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        在高中化學(xué)原理教學(xué)中運(yùn)用沉錨效應(yīng)的研究

        2017-03-24 18:05:23邢晶
        新課程·教師 2017年1期
        關(guān)鍵詞:高中化學(xué)

        邢晶

        摘 要:高中化學(xué)原理內(nèi)容是教學(xué)的難點(diǎn),主要原因是原理內(nèi)容抽象,不好理解,因此,幫助學(xué)生建立直觀正確而深刻的第一印象就更為重要。沉錨效應(yīng)就是利用先入為主的觀念,讓學(xué)生產(chǎn)生第一印象,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。以化學(xué)平衡移動(dòng)原理與鹽類(lèi)水解的教學(xué)為例,具體討論沉錨效應(yīng)在教學(xué)中的應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞:高中化學(xué);化學(xué)原理;沉錨效應(yīng)

        高中化學(xué)難學(xué),一方面是因?yàn)楦咧谢瘜W(xué)知識(shí)繁雜,需要記憶的內(nèi)容多,另一方面是因?yàn)槲⒂^層面的知識(shí)、抽象的化學(xué)反應(yīng)原理難以理解。教師面臨的教學(xué)情況是:教學(xué)內(nèi)容多、雜,課時(shí)緊張;學(xué)生的基礎(chǔ)薄弱(初中沒(méi)有系統(tǒng)學(xué)習(xí)化學(xué));學(xué)生想象能力差;學(xué)生理解、接受抽象理論的能力差。為了讓學(xué)生更好地掌握復(fù)雜抽象的化學(xué)知識(shí)以及各種化學(xué)原理,教師需要在教學(xué)中運(yùn)用恰當(dāng)?shù)男睦響?zhàn)術(shù),給學(xué)生一個(gè)正確的心理導(dǎo)向,這就是今天的研究主題“沉錨效應(yīng)”。學(xué)生容易受到沉錨效應(yīng)的影響,但如果先入為主的概念和效果過(guò)于強(qiáng)大,也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的弊端,因此,如何在高中化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用沉錨效應(yīng),值得大家思考研究。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),既要沉錨效應(yīng)服務(wù)于教學(xué),又要防止它所帶來(lái)的負(fù)面影響。

        一、在高中化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用沉錨效應(yīng)的意義

        高中化學(xué)所講述的知識(shí),對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)都是新鮮的、未知的,要讓學(xué)生將這些未知的東西清晰地記憶在腦海里,并且能細(xì)致準(zhǔn)確地分類(lèi),這需要采用一定的方法。教師除了幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、建立化學(xué)知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系之外,還可以根據(jù)知識(shí)特點(diǎn)采用一些特殊方法幫助學(xué)生。沉錨效應(yīng)就是利用先入為主的一種心理讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)“第一印象”深刻清晰,固定正確、簡(jiǎn)潔、有效的思維格式,形成思維定式。

        沉錨效應(yīng)是一種心理學(xué)效應(yīng),在教學(xué)中運(yùn)用沉錨效應(yīng),也就是要讓學(xué)生形成深刻的“第一印象”。當(dāng)一個(gè)事物的信息進(jìn)入我們大腦的時(shí)候,“第一印象”和“第一信息”給我們大腦的刺激是最強(qiáng)的。雖然這些“第一信息”并不一定能反應(yīng)事物的全部,但不可否認(rèn),我們大腦的思維活動(dòng)在大多數(shù)情況下就是依據(jù)這些信息的表象進(jìn)行的,所以,“第一信息”對(duì)人產(chǎn)生的影響不言而喻,很多心理學(xué)家也證實(shí)了這個(gè)論述。運(yùn)用沉錨效應(yīng)的最大好處是讓“第一信息”最深刻地存在于學(xué)生腦海中,以至于下一次提到該事物的時(shí)候,能條件反射般地想起這些有效信息,印象深刻,記憶也持久,對(duì)后續(xù)在此基礎(chǔ)上展開(kāi)的學(xué)習(xí)也能起到很好的鋪墊作用。

        高中化學(xué)知識(shí)多而雜,特別是化學(xué)原理更是由于其微觀性、抽象性難以被學(xué)生理解。而化學(xué)理論對(duì)生產(chǎn)實(shí)際又有很強(qiáng)的指導(dǎo)作用,所以,在教學(xué)中運(yùn)用沉錨效應(yīng)幫助學(xué)生學(xué)習(xí)理論是必要的。

