阶正确率中额外包含假正（5.68%）、知识不足100（2.81%）两种响应类型造成的。前二阶平均正确率比三阶高7.39%，则是由于部分学生回答正确前二阶问题但不确定自己的答案造成的。以上差异证明三阶试题可以弥补二阶试题过度评价学生学习成果的缺陷，第三阶自信水平的设置使研究结论更为准确。另外，在第三阶学生表现出的正确率均大于80%，远高于三阶正确率，说明学生对自身化学平衡认知水平的评估过于理想，认知结构中存在顽固的迷思概念。
2.4.2 响应类型分布
统计“科学知识”“迷思概念”“知识不足”“自信不足或幸运”响应类型的比例，见表5。
由表5可知，56.02%的学生建构了科学的化学平衡知识，15.92%的学生认知结构中存在迷思概念，10.11%的学生化学平衡知识储备不足。四个知识维度中，学生可逆反应、化学平衡常数维度的知识建构更为准确，各题科学知识比例均大于60%。学生的认知结构在各维度均存在迷思概念与知识储备不足。
学生在化学平衡移动维度的“压强对化学平衡的影响以及勒夏特列原理的理解与应用（题6）”中存在知识的错误建构，迷思概念比例最高（26.40%）；其次，在化学平衡状态维度的“对化学平衡状态的判断（题10）”中，迷思概念比例为25.89%。学生在“化学平衡常数的简单应用”（题8）中迷思概念最少（5.08%）。
此外，学生在化学平衡移动维度的“浓度对化学平衡的影响”（题3）中，表现出明显的知识欠缺，知识不足响应类型比例达15.74%；其次为题11“催化剂对化学平衡影的判断（12.69%）”。而对于“化学平衡状态的建立过程”（题9）“惰性气体对化学平衡的影响”（题4），学生建立有相对完整的知识体系。学生的知识储备不足往往是因为没有及时复习，以致新知识没有稳定地同化、整合到原有的认知结构中。
2.4.3 迷思概念分析
将第一阶、前二阶和三阶的迷思比例统计于表6。
由表6可见，除题4外，随着试题阶数的增加，迷思比例逐渐减小。第一阶、前二阶、三阶平均迷思比例依次为28.10%、18.78%、15.92%。前二阶平均迷思比例低于第一阶9.32%，这是因为第一阶迷思比例额外包含了假负（4.89%）和知识不足010（4.43%）。三阶迷思比例比前二阶低2.86%，是因为知识不足000的存在。可推知，单凭第一阶或是前二阶测试评价学生的迷思概念均会造成对迷思概念的过度评价[16]。
为深入探查学生化学平衡知识的学习困难，将学生迷思概念进行了归纳，见表7。
由表7可见，对于可逆反应，7.61%的学生没有正确认识可逆反应的特征，对化学反应的认知水平仍停留在“化学反应是完全的”阶段（迷思概念1）。
对于化学平衡状态，10.15%的学生负迁移化学反应速率与计量数的关系的知识（迷思概念2）。16.75%的学生错误引申教学中总结的化学平衡状态的特征“定”的内涵，不能在具体的问题情境下判断可逆反应是否达到了化学平衡状态（迷思概念3）。
对于化学平衡移动，9.13%的学生在浓度对于化学平衡的影响出现学习困难（迷思概念4），这主要是教科书与教学注重对宏观实验现象的感性认识而缺乏微观表征与符号表征引起的。11.17%的学生没有理解特定反应下只有改变各组分分压才能影响平衡状态（迷思概念5）。各有15.23%、14.21%的学生存在迷思概念6、7，表明学生不能正确推断平衡移动的效果，没有正确理解勒夏特列原理的内涵，再一次反映了学生没有充分理解可逆反应的“不完全性”，这两个迷思概念是在以往研究未曾报道的。
