葉舒妍
摘要:復(fù)分解反應(yīng)是化學(xué)四大基本反應(yīng)類型之一,也是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。通過習(xí)題分析和文獻(xiàn)分析,診斷出學(xué)生對(duì)復(fù)分解反應(yīng)的學(xué)習(xí)困難及原因,并提出相應(yīng)的教學(xué)建議。研究表明:(1)初中生對(duì)復(fù)分解反應(yīng)的學(xué)習(xí)困難在于對(duì)復(fù)分解反應(yīng)實(shí)質(zhì)的理解、化學(xué)方程式的書寫、除雜及共存問題等方面。(2)初中生學(xué)習(xí)困難的主要原因是未掌握化學(xué)式的書寫方法和酸堿鹽溶解性的判斷;未掌握復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是溶液中自由移動(dòng)的離子結(jié)合生成沉淀、氣體或水。為促進(jìn)初中生對(duì)復(fù)分解反應(yīng)的學(xué)習(xí),建議教學(xué)過程完整呈現(xiàn)復(fù)分解反應(yīng)的核心概念,合理安排教學(xué)順序,突出教學(xué)重難點(diǎn)并滲透“三重表征”的思維方式。
關(guān)鍵詞:復(fù)分解反應(yīng);學(xué)習(xí)困難;初中化學(xué)
文章編號(hào):1008-0546(2016)04-0000-00 中圖分類號(hào):G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.000
學(xué)習(xí)困難的外在表現(xiàn)是學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果難以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的要求。對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)困難進(jìn)行研究,可以找出學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果與教學(xué)目標(biāo)的差距,進(jìn)而促進(jìn)教師改進(jìn)教學(xué),幫助學(xué)生更好地適應(yīng)學(xué)習(xí)內(nèi)容。復(fù)分解反應(yīng)是化學(xué)四大基本反應(yīng)類型之一,也是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。當(dāng)前關(guān)于復(fù)分解反應(yīng)的研究,絕大多數(shù)是教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的分享,沒有從學(xué)生學(xué)習(xí)困難的角度進(jìn)行探索。在復(fù)分解反應(yīng)教學(xué)中,預(yù)先知曉學(xué)生在教學(xué)內(nèi)容中易出現(xiàn)的學(xué)習(xí)困難,有助于教師采取相應(yīng)的教學(xué)策略,在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”進(jìn)行教學(xué),突破復(fù)分解反應(yīng)的學(xué)習(xí)重難點(diǎn)。本研究旨在對(duì)30個(gè)初中生的復(fù)分解反應(yīng)的習(xí)題作答情況進(jìn)行分析,診斷出復(fù)分解反應(yīng)的學(xué)習(xí)困難及原因。
一、研究對(duì)象和過程
1. 研究對(duì)象
本研究選擇深圳市光明新區(qū)高級(jí)中學(xué)初三(2)班的30名學(xué)生為對(duì)象。研究分析資料為這30名學(xué)生的復(fù)分解反應(yīng)的習(xí)題,習(xí)題是新課結(jié)束后,為鞏固學(xué)生新知和檢查學(xué)習(xí)情況而制定的練習(xí)冊(cè)——《知識(shí)與能力訓(xùn)練》,2015年由海天出版社(中國(guó)·深圳)出版的與人教版配套的九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)的練習(xí)冊(cè),具體習(xí)題結(jié)構(gòu)見表1。
2. 研究過程
研究過程分三步,第一步習(xí)題總體分析,將習(xí)題的13個(gè)題目按考查的核心概念進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),找出學(xué)生錯(cuò)誤率大于40.0%的核心概念,記為學(xué)生的“學(xué)習(xí)困難”;第二步習(xí)題具體分析,從學(xué)習(xí)困難所對(duì)應(yīng)的題目中選擇錯(cuò)誤率較高的題目進(jìn)行原因分析,找出錯(cuò)誤率大于25.0%的錯(cuò)誤原因,深入分析各錯(cuò)誤原因間的關(guān)系,合并相同原因,歸納出學(xué)生的“學(xué)習(xí)困難原因”;第三步,綜合教材分析、文獻(xiàn)分析以及學(xué)習(xí)困難原因提出教學(xué)建議。
二、結(jié)果與分析
1. 習(xí)題總體分析
對(duì)13個(gè)題目按考查的核心概念進(jìn)行分類,進(jìn)行總體統(tǒng)計(jì)分析得出核心概念的錯(cuò)誤率,具體見表2。統(tǒng)計(jì)出錯(cuò)誤率大于40.0%的核心概念,記為學(xué)生的“學(xué)習(xí)困難”。
