基于“守恒法”的高中化学解题策略研究

陈伟（湖北省十堰市郧阳区第一中学 442500）

众所周知，化学反应遵循的是“能量守恒定律”和“质量守恒定律”原则。学生在深入学习两个规律的基础上可以掌握物质变化规律及本质，更加科学、客观地认识世界，形成正确的解题理念。“守恒法”可以促进学生形成持久性的守恒观念，并加深对化学知识内涵及联系的探索与思考，引领自身化学思维向高层次进阶。“守恒法”现已成为培养学生化学核心素养的重要路径。

一、“守恒法”的概念特征

“守恒法”指的是利用某一物质在化学反应中特定量固定不变的原理来解决问题的一种方法。“守恒法”蕴含了大量的化学概念及知识理论，具有高度的概括性。守恒观念是一个由浅入深、由表及里的过程，呈现出明显的阶段性特点；其一旦形成就会对学生产生长远的影响，具有持久性。根据内容实质归纳剖析，“守恒法”又包括质量守恒、能量守恒、电荷守恒、电子守恒、元素守恒、原子守恒等几种具体的类型。

二、“守恒法”在高中化学解题中的应用优势

“守恒法”并不是一种简单的教学方法，它包含了广泛的宏观和微观化学知识。学生利用“守恒法”解题，就好比在复杂、抽象的知识体系中抓住了一条明确的核心主线。利用守恒关系，一方面能够化繁为简，极大地提高解题速度；另一方面能够去伪存真，大大提高解题的准确性，从而有效提高化学解题的效率。将“守恒法”应用于高中化学解题，一是可以帮助学生深刻、全面地理解物质的变化规律；二是可以帮助学生对化学知识进行深层次理解。发展学生的守恒观，也是提升高中化学核心素养的重要内容。

三、新课程标准下高中化学守恒的相关内容要求

1.教材中的守恒主题与学习内容要求

课本中有关“守恒主题”的内容可以归纳为以下几点：一是关于物质结构与化学反应，包括认识化学能量变化、氧化还原反应、物质蕴含的能量性等；二是无机物及应用，包括认识电子转移、书写电离方程式、利用方程表述化学性质等；三是化学反应原理，包括认识化学能与热能转化所遵守的能量守恒、原电池工作原理等；四是离子反应与平衡，认识离子存在，分析电离、水解、沉淀溶解的平衡移动特性，引导学生形成学生正确的平衡观、微粒观和守恒观。

2.全国高考试题标准对守恒的考查要求

考试大纲是高考的风向标。通过研究高校招生全国统一考试大纲中的考试模块及与守恒内容相关的考查要求，可以为“守恒法”教学提供重要的指导和思路。“守恒法”是化学定量研究的重要基础。针对高中化学的基本概念理论，一是要求学生要深入、全面地理解质量守恒定律，并在准确书写化学方程式的基础上开展有关的化学计算。二是要全面了解生活中比较常见的氧化还原反应现象，充分认识氧化还原反应，并掌握其公式配平方法。三是要正确认识原电池和电解池的工作原理，理解化学反应中能量转化的基本形式等。

四、基于“守恒法”的高中化学解题方法与策略

著名教育家陶行知说：“我们深信师生共生活，共甘苦，为最好的教育。我们深信教师应当学而不厌，才能诲人不倦。”将“守恒法”融入高中化学解题教学之中必须：

1.梳理高考试题中有关守恒的内容

通过归纳、总结近些年的高考试题，有关守恒内容的考题可以大致梳理为以下几种类型：一是关于溶液中的守恒关系。溶液中的守恒不外乎物料、质子和电荷三大守恒定律。二是氧化还原反应。考题对其中形式多样的得失电子守恒的考查比重较大。三是化学方程式的配平。化学方程式的配平关系到化合价升降、电荷、质量、电子、原子等守恒定律，内容复杂、涵盖面广，是检验学生化学基础的必考内容。四是电池的工作原理。这其中包含了原电池工作原理和电解池工作原理两部分内容。

2.分析守恒思想及考查趋势

深入理解守恒思想、把握试题对守恒内容的考查趋势，是高效应用“守恒法”解题的重要基础。一是要对化学教材进行深入研究，充分挖掘课本中包含的守恒定律及守恒思想。守恒思想一般隐藏于化学概念及相关知识中，教师要善于从概念内容等细节之处分析、挖掘守恒知识。比如，离子反应中蕴含着电荷守恒、原子守恒；元素与化合物知识中蕴含着电子得失守恒与元素守恒。教师必须从复杂的知识体系中梳理出具体的知识内容与守恒思想的结合点，引导学生进行分类整理，从而建立守恒理念。二是全面研究高考中关于守恒内容的试题，分析未来“守恒法”应用于化学解题的发展趋势。近年来，高考化学试题越来越强调考查学生的创造能力。从学生答题的准确率来看，有关电化学中守恒的考查对学生来说难度较大，出错率相对也更高。化学教师必须深入分析有关电化学的守恒题目，并有针对性地在电化学知识体系中融入守恒思想，跟上教育教学改革潮流和命题趋势。

3.优化“守恒法”的解题方式及应用技巧

要确保“守恒法”在高中化学解题中的实效性，教师必须引导学生全面了解解题方法与应用技巧。一是把握质量守恒的解题技巧方法。“质量守恒”必须准确把握“反应物总量、生成物总量，元素种类，原子种类、数目、质量”保持不变的核心原则；明确反应后物质种类以及构成物质的分子种类是必然会改变的；而产生的分子总个数也有可能会发生改变。二是把握能量守恒的解题方式和技巧。能量守恒的本质是能量的传递性和转化性，它可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为另一种形式，但却不能凭空产生或消失。能量守恒的具体应用形式就是盖斯定律，化学教师必须格外注意。三是把握电荷守恒的解题方式和技巧。利用电荷守恒解题书写守恒等式，必须全部找出溶液中的阴阳离子，特别是水的电离以及电离水解产生的新离子。要正确判断阴阳离子数的守恒并不一定代表电荷守恒。四是正确把握电子守恒的解题方式和技巧。在依据电子守恒进行解题时，务必要遵循分析化学反应过程、确定电子数目、列出等式关系的基本步骤进行计算，相比较其他传统的解题方式可以简化流程，提高准确率。此外，很多考试题目并非单纯地考查某一种守恒定律，而是融合了多种守恒关系，教师要引导学生正确辨析，灵活、综合应用。

“守恒法”将焦点放到了在化学反应体系中只抓住某种量的起始状态和结束状态，使得在解题过程可以省略掉很多不必要的环节。它将原本复杂的计算变得简洁而清晰，切实达到了化繁为简的目的，有效提高了解题效率。将“守恒法”应用于高中化学解题意义重大，同时也需要广大化学教师持续、深入地进行研究。