论文部分内容阅读
[摘 要] 运用“宏观的现象、微观的分析、符号的表达”化学三重表征观念，分析溶液中三价铁离子与硫氰根离子发生络合反应的实验现象、分析六种硫氰合铁微粒的含量、分析影响此反应进行程度的外界条件，在一课时内综合复习了可逆反应、c-t图、化学平衡状态、化学平衡常数、转化率、化学平衡移动、焓变与熵变等多个概念。
[关键词] 化学三重表征 化学平衡 平衡常数
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674 6058（2015）20 0080
一、任务——一堂要落实八个知识点的化学原理课
笔者某天接到一个命题式的展示课任务。课题：溶液中的化学平衡；内容要求：必须涉及可逆反应概念、c-t图、化学平衡状态、化学平衡常数、转化率、化学平衡移动、焓变与熵变。
二、设计思想——“宏观的现象、微观的分析、符号的表达”
要使此命题下的课堂教学有新意，若以知识点的串联作为教学组织的主线或程序而落实任务中的八个知识点，会显得死板、生硬。于是笔者考虑以化学学科方法或能力为中心展开各知识点，或以化学学科观念贯穿各知识点。
“化学学习有三大领域：可观察现象的宏观世界；分子、原子和亚原子微粒构成的微观世界；化学式、方程式和符号等构成的符号与数学世界”，[1]此谓之“化学三重表征”。在教学过程中，培养学生在观察或检测到物质变化的宏观现象或数据变化时，能自主思考这是否是组成微粒之间在一定条件下的相互作用结果、又是否体现或隐含着某种规律或符合某种反应原理，并尝试着用化学符号或化学规律进行解释或表达，然后再用结论去实验、去印证，即“宏观的现象、微观的分析、符号的表达”。在化学学习过程中，引导学生有机整合化学三重表征，有利于学生化学学科观念的养成。
针对此课时在设计时可用一个具体的溶液中的可逆反应为实例，综合化学平衡的相关知识点进行研究，进而落实任务中的八个知识点，并在具体的研究过程中突出“宏观的现象、微观的分析（实验实证）、符号的表达（数据规律）”三重表征的化学学科观念，以完成教学任务。
三、教学设计
溶液中的化学平衡，苏教版教材中主要有以下几个可逆反应：Fe3 与SCN-、Fe3 与I-、Co2 与Cl-、CrO2-4与H 。从学生对上述四个反应的熟悉程度、实验现象的明显程度，以及对任务所规定的八个知识点能进行简单而有效综合的可能性，本课时选择Fe3 与SCN-的反应作为研究实例。
1.教学目标——用学科方法贯穿基本知识，养成学科观念
（1）设计实验对Fe3 与SCN-的反应方程式在不同模块教科书中用“=”和“ ”的两种表达方式进行科学性评价，进一步理解可逆反应的定义和特征、化学平衡状态的定义和特征，学会描绘c-t曲线图并理解其表达的意义；
（2）交流讨论硫氰化铁络合物的不同形式，并通过查阅文献资料获取信息进行解释，进一步理解化学平衡常数、转化率计算所表达的意义，并初步学会从数据表获取信息、归纳规律；
（3）通过改变外界条件对硫氰化铁溶液颜色变化的小组实验，进一步理解化学平衡移动原理，并尝试从焓变、熵变及自发反应等角度分析化学平衡移动原理，体会化学反应原理对控制和设计化学反应的意义。
2.教学过程——从对文献之疑的探究到对实验现象之疑的愤悱
【引入】
（1）视频：原北京大学校长、化学家周其凤院士作词的歌曲“化学是什么”；
（2）引言1：化学是什么，周院士在歌词中说得很广博和形而上。今天我们一起研究“溶液中的化学平衡”，希望通过本堂课，我们能更具体地了解“化学是什么”；
（3）PPT1：标题“溶液中的化学平衡”——现象背后理论求证；
（4）引言2：溶液中的化学反应往往具有一定的实验现象，而化学反应就是微粒间的重新组合，因此我们需从微粒及其相互作用的角度思考为什么具有这些现象，我们又该如何用化学语言科学而完整地表达这些化学现象，譬如：溶液中三价铁离子与硫氰酸根离子反应生成血红色溶液；
（5）演示实验1：①展示0.1mol/L三氯化铁溶液（黄色溶液）与0.001mol/L三氯化铁溶液（几乎无色）；②设问：如何检验这近乎无色的0.001mol/L三氯化铁溶液中是否真的含有三价铁离子？③取0.001mol/LFeCl3溶液约4mL倒入试管，然后滴入同浓度KSCN溶液约5滴，并提醒学生注意药品用量；
（6）练习1：写出此反应的实验现象与离子方程式。
【 知识点学习1：可逆反应与化学平衡状态】
（1）投影展示：①课堂巡察中选取学生分别用“=”和“ ”表示的三价铁离子与硫氰根离子反应的两种离子方程式；②设问：哪个正确？
（2）PPT2并说明：主要内容为苏教版必修1（2012年印刷）P75“信息提示”栏，关于检验Fe3 的离子方程式用“Fe3 3SCN-=Fe（SCN）3”表达；而苏教版化学反应原理（2012年印刷）P60“课后练习”第6题，则用“Fe3 SCN- [Fe（SCN）]2 ”表达。两者有等号或可逆符号之别。
（3）设问：用“=”和“ ”表达的反应式意义上有何不同？能否用类似函数图像来表达？
（4）板演：（课堂巡察中选取画出正确或类似c-t图的学生）
（5）板书并讲解：可逆反应定义与特点；c（SCN-）的不可逆反应与可逆反应的c-t图表达。
（6）PPT3：可逆反应定义与特点：在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行，反应物不能完全转化为生成物。方程式用“ ”表示，可逆反应体系中，反应物与生成物共存；化学平衡状态定义（略）。