由表2可知,學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果已達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的核心概念有:酸堿鹽的定義、復(fù)分解反應(yīng)的條件、物質(zhì)轉(zhuǎn)化和鑒別;學(xué)生的學(xué)習(xí)困難(學(xué)習(xí)結(jié)果未達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的核心概念)有:化學(xué)方程式的書寫、復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)、除雜及共存。
2. 習(xí)題具體分析
從化學(xué)方程式的書寫、復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)、除雜及共存所對(duì)應(yīng)的題目中選擇錯(cuò)誤率較高的題目進(jìn)行分析,分類統(tǒng)計(jì)出錯(cuò)誤率大于25.0%的錯(cuò)誤原因,作為未掌握核心概念的主要原因。
三、研究結(jié)論
1. 學(xué)生學(xué)習(xí)困難
由第二部分習(xí)題總體分析診斷出學(xué)生復(fù)分解反應(yīng)的學(xué)習(xí)困難是:化學(xué)方程式的書寫、復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)、除雜問題和共存問題。
2. 學(xué)習(xí)困難的原因
(1)不能判斷酸、堿、鹽溶解性
酸、堿、鹽溶解性是一個(gè)學(xué)習(xí)難點(diǎn),只有理解并記住常用酸、堿、鹽的溶解性,才能正確書寫化學(xué)方程式、正確解決除雜問題和共存問題。初中階段所學(xué)的復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是酸、堿、鹽解離出的一些陰陽離子相互結(jié)合生成難解離的水、氣體或沉淀的過程。學(xué)生只有正確理解物質(zhì)溶于水(溶于水的物質(zhì)在水中以離子的形式存在)與物質(zhì)不溶于水(不溶于水的物質(zhì)在水中以沉淀的形式存在)的區(qū)別,才能理解復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。化學(xué)方程式的書寫有四個(gè)步驟:第一,判斷物質(zhì)間是否發(fā)生反應(yīng);第二,書寫反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式;第三,標(biāo)注沉淀和氣體符號(hào);第四,配平化學(xué)方程式。書寫復(fù)分解反應(yīng)型化學(xué)方程式時(shí),不能判斷酸、堿、鹽溶解性,導(dǎo)致學(xué)生不能正確判斷物質(zhì)間是否發(fā)生反應(yīng)以及不能正確標(biāo)注沉淀符號(hào)。除雜的方法主要有氣化法和沉淀法兩種,未能判斷酸、堿、鹽溶解性,導(dǎo)致學(xué)生不能利用沉淀法正確選擇除雜試劑,同時(shí),導(dǎo)致學(xué)生不能正確判斷能相互結(jié)合生成沉淀的離子或者物質(zhì)不能共存。
(2)不能正確書寫物質(zhì)的化學(xué)式
正確書寫物質(zhì)化學(xué)式是正確書寫化學(xué)方程式的前提?;瘜W(xué)式和化學(xué)方程式都是重要的化學(xué)用語,它們以簡(jiǎn)單的化學(xué)符號(hào)表達(dá)豐富的信息。學(xué)生不能透徹理解化學(xué)式所表達(dá)的微觀含義,導(dǎo)致書寫化學(xué)方程式時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤是為配平化學(xué)方程式隨意改動(dòng)化學(xué)式的角標(biāo),或任意在化學(xué)式中插入數(shù)字[1]。書寫物質(zhì)的化學(xué)式是正確書寫化學(xué)方程式的第二個(gè)步驟,只有正確理解并書寫化學(xué)式,才能熟練書寫復(fù)分解反應(yīng)型的化學(xué)方程式。
(3) 未能理解復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)
在宏觀層面,復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是溶液中自由移動(dòng)的離子結(jié)合生成水、氣體或沉淀的過程;在微觀層面,復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是溶液中自由移動(dòng)的離子數(shù)目減少的過程。簡(jiǎn)單說,復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是可溶性酸、堿、鹽在水中解離出自由移動(dòng)的陰陽離子,陰陽離子因結(jié)合生成水或氣體或沉淀,從而導(dǎo)致離子數(shù)目減少。學(xué)生只有從宏觀和微觀兩個(gè)層面理解復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì),才能正確判斷溶液中離子變化的情況。選擇除雜試劑時(shí),若除雜原理是鹽和堿或鹽和鹽的反應(yīng),除考慮生成物的條件,還應(yīng)考慮反應(yīng)物必須溶于水。物質(zhì)溶于水,才能在水中以離子的形式存在,才能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),若物質(zhì)不溶于水,物質(zhì)在水中以沉淀的形式存在,不能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。
(4)未能考慮復(fù)分解反應(yīng)條件(反應(yīng)物)
