李華（無錫市梅里中學(xué)　江蘇無錫　214112）

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授人以魚，不如授人以漁——化學(xué)式計(jì)算的教學(xué)思考與實(shí)踐

李華
（無錫市梅里中學(xué)江蘇無錫214112）

摘要：在分析“化學(xué)式計(jì)算”教學(xué)的現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，提出以化學(xué)式計(jì)算為主線重新構(gòu)建新的知識和思維網(wǎng)絡(luò)，通過初步確立化學(xué)學(xué)習(xí)中的定量思想，從教學(xué)方法、知識及思維的整體性和系統(tǒng)性上設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)內(nèi)容，確保給予學(xué)生方法指導(dǎo)和思維啟發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生達(dá)到理性、有序的思維新高度，最終促進(jìn)學(xué)生分析和解決問題能力的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：化學(xué)式計(jì)算；分子模型；宏觀及微觀

化學(xué)作為一門有著悠久歷史的自然學(xué)科，在它的發(fā)展過程中形成了自己獨(dú)特的系統(tǒng)及分類。我們今天在學(xué)習(xí)化學(xué)這門學(xué)科時(shí)也需分門別類，原原本本地學(xué)習(xí)其系統(tǒng)，不可僅從局部著眼。在化學(xué)教學(xué)中，對于物質(zhì)的學(xué)習(xí)，我們不應(yīng)只是糾結(jié)于這種物質(zhì)，只是識記這一物質(zhì)的性質(zhì)、用途，從知識的系統(tǒng)性和人類思維的發(fā)展來看，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。只有從大處著眼，把握整個(gè)系統(tǒng)，形成清晰的體系結(jié)構(gòu)才有助于這門課程的學(xué)習(xí)，才能通過這門課來提升學(xué)習(xí)和思維的能力。下面筆者以初中化學(xué)教學(xué)中的“化學(xué)式”計(jì)算為例進(jìn)行分析探討。

一、化學(xué)式計(jì)算的現(xiàn)狀分析

化學(xué)計(jì)算是從定量角度來加深學(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)他們分析問題和解決問題的能力。［1］但在教學(xué)實(shí)踐過程中，學(xué)生普遍感到化學(xué)式計(jì)算較難，在一定程度上，這與教師的教學(xué)方法和教學(xué)手段有關(guān)。初中生仍以形象思維為主，抽象思維還在不斷的發(fā)展過程中，自主整理歸納知識的能力還比較薄弱，對于化學(xué)式而言，不能立即用抽象思維來進(jìn)行原子和物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化。例如對于“H2O”的化學(xué)式，不能明確“H”、“O”符號既可表示宏觀的元素，也能表示微觀的原子。對于元素質(zhì)量比，學(xué)生難以直接通過化學(xué)式中的原子質(zhì)量比來進(jìn)行轉(zhuǎn)化。同時(shí)對于化學(xué)符號所表達(dá)的是物質(zhì)還是元素，學(xué)生的概念仍比較模糊，導(dǎo)致學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)，學(xué)生普遍覺得知識點(diǎn)凌亂。如果這時(shí)老師不能改進(jìn)教學(xué)手段，幫助學(xué)生建立宏觀和微觀之間的聯(lián)系，一味只注重模仿強(qiáng)化訓(xùn)練，學(xué)生仍然是只知其然不知其所以然，出現(xiàn)錯(cuò)誤也是常態(tài)，這必將影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果，還極易產(chǎn)生分化，嚴(yán)重影響教學(xué)的后續(xù)發(fā)展。所以筆者認(rèn)為應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生以化學(xué)式計(jì)算為主線重新構(gòu)建新的知識和思維網(wǎng)絡(luò)，通過初步確立化學(xué)學(xué)習(xí)中的定量思想，從教學(xué)方法、知識及思維的整體性和系統(tǒng)性上設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)內(nèi)容，確保給予學(xué)生方法指導(dǎo)和思維啟發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生達(dá)到理性、有序的思維新高度，在教學(xué)中筆者主要從下面幾種“授人以漁”的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)嘗試。