对于化学平衡常数，9.64%的学生将某种反应物的“转化率”与“反应程度”混为一谈，不理解某一温度下的平衡常数可对应多个化学平衡状态，不知道具体反应的化学平衡常数只与温度有关（迷思概念10）。2.03%的学生没有理解化学平衡常数公式中物理量的意义（迷思概念11）。
此外，通过分析“假正”比例大于10%的题5和题11发现，5.58%的学生错误建构化学平衡的前概念温度对化学反应速率的影响（迷思概念8）。6.60%的学生对催化剂的性质存在片面认识（迷思概念9）。前概念是建构新知识的生长点，虽然这两个强隐蔽性迷思概念未使学生在第一阶问题做出错误判断，但有碍于学生科学认识化学反应。
在三阶试题诊断中，认定比例高于10%的具体的迷思概念为学生中主要存在迷思概念[17]，包括：利用浓度判断化学平衡状态（迷思概念2），与气体压强相关的判断化学平衡状态与平衡移动效果（迷思概念3、5、7），以及对勒夏特列原理内涵的理解（迷思概念6、7）。
究其原因，在学生认知角度，学生对于化学平衡体系中气体属性（是否惰性）、气体物质的量、气体浓度、气体压强等因素的认知总体上是割裂的，还无法建立系统化的认知模型以认识上述因素之间的对立统一关系，因此导致了通过气体压强判断化学平衡状态与平衡移动的较大认知负荷。在教科书内容组织角度，人教版教科书只阐述了浓度与温度因素，缺乏对压强因素的探讨（见图4）；只涉及化学平衡常数的意义与表达式的简单应用，并不涉及其在平衡移动的应用，未充分体现化学平衡常数的教育价值[18]。在实际教学角度，虽然教师针对压强对化学平衡的影响有所补充，但偏重传授利用勒夏特列原理的定性推理，忽视规律背后的量化本质。
3 结论与启示
本研究编制了信度、内容效度与结构效度良好、难度中等的化学平衡三阶试题。利用三阶试题诊断学生的化学平衡的学习成果并分析学习困难。研究发现：（1）第三阶的正确率高于各阶正确率，显现出学生高估自身的认知水平的现象。（2）学生在4个知识维度均存在迷思概念与知识储备不足，“可逆反应”与“化学平衡常数”知识建构相对准确。对化学平衡状态的判断、压强与浓度对化学平衡的影响以及勒夏特列原理的内涵存在相对较多的迷思概念；在浓度、催化剂对化学平衡的影响表现出明显的知识欠缺。（3）从迷思概念看，学生对化学平衡体系中气体属性（是否惰性）、气体物质的量、气体浓度、气体压强等因素的认知总体上是割裂的，化学平衡知识体系的建构缺乏整体性和系统性。
根据研究结论，可以得出以下教学启示：（1）在发挥实验现象宏观表征优势的基础上，充分利用模拟动画等帮助学生从微观角度理解压强对化学平衡的影响。（2）重视化学平衡常数的支点作用，挖掘化学平衡常数的教育价值，帮助学生理解勒夏特列原理的内涵与适用范围。（3）化学原理类内容教学中，注重培养学生的科学推理思维倾向与能力，引导学生在学习过程中重视科学问题的情境性，重视科学推理过程的逻辑性，重视科学论述与表达的严谨性和完整性。
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关键词： 化学教学 相关学科思想 渗透
化学被科学家誉为“中心科学”，处在其上游的学科有数学、物理学，位于其下游的学科有生物学和医学，化学在中游起着承上启下的作用[1]。化学学科综合性、实践性强，在教学中，化学教师除了要善于应用本学科的专业知识开展教学外，还必须具备丰富的相关学科知识，而且能够根据教学内容灵活穿插使用相关学科知识，使相关学科思想渗透于化学学科教学实践中。这样开展的教学活动形式独特，理解化学原理的思维方式、掌握化学知识的角度和解题技巧的探讨都突破固有的模式。不同的学科知识横向有迁移，学生学习兴趣高，对知识的理解和掌握效果明显，学科思维素养更容易建立，提高了化学课堂教学的有效性。