復(fù)分解反應(yīng)是人教版九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)第十一單元《鹽 化肥》課題一“常見的鹽”的內(nèi)容,在教材中復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件:當(dāng)兩種化合物互相交換成分,生成物中有沉淀或氣體或水生成時(shí),復(fù)分解反應(yīng)才可以發(fā)生[2]75。這導(dǎo)致學(xué)生在考慮復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件時(shí),僅從生成物方面考慮,不考慮反應(yīng)物的溶解性。例如,鹽和堿以及鹽和鹽反應(yīng)時(shí),除了考慮生成物有水或氣體或沉淀生成,還需考慮反應(yīng)物必須溶于水。只有從反應(yīng)物和生成物兩方面充分考慮復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件,才能正確判斷復(fù)分解反應(yīng)能否發(fā)生,才能正確選擇除雜試劑。
四、啟示與建議
學(xué)生的學(xué)習(xí)困難與教師的教學(xué)緊密相連,在實(shí)際教學(xué)中,適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略,有助于幫助學(xué)生更好地適應(yīng)教學(xué),巧妙設(shè)計(jì)教學(xué)重難點(diǎn)有望突破學(xué)生的學(xué)習(xí)困難。教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度在一定程度上決定學(xué)生的知識(shí)廣度和深度,教學(xué)順序影響學(xué)生的認(rèn)知順序及認(rèn)知困難;教學(xué)思維影響學(xué)生的學(xué)習(xí)思維,學(xué)生的思維方式影響學(xué)習(xí)能力及學(xué)習(xí)困難。針對(duì)習(xí)題分析診斷的學(xué)習(xí)困難及成因,本文提出以下幾點(diǎn)教學(xué)建議:
(1)教學(xué)過程應(yīng)完整呈現(xiàn)復(fù)分解反應(yīng)的核心概念,避免學(xué)生認(rèn)知缺失
分析人教版九年級(jí)化學(xué)下冊(cè),教材僅介紹復(fù)分解反應(yīng)的定義、復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件(生成物)和酸堿鹽溶解性三個(gè)核心概念,未介紹的核心概念有:復(fù)分解反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)前后各元素化合價(jià)不變;復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是溶液中自由移動(dòng)的離子結(jié)合生成水、氣體或沉淀的過程;復(fù)分解反應(yīng)的順序——當(dāng)酸與堿和鹽反應(yīng)時(shí),酸堿反應(yīng)優(yōu)先;復(fù)分解反應(yīng)的應(yīng)用,例如除雜問題、共存問題等。復(fù)分解反應(yīng)的特點(diǎn)豐富了復(fù)分解反應(yīng)的定義,在教學(xué)中不涉及復(fù)分解反應(yīng)的特點(diǎn),會(huì)造成學(xué)生判斷復(fù)分解反應(yīng)類型的學(xué)習(xí)困難;在教學(xué)中不涉及復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì),又要求學(xué)生記住大量的化學(xué)方程式,學(xué)生不能做到舉一反三,增加書寫化學(xué)方程式的困難;在教學(xué)中不涉復(fù)分解反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng)的順序以及應(yīng)用,學(xué)生很難將復(fù)分解反應(yīng)的知識(shí)和酸、堿、鹽的性質(zhì)融會(huì)貫通,增加解決問題的難度。在復(fù)分解反應(yīng)的教學(xué)中,復(fù)分解反應(yīng)的定義、條件(生成物和反應(yīng)物)、酸堿鹽溶解性、特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)、順序及應(yīng)用缺一不可,學(xué)生只有清楚明了地理解這幾個(gè)核心概念,才能形成復(fù)分解完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。
(2)教學(xué)過程應(yīng)合理安排教學(xué)順序,利于分散學(xué)習(xí)難點(diǎn)
在人教版九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)中,關(guān)于復(fù)分解反應(yīng)的編寫順序是[2]74-75:定義——條件——酸、堿、鹽溶解性,很多教師未對(duì)教學(xué)進(jìn)行調(diào)整,直接按教材順序進(jìn)行教學(xué)。在實(shí)際教學(xué)中,復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件和酸、堿、鹽溶解性都是教學(xué)難點(diǎn)。在復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件的教學(xué)中,需依托大量化學(xué)方程式,學(xué)生面對(duì)大量陌生的物質(zhì)名稱、化學(xué)式和化學(xué)方程式,會(huì)產(chǎn)生陌生感,增加學(xué)習(xí)難度;在酸、堿、鹽溶解性的教學(xué)中,向?qū)W生呈現(xiàn)大量陌生的物質(zhì)名稱和化學(xué)式,也增加了學(xué)習(xí)難度,建議設(shè)計(jì)利于分散學(xué)習(xí)難點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)。
