初中生化學(xué)計算障礙及教學(xué)策略研究

顧吉吉

(江蘇省蘇州市吳江市盛澤第二中學(xué) 江蘇蘇州 215200)

一、課程標(biāo)準(zhǔn)對化學(xué)計算的基本要求

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》中要求初中生掌握的化學(xué)計算主要有：利用相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量進(jìn)行物質(zhì)組成的簡單計算；進(jìn)行溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡單計算；根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行簡單計算；綜合計算四大類型[1]。課程內(nèi)容上將化學(xué)計算融入各個單元的具體教學(xué)中，從定量角度用數(shù)學(xué)處理的方式加深學(xué)生對化學(xué)概念和原理的理解，使他們進(jìn)一步掌握物質(zhì)的性質(zhì)及其變化規(guī)律，培養(yǎng)他們的思維能力、分析問題和解決問題的能力。因此，化學(xué)計算必然是初中化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容。在化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，雖然平時花費(fèi)了大量的時間講解和訓(xùn)練，但初中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)計算仍普遍覺得困難，問題究竟出在哪里？

二、學(xué)生進(jìn)行化學(xué)計算出現(xiàn)的障礙

（一）對化學(xué)概念和原理掌握不透徹是學(xué)生計算的最大問題

化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求“根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行簡單的計算”，說明化學(xué)計算的重點(diǎn)并不在數(shù)學(xué)運(yùn)算方法上，而是對概念、原理以及量的關(guān)系的理解上。許多計算方法以元素化合物知識為基礎(chǔ)，化學(xué)式、化學(xué)方程式及溶液組成等蘊(yùn)含的量的關(guān)系為依據(jù)，進(jìn)行分析、判斷、推理、運(yùn)算。如果學(xué)生對基本概念和原理掌握不全，或是只停留在機(jī)械記憶的表面，沒有本質(zhì)理解，那談何應(yīng)用呢[1]。

例如：“4g鎂和1g氧氣發(fā)生反應(yīng)生成5g氧化鎂”是否符合質(zhì)量守恒定律？

學(xué)生會存在困惑：研究質(zhì)量守恒定律時運(yùn)用的是物質(zhì)質(zhì)量的加減關(guān)系，而根據(jù)化學(xué)方程式計算運(yùn)用的是物質(zhì)質(zhì)量的比例關(guān)系，是否有矛盾？學(xué)生往往簡單地認(rèn)為：符合質(zhì)量守恒定律就是指反應(yīng)物質(zhì)量總和與生成物質(zhì)量總和相等?？蓽?zhǔn)確理解質(zhì)量守恒定律即“參加反應(yīng)”的反應(yīng)物和“反應(yīng)后生成的”生成物，兩者之間既滿足加減關(guān)系，又符合質(zhì)量比例關(guān)系，并不矛盾。關(guān)鍵是學(xué)生要認(rèn)識到“參加反應(yīng)”的反應(yīng)物和“所有”反應(yīng)物是存在區(qū)別的。在此基礎(chǔ)上，可根據(jù)質(zhì)量關(guān)系求出4g鎂未全部參加反應(yīng)。

（二）學(xué)生對化學(xué)計算存在畏難心理，缺乏獨(dú)立思考的意識

化學(xué)課程始于日常生活中的物質(zhì)，加上有趣的實(shí)驗(yàn)，一開始就能引起學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心和極大的興趣。但從第三章開始，化學(xué)學(xué)習(xí)從宏觀進(jìn)入到微觀世界，實(shí)驗(yàn)大幅減少，化學(xué)用語機(jī)械記憶增加。建立在化學(xué)式和方程式上的定量計算難度層層遞進(jìn)，學(xué)生開始覺得枯燥無味，進(jìn)而產(chǎn)生厭煩心理。特別是第六章開始出現(xiàn)綜合性計算，部分學(xué)生無法下手，直接放棄。經(jīng)常性地?zé)o法克服化學(xué)計算所帶來的困難，會使學(xué)生逐漸產(chǎn)生畏難心理，進(jìn)而形成心理陰影，缺乏學(xué)習(xí)動力。也有部分學(xué)生依賴參考答案或同學(xué)的幫助，但缺乏信息提取、加工，分析的過程，思維長期缺乏鍛煉，以后類似題目依舊無法獨(dú)立解決[2]。

（三）學(xué)生存在閱讀障礙，無法有效提取信息

近些年的中考試題閱讀量越來越大，形式也越來越多變，綜合計算往往是結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際或是大型探究實(shí)驗(yàn)。除了常見的文字形式，還包括圖形、表格等。而在化學(xué)計算中，閱讀是獲取信息的第一步。在有限的考試時間中，在緊張的考試氛圍中，很多學(xué)生缺乏閱讀指導(dǎo)，無法快速讀完題目、讀懂題目、找出關(guān)鍵詞、提取相應(yīng)信息，導(dǎo)致化學(xué)計算無法進(jìn)行[3]。

三、初中化學(xué)課程中化學(xué)計算的教學(xué)策略

本文以“溶液的稀釋計算”為例，簡單分享自己的計算教學(xué)策略?！叭芤旱南♂尅边@一知識點(diǎn)從屬于溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)這一塊。課程標(biāo)準(zhǔn)對其表述為“能進(jìn)行溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡單計算”，行為動詞是“簡單計算”。但要求為C級即達(dá)到“認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)的水平”中的高級水平。教材上第11頁有一道例題，但難度較大，我校很多學(xué)生對這一知識點(diǎn)存在畏難心理，中下同學(xué)甚至抱有放棄的心態(tài)，為此，我從以下幾方面來改進(jìn)教學(xué)。

