影響化學(xué)計(jì)算能力發(fā)展因素的研究

林榮才

一、高中生化學(xué)計(jì)算能力培養(yǎng)的教育價(jià)值

1.深化和活化化學(xué)知識(shí)

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的自然學(xué)科，化學(xué)學(xué)科的發(fā)展離不開實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持，定量研究的方法是化學(xué)發(fā)展為獨(dú)立學(xué)科的重要標(biāo)志，同樣化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)離不開化學(xué)計(jì)算。在課程改革以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的背景下，培養(yǎng)學(xué)生能力頗受人們關(guān)注，其中化學(xué)計(jì)算能力的培養(yǎng)也成為熱點(diǎn)話題。

2.有利于化學(xué)思想和方法的培養(yǎng)

化學(xué)計(jì)算是從量的角度使學(xué)生加深對(duì)化學(xué)概念和原理的理解，進(jìn)一步掌握物質(zhì)的性質(zhì)及其變化規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生分析問題及運(yùn)用化學(xué)知識(shí)進(jìn)行有關(guān)量的計(jì)算的能力。

二、高中生化學(xué)計(jì)算能力現(xiàn)狀分析

根據(jù)我校情況，經(jīng)過高中學(xué)習(xí)，他們已經(jīng)掌握高中階段與化學(xué)計(jì)算相關(guān)的相應(yīng)知識(shí)，并且經(jīng)過一定練習(xí)具備了解決化學(xué)計(jì)算類問題的策略和方法。本次發(fā)出問卷50份，剔除無效問卷7份，因此有效被試人數(shù)為43人。問卷以“化學(xué)計(jì)算專項(xiàng)練習(xí)”的形式發(fā)放給學(xué)生，對(duì)研究對(duì)象強(qiáng)調(diào)測試要求，開始測驗(yàn)，時(shí)間約為30分鐘。問卷回收后，剔除無效問卷，對(duì)問卷逐一進(jìn)行評(píng)析，對(duì)問卷數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析。統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析完后，選取部分典型個(gè)案進(jìn)行訪談。

結(jié)果與分析：當(dāng)前高中化學(xué)教學(xué)所達(dá)到的能力目標(biāo)離要求相差甚遠(yuǎn)，主要有以下問題：

1.意志力和品質(zhì)

學(xué)生缺少刻苦鉆研的精神，表現(xiàn)為學(xué)生依賴?yán)蠋熃鉀Q問題的思想太重，遇到困難不能獨(dú)立思考。

2.自學(xué)閱讀能力

學(xué)生對(duì)化學(xué)問題呈現(xiàn)的化學(xué)情景分析不清，不能通過審題抓住隱含條件，特別是信息量較多、文字較多的題目，經(jīng)常需要老師提示性地讀完題目后，才能找到解題思路。

3.思想方法

不能靈活應(yīng)用各種科學(xué)的化學(xué)思想和化學(xué)方法解決化學(xué)實(shí)際問題，如，守恒法、控制變量法、量差法等，這樣很難做到真正理解和掌握化學(xué)知識(shí)，達(dá)到理解和應(yīng)用的目的。

當(dāng)然還有知識(shí)結(jié)構(gòu)缺乏、提問交流不主動(dòng)、情感態(tài)度不端正、參與意識(shí)薄弱等因素都制約著學(xué)生的計(jì)算能力。