        二、教學(xué)中運(yùn)用沉錨效應(yīng)的具體案例

        平衡思想是化學(xué)學(xué)科的基本思想之一,而化學(xué)平衡移動(dòng)原理是平衡思想的核心。平衡移動(dòng)原理內(nèi)容如下:改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)因素,平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。影響化學(xué)平衡的外界因素是指濃度、溫度、壓強(qiáng)等。雖然原理內(nèi)容簡(jiǎn)單,但想要理解并能靈活應(yīng)用卻是不易。為了讓學(xué)生更好地理解移動(dòng)原理,可以從兩個(gè)方面入手:一是將理論的內(nèi)涵外延分析透徹,二是對(duì)于用移動(dòng)原理解決問(wèn)題的思維進(jìn)行固化。在學(xué)習(xí)過(guò)程中,恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候拋出“錨”,幫助學(xué)生建立正確、深刻的初印象,為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

        1.對(duì)平衡移動(dòng)原理的適用條件理解,拋下原理適用范圍之錨“可逆反應(yīng)平衡態(tài)”?;瘜W(xué)平衡移動(dòng)原理適用條件:處于平衡狀態(tài)的可逆過(guò)程;平衡要發(fā)生移動(dòng)。如果可逆反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡,或雖達(dá)到平衡,但條件改變時(shí)平衡沒(méi)有移動(dòng),是無(wú)法應(yīng)用該原理進(jìn)行判斷平衡移動(dòng)的方向及移動(dòng)的程度。只要處于平衡狀態(tài),無(wú)論是何種平衡類(lèi)型,如,化學(xué)平衡、電離平衡、溶解平衡、水解平衡等均適用此原理。

        2.對(duì)平衡移動(dòng)原理的定性理解,拋下原理核心內(nèi)容之錨“對(duì)著干”。改變一個(gè)影響因素,如升高溫度,則平衡移動(dòng)的方向必是要向能使溫度降低的方向移動(dòng),即向吸熱方向移動(dòng);而降低溫度,則反應(yīng)向放出熱量的方向移動(dòng),能使溫度升高。可以認(rèn)為,在化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的過(guò)程中,能量也參加了反應(yīng)。例如,合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng),N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),ΔH=-92kJ/mol,方程式也可以表示為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)+92kJ/mol,容易判斷當(dāng)改變溫度時(shí)平衡移動(dòng)的方向,升溫,即增加了能量,而能量是生成物,所以,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向(吸熱方向)移動(dòng),降低溫度則移動(dòng)方向相反,向正反應(yīng)方向(放熱方向)移動(dòng)。

        3.對(duì)平衡移動(dòng)原理的定量理解,拋下原理中平衡移動(dòng)程度之錨“減弱不抵消”。改變一個(gè)影響因素,例如,使反應(yīng)物濃度由0.1mol/L增大至0.2 mol/L,根據(jù)“對(duì)著干”確定平衡移動(dòng)方向——向正反應(yīng)方向移動(dòng)。學(xué)生需要理解“這種改變”指的是什么。例如濃度由0.1 mol/L增加到0.2 mol/L,則“這種改變”是指“濃度增加了0.1 mol/L”,而“減弱這種改變”是指濃度增加的量小于0.1 mol/L。達(dá)到新平衡時(shí)反應(yīng)物濃度介于0.1 mol/L與0.2 mol/L之間,如果濃度小于或等于0.1 mol/L,則說(shuō)明平衡移動(dòng)的程度將濃度改變中增加的0.1mol/L

        完全抵消甚至更多,不符合“減弱這種改變”的程度限制。

        4.應(yīng)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解決問(wèn)題時(shí),拋下解題格式之錨。不同類(lèi)型的問(wèn)題,解題格式也不同。讓學(xué)生在接觸問(wèn)題之初就形成正確且易模仿的思維模式。

        例如:下列事實(shí)不能用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋的是( )

        A.打開(kāi)微搖過(guò)的盛裝可樂(lè)飲料的瓶蓋,液體噴出

        B.將發(fā)生反應(yīng)H2(g)+I2(g) 2HI(g)的容器壓縮后,氣體顏色變深

        C.新制氯水久置后無(wú)漂白性,而酸性增加

        D.可用濃氨水和氫氧化鈉固體快速制取氨氣

        解題格式:

        [尋找可逆過(guò)程或反應(yīng)] [確定事實(shí)的產(chǎn)生是由于平衡移動(dòng)的結(jié)果]

        A項(xiàng)存在著CO2(g) CO2(aq),打開(kāi)瓶蓋后,由于壓強(qiáng)減小,所以,平衡逆向移動(dòng),大量CO2(g)連帶液體一起噴出??梢杂闷胶庖苿?dòng)原理解釋。

        B項(xiàng)存在可逆反應(yīng),且由于I2(g)而使混合氣體呈現(xiàn)紫色。但壓縮體積后平衡并不移動(dòng),顏色加深是由于體積縮小所至,而非平衡移動(dòng)的結(jié)果,故不能用平衡移動(dòng)原理解釋。