(3)教學(xué)過程應(yīng)突出教學(xué)重難點(diǎn),突破學(xué)生學(xué)習(xí)困難
《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》對(duì)復(fù)分解反應(yīng)的要求是:初步認(rèn)識(shí)常見的復(fù)分解反應(yīng),能用于解釋日常生活中的一些化學(xué)現(xiàn)象[3]11??梢钥闯稣n程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)復(fù)分解反應(yīng)的要求的行為動(dòng)詞為“認(rèn)識(shí)”和“解釋”,處于認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)水平的第二層級(jí)和第三層級(jí)。在復(fù)分解反應(yīng)的教學(xué)中,重點(diǎn)是復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件和化學(xué)方程式的書寫,難點(diǎn)是酸、堿、鹽的溶解性和化學(xué)方程式的書寫。通過習(xí)題分析診斷出學(xué)生復(fù)分解反應(yīng)的學(xué)習(xí)困難主要體現(xiàn)在化學(xué)方程式的書寫、復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)、酸堿鹽溶解性。在書寫化學(xué)方程式的教學(xué)中,應(yīng)向?qū)W生介紹巧記常見元素和原子團(tuán)的化合價(jià)以及書寫化學(xué)式的口訣;應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生用復(fù)分解反應(yīng)的定義和條件判斷反應(yīng)是否發(fā)生;應(yīng)強(qiáng)調(diào)書寫化學(xué)方程式的步驟,比如勿忘標(biāo)注沉淀、氣體符號(hào)等。在復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)教學(xué)中,應(yīng)從宏觀和微觀兩個(gè)層面進(jìn)行。在酸、堿、鹽溶解性的教學(xué)中,應(yīng)注重以下幾方面的教學(xué):利用酸、堿、鹽溶解性表加深學(xué)生對(duì)酸、堿、鹽分類的理解;正確利用離子或原子團(tuán)書寫常見物質(zhì)化學(xué)式;編制口訣巧記常見酸、堿、鹽的溶解性。
(4) 教學(xué)過程應(yīng)滲透“三重表征”思維方式,促進(jìn)學(xué)生對(duì)“宏—微—符”有機(jī)聯(lián)系
《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》要求初三學(xué)生能夠用化學(xué)用語表示生活中簡(jiǎn)單的物質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng),解釋簡(jiǎn)單的現(xiàn)象[3]16?;瘜W(xué)作為研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的一門學(xué)科,既研究物質(zhì)宏觀上的性質(zhì)及變化,也研究物質(zhì)微觀上的組成和結(jié)構(gòu),而作為研究和交流的工具則誕生了表述物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和變化的符號(hào),化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)要求學(xué)生從宏觀、微觀、符號(hào)三個(gè)水平去認(rèn)知化學(xué)知識(shí)[4]。在化學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生觀察宏觀現(xiàn)象,解釋出現(xiàn)宏觀現(xiàn)象的微觀過程,進(jìn)而用化學(xué)符號(hào)語言進(jìn)行表征。習(xí)題分析診斷出多數(shù)學(xué)生未掌握復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)和不會(huì)正確描述反應(yīng)現(xiàn)象,就是因?yàn)閷W(xué)生未能形成解釋宏觀現(xiàn)象的微觀過程的能力。因此,在教學(xué)中,應(yīng)貫穿宏觀現(xiàn)象、微觀過程與符號(hào)工具“三維一體”的教學(xué)方式,促進(jìn)學(xué)生對(duì)宏觀現(xiàn)象、微觀過程和符號(hào)表征有機(jī)聯(lián)系。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉松偉,劉雅莉. 在教學(xué)過程中滲透化學(xué)思想方法——以“如何正確書寫化學(xué)方程式”教學(xué)為例[J]. 化學(xué)教育,2013,10:20-22
[2] 王晶,鄭長(zhǎng)龍. 義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書:化學(xué)九年級(jí)下冊(cè)[M]. 北京:人民教育出版社,2012:74-75
[3] 中華人民共和國(guó)教育部. 義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)[M]. 北京:北京師范大學(xué)版社. 2012
[4] A.H.John stone. The Development of Chemistry Teaching:A Changing Response to Changing Demand,Journal of Chemical Education,1993.9,Vol.70