笔者在多年的教学实践中，针对不同的教学内容，渗透相关学科的学科思想开展风格各异的教学活动，现在做一整理，借此与各位同仁探讨交流。
一、数学思想渗透于化学教学中
数学位于自然科学之首，是学习科学知识的必备工具，在化学教学中，尤其是在习题的教学过程中，如果灵活应用数学知识，把学生的数学思维及时迁移到化学题目中来，用数学思想构建化学科解题的学科素养，在实际教学中，就能收到非常明显的教学效果。
如学生刚上高一，化学必修一模块就涉及“物质的量”，这是一个很抽象的概念，这对于刚入高中的学生来说很难弄懂，接下来是相关的计算，涉及几个基本的公式：n===，学生在应用公式的时候经常搞错，在该用乘法时用了除法，而该用除法时用了乘法。在教学中除了让学生正确理解公式中概念的内涵外，还启发学生联想小学的公式：总量=数量×单位量，引导学生把新公式对号入座：n就是数量，N、m、V就是总量，而N、M、V就是单位量，这样就把高中抽象公式向小学形象公式靠拢，降低了认知的台阶，学生易于接受。在这一章还涉及混合物计算，这是高中化学计算常见的类型，此类题主要渗透了数学的方程思想，其解题过程可分为两个阶段，第一阶段利用化学知识找出题目中各物质或量的关系，第二阶段列出方程计算得出结果。最后，在教学中又和学生共同总结出解题口诀“设出摩尔，列出方程组”，记忆和理解效果更佳。在混合物计算教学中难免涉及十字交叉法，十字交叉法是在化学中应用比较广泛的简化的计算方法，在解决某些二元混合体系所产生的具有线性平均意义的计算问题时，表现出了思路简单，运算简便等优点。学生对十字交叉法理解出现偏差，为什么交叉相减，再相比较，就能得到组分的比？这时可以设出两个未知数，但是只列出一个方程，通过数学推导，得出同样的结果，最后再指出十字交叉法就是简化方程的解法，也是加权平均值的简单解法。例如：在标准状况下，11.2LCO与CO的混合气体的质量为20.4g，求混合气体中CO与CO的体积之比为多少？解析：在标准状况下，11.2LCO与CO的混合气体的物质的量为0.5mol，混合气体的平均摩尔质量为20.4g/0.5mol=40.8g·mol
28 44 40.8 44-40.8=3.2 40.8-28=12.8
V（CO）/V（CO）=3.2/12.8=1/4，即混合气体中CO与CO的体积之比为1：4。解释十指交叉法时，我们可以设CO和CO的物质的量分别为xmol和ymol，根据质量守恒：28x+44y=40.8（x+y），整理得（40.8-28）x=（44-40.8）y，x：y=（44-40.8）：（40.8-28）=1：4，这样的推导解法跟十指交叉法是殊途同归的。通过推导，学生对十字交叉法会欣然接受并且能灵活运用。
又如选修四模块《化学反应原理》中有两个重要的知识点：盖斯定律和原电池，在教学时，指出应用盖斯定律解题就是做数学证明题，根据数学中的代数式相加减的原则，从已知的热化学方程式，通过代数运算处理，注意H也同样进行运算，得出目标方程式，也就证明成功；原电池教学中涉及已知原电池总反应和一个电极反应式，求另外一个电极反应式，也是代数式相减的思想，减完之后再把方程式中带负号的物质移到化学方程式对侧，得出正确的电极反应式。如果题目中给了正极和负极的电极反应式，通过相加也就自然得到原电池的总反应。