        C項(xiàng)Cl2(aq)+H2O(l) H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),2HClO(aq) 2H+(aq)+2Cl-(aq)+O2(g),由于光照使HClO分解,而導(dǎo)致HClO濃度減小,使Cl2與H2O反應(yīng)向正向移動(dòng),可用平衡移動(dòng)原理解釋。

        D項(xiàng)存在NH3(aq)+H2O(l) NH3·H2O(aq) NH4+(aq)+OH-(aq),使用氫氧化鈉固體,會(huì)增加c(OH-),促使反應(yīng)向生成氨氣方向移動(dòng)。

        例如:在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)A(g)+B(g) C(g),達(dá)到平衡時(shí),A的濃度是a mol/L,此時(shí)將體積壓縮為原體積的一半,再次達(dá)到平衡后,A的濃度是( )

        A.c(A)>a mol/L B.c(A)<2a mol/L

        C.c(A)>2a mol/L D.a mol/L

        【學(xué)生錯(cuò)解】根據(jù)平衡移動(dòng)原理,壓縮體積,增大壓強(qiáng),平衡向分子數(shù)減小的方向移動(dòng),即向正向移動(dòng),所以A(g)的濃度減小,選擇B。

        【錯(cuò)解原因】學(xué)生能夠正確判斷出平衡移動(dòng)的方向,但確定濃度變化情況時(shí)卻思考不深入,忽略了體積變?yōu)樵w積一半時(shí),A的濃度就已變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍了,之后再平衡正向移動(dòng),根據(jù)“減弱不抵消”確定a mol/L

        學(xué)生理解得不深入,導(dǎo)致解錯(cuò)題目。從分析過(guò)程看,可形成如下的解題格式:

        [確定條件改變時(shí)刻各物質(zhì)的某物理量的瞬時(shí)值] [利用化學(xué)平衡移動(dòng)原理進(jìn)行判斷]

        化學(xué)平衡移動(dòng)原理應(yīng)用很廣,是很重要的基礎(chǔ)化學(xué)理論。上述要點(diǎn)無(wú)論是新授課還是復(fù)習(xí)課,都應(yīng)重點(diǎn)講解,只不過(guò)方式上有所不同。新授課應(yīng)以教師講授為主,授課過(guò)程中,為了讓學(xué)生形成深刻印象,可在講授過(guò)程中,用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這個(gè)理論。實(shí)驗(yàn)會(huì)讓學(xué)生進(jìn)入原理之中,具體體會(huì)“對(duì)著干”和“減弱不抵消”。此時(shí)利用具體實(shí)驗(yàn)沉下錨,使學(xué)生接收直觀的視覺(jué)觸覺(jué)感受,在大腦中建立清晰而深刻的印象。而復(fù)習(xí)課時(shí),應(yīng)以學(xué)生自主整理為主,教師輔助,形成特定思維方式,可因人而異,形式各異。

        三、過(guò)猶不及,避免沉錨效應(yīng)帶來(lái)的負(fù)面影響

        任何事物都是有兩面性的。化學(xué)知識(shí)多而雜,相似的知識(shí)點(diǎn)也有不少,如果先入為主的概念過(guò)于強(qiáng)烈,那么就容易將知識(shí)混淆。在授課過(guò)程中,老師過(guò)于強(qiáng)調(diào)沉錨效應(yīng),可能容易讓學(xué)生對(duì)一些知識(shí)產(chǎn)生根深蒂固的印象,從而不易被改變。如何運(yùn)用好沉錨效應(yīng),巧妙地避開(kāi)其所產(chǎn)生的負(fù)面影響,對(duì)高中化學(xué)教學(xué)無(wú)疑是一個(gè)挑戰(zhàn)。下面,以具體教學(xué)案例說(shuō)明運(yùn)用沉錨效應(yīng)所產(chǎn)生的負(fù)面影響:

        例如:在一密閉容器中發(fā)生分解反應(yīng)CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g),在一定溫度下達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)c(CO2)=a mol/L。若保持溫度不變,將體積壓縮為原體積的一半,則再次達(dá)到平衡時(shí)c(CO2)的濃度是多少?學(xué)生根據(jù)平衡移動(dòng)原理中“減弱不抵消”的原則得出再次達(dá)到平衡時(shí)a mol/L

        鹽類(lèi)水解規(guī)律是高中教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中,用實(shí)驗(yàn)沉錨,學(xué)生能理解鹽的水解本質(zhì)。但是學(xué)生在應(yīng)用水解原理解決問(wèn)題時(shí),困難很大:一是對(duì)鹽類(lèi)水解的本質(zhì)理解不夠透徹;二是因?yàn)樾纬甥}的酸的多元性導(dǎo)致的;三是因?yàn)橐?guī)律眾多,而沉錨效應(yīng)的先入為主導(dǎo)致學(xué)生太依賴(lài)于各種規(guī)律去解題,由于理解不深入,一知半解,所以出錯(cuò)。

        例如:向10 mL 0.1 mol/L的氨水中滴加0.1mol/L鹽酸。

        (1)恰好中和時(shí),消耗鹽酸的體積是多少?此時(shí)溶液中各離子濃度大小的順序是什么?