二、教學(xué)策略設(shè)計(jì)

1.夯實(shí)概念促內(nèi)化

化學(xué)概念原理是進(jìn)行計(jì)算的基礎(chǔ)，離開了這一基礎(chǔ)談?dòng)?jì)算，就變成了徒勞的“數(shù)學(xué)計(jì)算”，也就失去了應(yīng)有的化學(xué)功能，容易出現(xiàn)科學(xué)性錯(cuò)誤。教學(xué)過程中必須夯實(shí)概念原理的意義構(gòu)建，能利用化學(xué)知識提供給學(xué)生準(zhǔn)確的信息和目標(biāo)間的轉(zhuǎn)換，教學(xué)過程中，我們要幫助學(xué)生從宏觀及微觀角度理解化學(xué)式，從具體到抽象，建立系統(tǒng)的、本質(zhì)的化學(xué)聯(lián)系。化學(xué)式的意義構(gòu)建是學(xué)習(xí)化學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，是化學(xué)計(jì)算教學(xué)的起點(diǎn)。教學(xué)過程中筆者通過選擇典型的物質(zhì)化學(xué)式作為范例，遵從由易到難、由簡到繁、循序漸進(jìn)的原則進(jìn)行教學(xué)訓(xùn)練。

例1.引入MgO化學(xué)式，可進(jìn)行哪些量的計(jì)算？

學(xué)生積極討論思考，較易得出兩方面計(jì)算。

（1）相對分子質(zhì)量：40。

（2）MgO中各元素質(zhì)量比：m（Mg）∶m（O）=24∶16。

教師提示：若以鎂元素、氧元素的質(zhì)量比作餅狀圖（圖1），可以得到什么結(jié)論？

學(xué)生通過餅狀圖，很容易就能得出：

圖1

通過討論這一典型題例，借助餅狀圖，助力學(xué)生理解化學(xué)式的意義這一概念原理，明確元素與物質(zhì)間的關(guān)系，整體與部分，從而實(shí)現(xiàn)舉一反三，真正提升學(xué)生解決問題的能力。

2.建立模型助吸收

人教版上冊化學(xué)書第50頁，展示了不同分子模型圖片，教材給出分子模型也就是幫助學(xué)生理解一些抽象概念，幫助學(xué)生克服思維障礙。教學(xué)過程中，筆者利用分子模型教具，讓學(xué)生動(dòng)手組裝不同的分子模型：水分子、氨分子、甲烷分子（圖2）。

圖2

學(xué)生在組裝過程中不斷地體會分子破裂，原子重組，真正理解分子、原子之間的演變關(guān)系，并能輕松熟練地把抽象化學(xué)式轉(zhuǎn)變成分子模型或是通過分子模型能順利寫出化學(xué)式。同時(shí)，筆者還要求學(xué)生利用分子模型表示混合物、純凈物、單質(zhì)、化合物、氧化物等宏觀概念，學(xué)生一下子就找到了橋梁，聯(lián)接了宏觀與微觀。這時(shí)，筆者提出如何計(jì)算相對分子質(zhì)量時(shí)，學(xué)生已經(jīng)躍躍欲試，很輕松地找到了它們之間的內(nèi)在關(guān)系。