再如选修五模块《有机化学》，同分异构体是一个重要的知识点，烃分子的一卤取代物的个数，关键是找出等效氢的个数，这是就需要借助数学上的中心对称、轴对称的知识，先确定对称中心，然后找出等效碳原子，确定等效氢，这样可以使等效氢原子数确定得更准确。如：丙烷的一氯代物有几种？如图所示：HHH，先找出对称轴，对称轴上的碳原子是一种，另外2个端点碳原子位置对称，成为等效碳原子，是第二种碳原子，因此等效氢原子有2种，一氯代物有2种。烃分子的二卤取代物的个数，除了用碳原子之间两两连线的“连线法”确定之外，还可以利用排列组合的知识，用数学的方法将具体问题抽象化，可以简化解题过程，如：丙烷的二氯代物有几种？因为丙烷有2种碳原子，所以可以列式子：C×C=2×2=4，求得有4种二氯代物。有机物分子共线共面问题，由于涉及空间立体的知识，学生单纯从化学角度想象空间结构，认知难度很大。如果应用立体几何的知识，帮助学生借助数学思维思考化学问题，学生站在数学的台阶上接受化学知识就更为得心应手。例如：H-H=H--F分子中6个碳原子可以共面吗？首先根据双键的平面模型，确定一个前1-4号碳原子共面，再根据三键的直线模型确定后3-6号碳原子共线，然后根据几何学公理“一条直线上有2个点（3、4号碳原子）位于一个平面，那么这条直线（包含5、6号碳原子）就在这个平面上”，从而得出6个碳原子可以共面。通过严谨的数学推导得出的结论，教学说服力非常强大，学生对老师的教学和知识的认可度大大提高。求一系列有机物含碳量的最大（最小）值的题目时，先根据同系物的分子式的差别，利用等差数列求出通项公式，再代入极限公式求出结果。如：同系物C1H（萘）、CH（芘）、CH（苯并芘）……中，求碳的最大百分含量。解析：根据萘、芘、苯并芘的分子式发现碳原子数和氢原子数递增呈等差数列。碳原子数：公差为6，首项是10：a=a+（n-1）d=10+（n-1）×6=6n+4，同理可得氢原子数：a=2n+6，因此通式为CH，带入极限公式：ω（C）====97.3%
二、物理学思想渗透于化学教学中
“理化不分家”。物理和化学同样是两门重要的自然科学，学科之间总是存在内在联系，知识体系也是有相通的部分。如在选修四模块《化学反应原理》中的“化学反应速率和化学平衡”教学中，首先引导学生思考，物理上衡量运动快慢的物理量是速度和速率，前者是矢量，既有大小，又有方向，后者是只有大小的标量。再追问学生化学反应的快慢需要有方向吗？自然得出衡量化学反应快慢的物理量应该是只有正值的化学反应速率，而不是化学反应速度。再通过化学反应速率的计算公式v=c/t，联想物理学上的公式v=x/t（v表示平均速率，x表示位移，t表示时间），学生不难得出化学反应速率是一段反应时间内的平均速率，对于化学反应来说，平均速率更具有实际表达意义。物理上v-t图像，图线与时间轴围成的图形面积表示在该时间段的位移x，引导学生迁移到化学上v-t图像，图线与时间轴围成图形的面积表示在该时间段的物质的量浓度的变化量c。
例：在容积固定的4L密闭容器中，进行可逆反应：X（气）+2Y（气）？葑2Z（气）并达到平衡，在此过程中，以Y的浓度改变表示的反应速率υ（正）、υ（逆）与时间t的关系如右图，如图中阴影部分面积表示（ ）
A.X的浓度的减少 B.Y的物质的量的减少
C.Z的浓度的增加 D.X的物质的量的减少
解析：v（正）曲线下围成的图形的面积应该是Y物质浓度的减少值，v（逆）曲线下围成图形的面积应该是Y物质浓度的增加值，图中阴影部分即以上二者之差，也就是Y物质浓度的减少值的净值，因此B项正确。