（一）創(chuàng)設(shè)真實(shí)的應(yīng)用情境，增加學(xué)習(xí)計算的源動力

問題情境：最近大家都知道全國流感爆發(fā)，我們地區(qū)也不少學(xué)生感染，老師專門從網(wǎng)上購買了一瓶消毒液展示標(biāo)簽，但是此產(chǎn)品為2倍濃縮配方，需稀釋后使用，請同學(xué)們幫忙操作。

把計算“鑲嵌”在真實(shí)的問題情境中，并輔助一些商品標(biāo)簽、說明書、表格、圖像等作為已知條件，增強(qiáng)了應(yīng)用性。學(xué)生在解決生產(chǎn)、生活中有關(guān)“量的問題”的過程中，真正體驗(yàn)到了定量研究方法在生產(chǎn)生活中的重要作用，消除了學(xué)生的抵觸心理，認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力油然而生，有意義的主動學(xué)習(xí)才能進(jìn)行。

（二）循序漸進(jìn)，分層次達(dá)成目標(biāo)

根據(jù)維果茨基“最近發(fā)展區(qū)”理論，制定適合學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”。只有降低計算難度，使學(xué)生嘗到成功的喜悅，才能使其克服畏難心理，建立學(xué)習(xí)化學(xué)計算的自信[4]。

例1：一瓶酒精濃溶液（閱讀標(biāo)簽，選擇相關(guān)信息）

（1）可以配制成多少克75%的消毒酒精？

（2）需要加水多少克？

例2：配制20%的鹽酸溶液100g

（1）需要市售37%的濃鹽酸多少克？

（2）需要市售37%的濃鹽酸多少毫升？

例3：（1）配制20%的鹽酸溶液100ml需要37%的濃鹽酸多少毫升？

（2）需要加水多少毫升？

針對學(xué)生做題時暴露出來的典型錯誤而設(shè)置問題、逐步加深，將原來的一步登天變成可以一步步接近目標(biāo)的可攀登的階梯，將復(fù)雜的問題劃分為簡單的小問題，通過降低學(xué)生的心理難度而減少學(xué)生對化學(xué)計算的厭煩感。同時，課堂上教師上要分層提問，特別是對化學(xué)計算有障礙的學(xué)生，要讓他們通過順利完成一個接一個的小問題，逐步提升他們的自我效能感，激發(fā)其內(nèi)在的潛力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)計算的興趣。

（三）理清思路，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)

假如把學(xué)生腦中的基本化學(xué)知識比作是超市上的貨品，如果將知識分類排放，有條有理整整齊齊，那提取時也會相當(dāng)方便快捷。相反，若是物品擺放凌亂不堪，提取知識的環(huán)節(jié)就會出現(xiàn)障礙。因此，在教學(xué)中需要教師培養(yǎng)學(xué)生及時梳理知識、構(gòu)建有效知識網(wǎng)絡(luò)的習(xí)慣。

例如，“溶液稀釋”的教學(xué)中，先得進(jìn)行知識梳理：

⒈濃溶液變成稀溶液最常用的方法是什么？

⒉加入水以后，溶質(zhì)、溶劑、溶液的質(zhì)量分別發(fā)生了怎樣的變化？

3.求加入水的體積是不是就用稀溶液體積減濃溶液體積？

利用稀釋前后溶質(zhì)質(zhì)量不變，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和討論，并歸納總結(jié)出稀釋公式。利用濃縮液1比1稀釋后總體積小于2倍的學(xué)生實(shí)驗(yàn)來形象突破“加入水的體積”思維誤區(qū)。通過思考和實(shí)際檢驗(yàn)，加深學(xué)生對化學(xué)計算公式的理解與記憶，效果明顯比死記硬背的機(jī)械方法好。思維過程進(jìn)行外化（如圖所示）。

（四）結(jié)合典型例題，理清解題思路

很多學(xué)生能夠記住稀釋的公式，可一遇到類似題目還是覺得無從下手。其實(shí)無論哪一類題型都有解題的一般思路和普遍方法，教師要幫助學(xué)生抓住題型的個體特點(diǎn)，理清解題思路。比如教材中的例題：實(shí)驗(yàn)室需配制10%的稀硫酸200g，需要溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%，密度是1.84g/ml的濃硫酸多少毫升？需再加水多少毫升？（水的密度是1g/ml）

第一步，認(rèn)真讀題，圈出關(guān)鍵詞，比如各種數(shù)據(jù)和物理量；

第二步，分析每個數(shù)據(jù)所代表的物理量，對“濃”和“稀”進(jìn)行分類；

第三步，帶入各種公式，計算出結(jié)果。

第四步，檢查題中數(shù)值、單位、公式或化學(xué)用語是否正確等。如濃/稀溶液中對應(yīng)的密度是否弄錯，所加的水的體積是否用稀溶液減濃溶質(zhì)，單位是否需要換算等。

在以后的計算教學(xué)中，教師要精心選“好題”，精講典型例題，但又不局限于就題論題，要總結(jié)方法，授之以“漁”，達(dá)到舉一反三的效果。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，再多的解題策略指導(dǎo)還是需要學(xué)生的內(nèi)化及不斷的試錯，讓學(xué)生進(jìn)行錯題整理分析，及時糾錯反思，學(xué)有所悟才能提升思維能力。