例2.以二氧化碳分子（圖3-1）為例，借助分子模型進(jìn)行計(jì)算

圖3-1

圖3-2

引導(dǎo)學(xué)生在分子模型中填入氧原子和碳原子的相對原子質(zhì)量（圖3-2），據(jù)此，較易算出1個(gè)二氧化碳分子的相對分子質(zhì)量為44，一個(gè)二氧化碳分子中的2個(gè)氧原子和1個(gè)碳原子的質(zhì)量比為32∶12，2個(gè)氧原子占1個(gè)二氧化碳分子的質(zhì)量比為32∶44，1個(gè)碳原子占1個(gè)二氧化碳分子的質(zhì)量比為12∶44。通過微觀與宏觀的轉(zhuǎn)換，二氧化碳是由無數(shù)個(gè)二氧化碳分子聚集而成的，二氧化碳中碳元素、氧元素的質(zhì)量比可縮小至1個(gè)二氧化碳分子中解決，同理，元素所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)也可做相似類比，借助上述方法，授人以漁，學(xué)生也能總結(jié)規(guī)律，主動(dòng)構(gòu)建知識體系。利用分子模型有利于克服學(xué)生的思維障礙，使要解決的問題與學(xué)生已具備知識更貼近，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，激發(fā)他們的探究熱情，在不知不覺中提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和抽象思維能力。

3.抓住關(guān)鍵再提高

化學(xué)計(jì)算的學(xué)習(xí)具有連續(xù)性、發(fā)展性和整體性，我們先應(yīng)站高一點(diǎn)看計(jì)算教學(xué)，不能一味采用“不講理”的硬性規(guī)定，通過整體布局，考慮學(xué)生的后續(xù)發(fā)展，推動(dòng)學(xué)生從新的視角學(xué)習(xí)化學(xué)式所蘊(yùn)含的意義，強(qiáng)調(diào)宏觀與微觀的聯(lián)系，這不僅便于學(xué)生把握知識的來龍去脈，還可以為學(xué)生進(jìn)入高一年級學(xué)習(xí)物質(zhì)的量這一概念打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，鋪墊合情合理，有利于學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。

在同種元素組成的物質(zhì)這一典型問題上，學(xué)生往往不知如何下手，總是錯(cuò)誤率較高，筆者認(rèn)為，在這一問題上，只要引導(dǎo)學(xué)生突出“粒子個(gè)數(shù)”這一概念，一切問題都可迎刃而解。

例3.質(zhì)量相等的SO2和SO3中，所含氧元素的質(zhì)量比為多少？所含硫元素的質(zhì)量比為多少？所含分子數(shù)之比為多少？

分析：解決問題的出發(fā)點(diǎn)只要抓住“粒子個(gè)數(shù)”這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)即可，

在SO2中，所含分子數(shù)目為m/64；

在SO3中，所含分子數(shù)目為m/80；

所以，SO2中氧原子個(gè)數(shù)為m/64×2；

氧元素質(zhì)量即為m/64×2×16。

同理：SO3中氧原子個(gè)數(shù)為m/80×3；

氧元素質(zhì)量即為m/80×3×16；

質(zhì)量比為m/64×2×16∶m/80×3×16；

同理可知：硫元素質(zhì)量比為m/64×1×32∶m/80× 1×32。

通過不斷強(qiáng)化學(xué)生建立微粒觀，可以從整體上把握化學(xué)式的計(jì)算，從而讓學(xué)生的能力從表象得以提升，從宏觀到微觀深入理解化學(xué)式的意義，提高了他們的抽象思維能力，為今后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、實(shí)踐反思

學(xué)生通過化學(xué)課程學(xué)習(xí)的根本目的是形成從化學(xué)的視角解決問題的思想、觀點(diǎn)和方法，即植根于學(xué)生頭腦中的化學(xué)學(xué)科觀念。［2］化學(xué)式計(jì)算是學(xué)生從定量角度來理解化學(xué)，初步形成化學(xué)研究中的定量研究思想，教學(xué)過程中要滲透有關(guān)解題方法、思路等策略性知識，不斷引導(dǎo)學(xué)生從不同角度理解化學(xué)式的意義，逐步完成從“質(zhì)”到“量”的過渡，從化學(xué)的本質(zhì)角度體驗(yàn)并認(rèn)識解決方法，通過不同手段，突出學(xué)生親身經(jīng)歷知識的形成過程，引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)地構(gòu)建知識體系，進(jìn)行宏觀與微觀間的轉(zhuǎn)換，促進(jìn)學(xué)生方法的遷移，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，最終促進(jìn)學(xué)生分析和解決問題能力的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.03.013

文章編號：1008-0546（2016）03-0037-02

中圖分類號：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B