学习化学平衡时，首先启发学生回忆物理上的不受外力的平衡态：匀速直线运动和静止。然后指出化学平衡不是静止的平衡，而是类似于物理上的匀速直线运动的动态平衡。物理知识进行思维迁移，有助于掌握化学新知。又如，平衡移动原理（勒夏特列原理）中的关键词“减弱改变”，学生很难理解实质，物理上的楞次定律中的关键词“阻碍变化”和“减弱改变”的概念内涵是完全相同的，具有异曲同工的迁移效果，在教学中及时抛出楞次定律中的“阻碍变化”，对“减弱改变”的理解也就毫无悬念。再如，电解池中阴阳离子的运动方向，完全是遵循带电粒子在电场中的运动规律的。物理上金属导体的导电是自由电子的定向移动的结果，对比到电解质溶液的导电，则是阴阳离子的定向运动形成的。在化学教学中有意识渗透物理学思想，学生会领悟到自然科学之间是相互交叉和渗透的，在学习知识的时候才能自觉关注学科之间的联系。
三、哲学思想渗透于化学教学中
哲学上的三个基本的规律：“对立统一规律”、“量变质变规律”、“否定之否定规律”。这三个规律是指导人们认识世界和改造世界的方法论。在化学教学的三维目标中，情感态度与价值观这一维目标也要求教师在教学中不但教授学生学科知识，而且注意培养学生学习知识的学科思维和认识问题的哲学思维。如在教学“氧化还原”时，氧化是失去电子，还原是得到电子，氧化剂氧化了还原剂，还原剂还原了氧化剂，氧化剂和还原剂行为是完全对立的，但是对立的行为统一在同一个氧化还原反应中，密不可分，氧化和还原“既对立，又统一”。氧化还原反应是“对立统一规律”一个很好的例证，在教学氧化还原反应时，要不失时机地培养学生的“对立统一”思想，而且在进行“氧化还原”的概念教学时，初中学习氧化还原反应只是停留于表面的“得氧失氧”，在高中教学中，先通过几个氧化还原反应方程式，总结出氧化还原反应的共同特征是“元素化合价升降”，最后再追溯到氧化还原反应内在本质为“电子转移”，为学生的学习搭建思维平台，通过支架式教学，学生的认知台阶逐渐上升。又如在教学“元素周期律”时，元素的性质随着原子序数的递增到一定的程度，性质就会发生周期性的变化，也就是元素之间不是孤立的，是存在着随着数量的变化而性质发生递变的内在规律——元素周期律。数量积累到一定程度，就会发生质的飞跃，完美地诠释了“量变质变规律”。再如，在进行必修一模块“元素化合物”教学时，对原来初中学习的燃烧概念做了“否定”，指出燃烧不一定要有氧气，只要是有发光发热现象的剧烈的氧化还原反应，就是燃烧。把对燃烧的判断从外在的反应现象和反应的内在实质这两个方面界定，这样修正补充后再重新定义概念，使知识更为科学完整。“否定”不是全盘抛弃，而是为了“肯定”，这也符合事物发展的规律：螺旋式上升，波浪式前进。通过化学概念的动态教学，学生真切地体会到知识乃至真理的生成，是一个不断补充修正的科学发展过程。
四、诗词美学思想渗透于化学教学中
科学是严谨的，也就难免枯燥，然而化学这门自然科学与生活密切相关，如果能够把教学与文学生活中的诗词联系起来，也就在严谨的科学中引入了美学，这样的教学体现了科学与人文内涵的统一，展现了化学教学的艺术美，给学生提供了主动探究知识的美的意境，开启了学生审美的想象和思维，也发挥了化学课程对培养学生人文精神的积极作用。如在教学碳酸盐性质时，明代诗人于谦的《石灰吟》：“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。”