（7）设问：能否用实验证明哪种表达更符合反应事实？
[关键词] 化学三重表征 化学平衡 平衡常数
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674 6058（2015）20 0080
一、任务——一堂要落实八个知识点的化学原理课
笔者某天接到一个命题式的展示课任务。课题：溶液中的化学平衡；内容要求：必须涉及可逆反应概念、c-t图、化学平衡状态、化学平衡常数、转化率、化学平衡移动、焓变与熵变。
二、设计思想——“宏观的现象、微观的分析、符号的表达”
要使此命题下的课堂教学有新意，若以知识点的串联作为教学组织的主线或程序而落实任务中的八个知识点，会显得死板、生硬。于是笔者考虑以化学学科方法或能力为中心展开各知识点，或以化学学科观念贯穿各知识点。
“化学学习有三大领域：可观察现象的宏观世界；分子、原子和亚原子微粒构成的微观世界；化学式、方程式和符号等构成的符号与数学世界”，[1]此谓之“化学三重表征”。在教学过程中，培养学生在观察或检测到物质变化的宏观现象或数据变化时，能自主思考这是否是组成微粒之间在一定条件下的相互作用结果、又是否体现或隐含着某种规律或符合某种反应原理，并尝试着用化学符号或化学规律进行解释或表达，然后再用结论去实验、去印证，即“宏观的现象、微观的分析、符号的表达”。在化学学习过程中，引导学生有机整合化学三重表征，有利于学生化学学科观念的养成。
针对此课时在设计时可用一个具体的溶液中的可逆反应为实例，综合化学平衡的相关知识点进行研究，进而落实任务中的八个知识点，并在具体的研究过程中突出“宏观的现象、微观的分析（实验实证）、符号的表达（数据规律）”三重表征的化学学科观念，以完成教学任务。
三、教学设计
溶液中的化学平衡，苏教版教材中主要有以下几个可逆反应：Fe3 与SCN-、Fe3 与I-、Co2 与Cl-、CrO2-4与H 。从学生对上述四个反应的熟悉程度、实验现象的明显程度，以及对任务所规定的八个知识点能进行简单而有效综合的可能性，本课时选择Fe3 与SCN-的反应作为研究实例。
1.教学目标——用学科方法贯穿基本知识，养成学科观念
（1）设计实验对Fe3 与SCN-的反应方程式在不同模块教科书中用“=”和“ ”的两种表达方式进行科学性评价，进一步理解可逆反应的定义和特征、化学平衡状态的定义和特征，学会描绘c-t曲线图并理解其表达的意义；
（2）交流讨论硫氰化铁络合物的不同形式，并通过查阅文献资料获取信息进行解释，进一步理解化学平衡常数、转化率计算所表达的意义，并初步学会从数据表获取信息、归纳规律；
（3）通过改变外界条件对硫氰化铁溶液颜色变化的小组实验，进一步理解化学平衡移动原理，并尝试从焓变、熵变及自发反应等角度分析化学平衡移动原理，体会化学反应原理对控制和设计化学反应的意义。
2.教学过程——从对文献之疑的探究到对实验现象之疑的愤悱
【引入】
（1）视频：原北京大学校长、化学家周其凤院士作词的歌曲“化学是什么”；
（2）引言1：化学是什么，周院士在歌词中说得很广博和形而上。今天我们一起研究“溶液中的化学平衡”，希望通过本堂课，我们能更具体地了解“化学是什么”；
（3）PPT1：标题“溶液中的化学平衡”——现象背后理论求证；
（4）引言2：溶液中的化学反应往往具有一定的实验现象，而化学反应就是微粒间的重新组合，因此我们需从微粒及其相互作用的角度思考为什么具有这些现象，我们又该如何用化学语言科学而完整地表达这些化学现象，譬如：溶液中三价铁离子与硫氰酸根离子反应生成血红色溶液；
（5）演示实验1：①展示0.1mol/L三氯化铁溶液（黄色溶液）与0.001mol/L三氯化铁溶液（几乎无色）；②设问：如何检验这近乎无色的0.001mol/L三氯化铁溶液中是否真的含有三价铁离子？③取0.001mol/LFeCl3溶液约4mL倒入试管，然后滴入同浓度KSCN溶液约5滴，并提醒学生注意药品用量；
（6）练习1：写出此反应的实验现象与离子方程式。
【 知识点学习1：可逆反应与化学平衡状态】
（1）投影展示：①课堂巡察中选取学生分别用“=”和“ ”表示的三价铁离子与硫氰根离子反应的两种离子方程式；②设问：哪个正确？
（2）PPT2并说明：主要内容为苏教版必修1（2012年印刷）P75“信息提示”栏，关于检验Fe3 的离子方程式用“Fe3 3SCN-=Fe（SCN）3”表达；而苏教版化学反应原理（2012年印刷）P60“课后练习”第6题，则用“Fe3 SCN- [Fe（SCN）]2 ”表达。两者有等号或可逆符号之别。
（3）设问：用“=”和“ ”表达的反应式意义上有何不同？能否用类似函数图像来表达？
（4）板演：（课堂巡察中选取画出正确或类似c-t图的学生）
（5）板书并讲解：可逆反应定义与特点；c（SCN-）的不可逆反应与可逆反应的c-t图表达。
（6）PPT3：可逆反应定义与特点：在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行，反应物不能完全转化为生成物。方程式用“ ”表示，可逆反应体系中，反应物与生成物共存；化学平衡状态定义（略）。
（7）设问：能否用实验证明哪种表达更符合反应事实？