三、研究的意義和價(jià)值

化學(xué)計(jì)算能考查化學(xué)知識(shí)的掌握程度和應(yīng)用情況，它能把化學(xué)基本概念、原理，物質(zhì)的性質(zhì)及變化規(guī)律有機(jī)地結(jié)合起來，解決化學(xué)計(jì)算類問題體現(xiàn)出學(xué)生是否真正地理解相應(yīng)的化學(xué)知識(shí)。計(jì)算的過程中能夠加深對(duì)化學(xué)核心概念和基本原理的理解，有利于學(xué)生概括形成化學(xué)基本觀念。其次，化學(xué)計(jì)算傳遞的是一種定量研究的思想，體現(xiàn)知識(shí)循序漸進(jìn)的習(xí)得過程，定量研究是化學(xué)學(xué)科發(fā)展的必然趨勢。定性研究是定量研究的前提基礎(chǔ)，定量研究是定性研究的進(jìn)一步深化。通過具體的數(shù)據(jù)來揭示抽象物質(zhì)變化的規(guī)律，才能從根本上理解化學(xué)變化，促進(jìn)化學(xué)學(xué)科的形成和發(fā)展。學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)同樣經(jīng)歷了從定性地認(rèn)識(shí)化學(xué)概念到定量地理解化學(xué)原理的過程。最后，化學(xué)計(jì)算能力是集知識(shí)、技能、素質(zhì)于一體的綜合能力，化學(xué)計(jì)算能力的發(fā)展同樣有利于提高學(xué)生的思維能力、自學(xué)能力、推理能力及觀察能力。

四、化學(xué)計(jì)算能力培養(yǎng)的教學(xué)建議

學(xué)生化學(xué)計(jì)算能力的形成是以概念原理知識(shí)為基礎(chǔ)，在實(shí)際問題解決活動(dòng)中得以發(fā)展。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出高中化學(xué)計(jì)算的四個(gè)方面：物質(zhì)的量的相關(guān)計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率和平衡常數(shù)的計(jì)算、pH值和反應(yīng)熱的簡單計(jì)算。化學(xué)計(jì)算的靈活性大，呈現(xiàn)方式多樣，但萬變不離其宗，只要理解和掌握基本的概念和原理，任憑題目如何變幻，學(xué)生都能從容以對(duì)。概念與概念、物質(zhì)與物質(zhì)、反應(yīng)與反應(yīng)之間的關(guān)系是化學(xué)計(jì)算的基點(diǎn)，學(xué)生在解決化學(xué)計(jì)算類問題常常感到無從下手，理不清其中計(jì)量關(guān)系，究其原因是學(xué)生化學(xué)知識(shí)掌握不牢，概念原理混淆，運(yùn)用知識(shí)僵化，化學(xué)計(jì)算能力難以發(fā)展?；瘜W(xué)概念是教學(xué)重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，概念是學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)，概念混淆就不能對(duì)物質(zhì)及其變化做出正確的判斷和合乎邏輯的推理，最終導(dǎo)致化學(xué)學(xué)習(xí)越來越困難。

在教學(xué)中應(yīng)該深層挖掘概念的內(nèi)涵和外延，死記硬背徒勞無益，深層理解方能靈活運(yùn)用。對(duì)概念不僅要了解其“是什么”，還要明確“怎么用”，例如，研究表明，學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)有很多的前科學(xué)概念，學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)時(shí)，教師選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)形式，能夠幫助學(xué)生糾正這些錯(cuò)誤的理解，結(jié)合原子結(jié)構(gòu)，核外電子排布，揭示電子轉(zhuǎn)移的原因是最外層形成穩(wěn)定的電子結(jié)構(gòu)；明確氧化還原方程式中每個(gè)數(shù)字的含義和由來；通過總結(jié)歸納出氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，幫助學(xué)生記憶和理解概念，概念不是獨(dú)立存在的，教學(xué)過程中應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念之間的認(rèn)識(shí)和理解，明確概念與概念的聯(lián)系與區(qū)別也是至關(guān)重要的。在單元學(xué)習(xí)完后，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的理解繪制“個(gè)人專屬概念圖”，隨著知識(shí)的積累、學(xué)習(xí)的深入，將新知識(shí)整合到概念圖中，使學(xué)生的知識(shí)框架不斷豐富完善，建構(gòu)結(jié)構(gòu)良好的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，這樣面對(duì)問題時(shí)才能有效提取相關(guān)知識(shí)并成功應(yīng)用。

編輯 王團(tuán)蘭