于谦不经意以自己诗人的视角，用凝练的语言描绘了石灰石分解生产石灰的过程。从科学的角度来解读这首诗，原料的存在，反应的条件，反应的产物一一从诗中体现出来。从艺术的角度来看，这首诗体现了诗人宁折不弯，为追求理想和真理可以献身的可贵品质。在学习中，学生不仅接收了科学知识，还被作者的高贵的人生信仰所打动，教师不仅传授知识，而且完成了育人责任。又如在教学硅酸盐时可选择杜甫诗云“大邑烧瓷轻且坚，扣如哀玉锦城传”，以及唐代陆龟蒙在《秘色瓷器》中的“九秋风露越窑过，夺得千峰翠色来”[2]，让学生在学习知识的同时，感受古代劳动人民的无穷智慧。在教学中引入诗词等文学元素，能够改变沉闷的课堂教学气氛，使课堂氛围变得活跃而富有文学气息，激发学生的学习兴趣，使学生在提高文学素养的同时提高了科学素养。
五、历史学思想渗透于化学教学中
法国著名科学家朗之万说：“在科学教育中，加入历史的观点是有百利而无一弊的。”化学与人文科学从来都是紧密联系的，许多伟大的科学成就都是科学家的科学素养和人文精神的结晶[3]。在教学中，教师应该不拘泥于教科书上的知识和结论，还应该关注知识和结论生成的过程和历史，了解科学家发现科学事实、形成化学概念、建立化学原理和理论的艰辛过程。化学发展史中蕴含的科学思想和科学方法，是难能可贵的课程资源。在教学设计中把握恰当的时机，引入相关的历史事件和历史人物，不仅有利于学科教学的开展，还能在教学中培养学生探索知识的科学品质和爱国奉献的人文精神。
如在教学化学必修二模块苯时，首先介绍了英国化学家法拉第发现了苯之后，后来日拉尔等人确定了苯的分子式为CH，随后在确定苯分子结构时，当时的科学家并没有意识到苯是环状结构，德国化学家凯库勒深入地研究了苯的性质，尝试反推结构，通过精心探索研究，最后提出了苯的结构模型——凯库勒式。据说环状结构的发现是从梦中获得的启发，凯库勒工作很晚就睡着了，在睡梦中出现了一条蛇，蜿蜒盘绕，突然蛇头衔住蛇尾，形成了一个环，凯库勒梦醒后恍然大悟，最后按照环状分子的思想确立了苯的真实结构。介绍完苯分子结构的探索史，学生的课堂气氛马上活跃起来，我又不失时机地抛出问题：做梦真的能解决科学问题吗？学生也就马上回到理性思维的层面，科学问题的解决是科学家成果积累到一定程度的必然结果。
又如在教学碳酸钠时，介绍碳酸钠的俗名有纯碱、口碱等。清末民初，工业所需的碳酸钠主要是从河北、内蒙古盐湖取得的天然碱，并以张家口、古北口为集散地销往全国，故称口碱。但是天然碱远远满足不了民族轻工业的发展需要，只能进口纯碱。而进口纯碱价格很高，且外国技术封锁，国内不能生产。我国近现代化学家侯德榜热爱祖国，献身科学，发明了联合制碱法，并且把制碱技术公布，打破了外国封锁，在国内生产纯碱，满足了民族工业发展的需要。通过这部分历史的介绍，学生深切地感受到：就要挨欺负，要想强国富民，离不开科学技术的掌握，只有努力学习，才能报效祖国。同时，科学家侯德榜的献身科学的伟大爱国精神，增强了学生的民族自尊心和自豪感，实现了对学生的爱国主义的思想教育。
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上人教版高二化学《化学平衡》一章常常让我发怵，其中的“化学平衡状态”这部分内容理论性强，学生又不曾有过相关的知识积累和学习经验，课堂上还很难用实验去展开直观性教学，因此，每轮授课结束，学生都还是云里雾里。今年又到了上这个内容的时候，我开始思考彻底解决这个问题的对策。