        (2)當(dāng)溶液恰好呈中性時(shí),消耗鹽酸的體積是多少?此時(shí)溶液中各離子濃度大小的順序是什么?

        學(xué)生出錯(cuò)的原因就是不能正確理解“恰好中和”與“溶液呈中性”的區(qū)別?!扒『弥泻汀笔欠磻?yīng)屬性,“中和”是指酸與堿反應(yīng)生成鹽和水;“溶液呈中性”是指溶液屬性,最終溶液中的H+、OH-濃度相等。而通過(guò)實(shí)驗(yàn)的影響,學(xué)生會(huì)認(rèn)為強(qiáng)酸與弱堿的反應(yīng)中,由于水解的存在,總會(huì)有一點(diǎn)弱堿不能被完全反應(yīng),所以恰好中和時(shí)所需的酸要么比理論所需大一點(diǎn)或者是無(wú)法準(zhǔn)確求得。這就是由于先入為主的深刻印象導(dǎo)致的思維混亂,不能正確分析問(wèn)題。

        沉錨效應(yīng)帶來(lái)的負(fù)面影響是使學(xué)生的思維定式嚴(yán)重,不能正確分析遇到的新問(wèn)題,思維不清晰,最后只能生搬硬套。正如上面的例子所講,原有的舊知識(shí)遇到新情境,而學(xué)生卻不能在新情境中運(yùn)用。根據(jù)奧蘇貝爾的理論——同化論來(lái)講,學(xué)生缺少將已有的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)(認(rèn)知結(jié)構(gòu)中)與所遇到的新情境建立相關(guān)聯(lián)系的能力。再有,沉錨效應(yīng)可能減弱了學(xué)生思考的意愿與能力,遇到相同情境,代入相同的方法,卻不會(huì)去認(rèn)真思考知識(shí)的內(nèi)在含義,這不利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維,不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

        所以,在實(shí)際教學(xué)中,要從以下幾個(gè)方面來(lái)避免沉錨效應(yīng)帶來(lái)的不良影響:

        首先,要引導(dǎo)學(xué)生多從不同的角度來(lái)看問(wèn)題。對(duì)于學(xué)習(xí)中遇到的疑難問(wèn)題、化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“非正?,F(xiàn)象”都不要隨意放過(guò),引導(dǎo)學(xué)生思考各種可能性,并用各種手段進(jìn)行求證,這對(duì)于鍛煉思考能力是很必要的。

        其次,要有質(zhì)疑的意識(shí)。以往的經(jīng)驗(yàn)結(jié)論不都是正確的,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們能更多地看清以往看不清楚的結(jié)構(gòu),能夠進(jìn)行更精確的物質(zhì)組成分析,正如原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程一樣。鼓勵(lì)學(xué)生敢于大膽假設(shè),用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,這才是科學(xué)的精神。

        最后,在應(yīng)試時(shí),要注意運(yùn)用一些心理戰(zhàn)術(shù),不要認(rèn)為高考中可能遇到做過(guò)的原題。雖然有可能會(huì)遇到相似的題目,但不要盲目樂(lè)觀,仔細(xì)看一看題目中的情境,說(shuō)不準(zhǔn)在哪里就有“陷阱”等著你呢。

        綜上所述,沉錨效應(yīng)在教學(xué)中還有著廣泛的應(yīng)用,作為一種心理效應(yīng)學(xué)說(shuō),運(yùn)用得當(dāng)會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極促進(jìn)的作用。通過(guò)實(shí)例可以看出,對(duì)于抽象的化學(xué)原理的教學(xué)中,恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用該效應(yīng)能促進(jìn)學(xué)生的理解與接受。因?yàn)榛瘜W(xué)原理比較抽象,不好想象與理解,如果可以運(yùn)用一些技術(shù)手段、實(shí)驗(yàn)手段支持,效果便好多了。只不過(guò),在運(yùn)用過(guò)程中,教師應(yīng)該更關(guān)注如何利用沉錨效應(yīng)讓學(xué)生理解知識(shí)的內(nèi)涵與用途。很多學(xué)生迷茫的是不知道學(xué)了有什么用,在學(xué)習(xí)過(guò)程中不能很好地發(fā)揮主觀能動(dòng)性,但思維定式也帶來(lái)不良影響,所以,如何用、怎么用是值得研究的。

        參考文獻(xiàn):

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        [3]雷清蘭.審慎對(duì)待教學(xué)中的“沉錨效應(yīng)”[J].遼寧教育,2013.

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