我反复地研读教材，愈发觉得教材所选用的例题是真不合适。教材中介绍“化学平衡的建立”这个内容时所举的化学反应是“CO+H2O（g）?CO2+H2”，属于反应前后气体体积相等的反应，而且化学方程式中各物质的化学计量数均为“1”，反应时所提供的数据也都具有“每种物质的物质的量相等”这样的特殊性，这样的例题很容易让初次接触这个内容的学生产生“化学平衡状态即各物质的物质的量相等的状态”这样的错误观念。那么，解决的办法就是：必须换掉教材中的例子，帮学生走出可能的误区。
选定了从学生的角度出发去讲解这个内容时，我的思路慢慢清晰起来。对，要用类比的事例，尽量贴近学生生活，比如在切入本课内容时，可选用“生活中的收支平衡”“拔河比赛双方势均力敌时的平衡”“溶解平衡”等事例；在讲解化学平衡的建立时可以换上一个更为普通的反应为例子，将讲解的角度分别设定为各物质的物质的量、反应速率、某物质的消耗与生成三个方面，使化学平衡的讲解更具普遍性。
我的教学设计就这样变得自然而有条理起来。可是，我的思考还是没有停止。上新课的前一晚，我躺在床上还在琢磨：怎样切入效果会更好呢？有没有更好的招儿呢？真希望上天能赐给我一个更精彩的主意啊。因为一直是站在学生的角度想，慢慢地竟开了窍，我突然想：以往我总是在学生不会做题时才关注到他们的困惑，而到了那时好多错误的观念已经深入到他们的内心了，虽说可以补救，但效果差强人意，那么，能不能在进入新课之前就让学生谈谈他们对化学平衡的理解呢？如果他们的理解有误，我就在上新课时有针对性地给予纠正，这样以“惑”导路、辨证施治不是更好吗？想到这，我的心里顿时豁然开朗了。
第二天的课上，我将之前所有的想法一一付诸实施。开课前，我没有急于讲授新知，也没有让学生打开课本，而是按照课前的设计举了一些贴近学生生活、通俗易懂的事例引出了“平衡”的话题，然后便以“你眼中的化学平衡”为题让学生谈谈自己的理解。刚开始学生还不太敢发言，怕说错了被人笑话。我于是鼓励道：“这个内容我们还没开始学习，说错了也情有可原，没什么丢脸的！如果你说错了，待会儿老师就专门为你讲解，你可是很‘赚’的哦！”一番动员之后，学生的勇气来了，想法还真不少。
同学们提出了各种各样的观点。有些同学的发言是出于自己的思考，有些同学则是受到了同伴观点的启发，但总体来看，他们的思考是越来越深入问题的本质。我一直静静地听着，耐心地记着，心急的学生希望我马上表态，告诉他们哪些对哪些错，我享受着学生这种求知的渴望：胃口吊得这么过瘾，我当然不会那么快就让他们如愿啦。待同学们再没有更新的观点提出来的时候，我开始“收网”了：“欲知孰对孰错，且听下面分解！”
于是，我们进入了例题的讲解——当然，是按照我原来的设想，换掉了教材中我觉得不合适的例题，给出了三个新的例题，设计了三个角度。第一个角度是“平衡时各物质的物质的量是什么情形”，第二角度是“平衡时正反应速率和逆反应速率是什么情形”，第三个角度是“某种物质的消耗与生成是什么情形”。结果不出我所料，全体学生都倾情投入地学习。而待我讲解完毕，学生豁然开朗的表情让我坚信：他们对“何为化学平衡状态”至少已参透了大半。当然，也还有一些问题有待我们师生更深入地分析和拓展。但为了降低并分解课程的难度，我把又一个悬念留给了学生，要他们继续“吊着胃口”期待下一节课的到来。
这一次教研实践让我深深地体会到，学生的疑问和困惑不仅不是坏事，反而是难得的课程资源。学生之“惑”，是思考之后迸发的智慧，也是积极进取的求索态度，蕴藏着巨大的力量，充满了迷人的魅力。
（责编 白聪敏）
