余秀秀
摘 要:化學(xué)計(jì)算不是一種單純的數(shù)學(xué)運(yùn)算,其任務(wù)是從定量的角度探究物質(zhì)的性質(zhì)及其變化規(guī)律。主要研究高中化學(xué)計(jì)算能力的培養(yǎng)策略,以此來提高化學(xué)成績。希望對(duì)高中化學(xué)教學(xué)具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞:高中化學(xué);計(jì)算能力;培養(yǎng)策略
化學(xué)的計(jì)算對(duì)于很多教師和學(xué)生來說,是一個(gè)很讓人頭疼的問題,但是這個(gè)問題又很重要。學(xué)生在解答化學(xué)題目時(shí)往往離不開計(jì)算。通過計(jì)算,學(xué)生可以從量上理解與掌握化學(xué)基本知識(shí)和概念,認(rèn)識(shí)物質(zhì)變化的基本規(guī)律;學(xué)生也可以通過計(jì)算來提高自己分析問題、解決問題的能力,是發(fā)展能力和培養(yǎng)能力的過程。所以學(xué)好化學(xué)計(jì)算,不僅能提高學(xué)生的化學(xué)水平,還能夠提高其綜合能力?;瘜W(xué)計(jì)算在高中化學(xué)中占有很重要的地位,教師與學(xué)生都應(yīng)該予以重視,并探索更好的提高化學(xué)計(jì)算能力的方法。
一、高中化學(xué)計(jì)算中遇到的常見問題
化學(xué)計(jì)算類問題作為高中化學(xué)問題中的常見類型,是學(xué)生深層次了解物質(zhì)及其變化規(guī)律的重要方式。然而通過調(diào)查研究我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)前對(duì)化學(xué)計(jì)算類問題解決的研究主要集中在經(jīng)驗(yàn)層面,即通過教師講解、學(xué)生練習(xí)的方式完成對(duì)化學(xué)計(jì)算類問題的教授,這實(shí)際上大大降低了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性,加之隨著課程改革的縱深發(fā)展,盡管取消了化學(xué)計(jì)算類問題專題的考查,但由于將化學(xué)計(jì)算落實(shí)到了具體的考查內(nèi)容中,反而加大了試題的難度,增加了學(xué)生對(duì)化學(xué)計(jì)算類問題的抵觸和畏懼。而從教師“教”的這一方面來看,教師多強(qiáng)調(diào)“題海戰(zhàn)術(shù)”和知識(shí)的“強(qiáng)勢灌輸”,讓學(xué)生盡可能重復(fù)練習(xí)、復(fù)習(xí),而缺乏對(duì)學(xué)生在解決化學(xué)計(jì)算類問題過程中應(yīng)有的引導(dǎo)。
二、如何提高化學(xué)計(jì)算能力
1.掌握好概念,從基礎(chǔ)入手
化學(xué)計(jì)算并不像數(shù)學(xué)一樣,只是單純的計(jì)算,化學(xué)計(jì)算必須結(jié)合化學(xué)的基本概念和數(shù)學(xué)計(jì)算。如果學(xué)生對(duì)化學(xué)基本概念的掌握不清楚,那么在計(jì)算中必然會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的推理,列式錯(cuò)誤,導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)誤。所以在進(jìn)行化學(xué)計(jì)算時(shí),應(yīng)當(dāng)應(yīng)用相應(yīng)的化學(xué)概念進(jìn)行推理,只有方向正確了,再結(jié)合正確的計(jì)算方法,才會(huì)得到正確的結(jié)果。
例:常溫常壓下,把NO和O2兩種氣體等體積混合,混合氣體的平均式量是( )
A.31 B.41.3 C.62 D.39 E.以上都不對(duì)
這道化學(xué)題雖然看起來簡單,但是它要求學(xué)生有扎實(shí)的化學(xué)概念,才能夠正確地選出正確答案。如果概念掌握不扎實(shí),那么學(xué)生通常會(huì)錯(cuò)誤地選擇A或B。A錯(cuò)在未考慮NO跟O2反應(yīng)生成NO2,只當(dāng)成機(jī)械混和,即(30+32)/2=31。選B則錯(cuò)在未考慮到NO2會(huì)部分地聚合成N2O4,只考慮2NO+O2=2NO2,即(30+32)/1.5=41.3。完全聚合和完全不聚合時(shí)混合氣體平均式量分別為62和41.3,故實(shí)際上平均式量在兩者之間,正確答案為E。
2.提高化學(xué)計(jì)算能力的關(guān)鍵是形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
化學(xué)中的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)并不是單一的、獨(dú)立的,而是綜合的、有聯(lián)系的。在學(xué)完新的知識(shí)點(diǎn)之后,往往可以將其與以前學(xué)過的知識(shí)聯(lián)系起來。中學(xué)的化學(xué)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)系統(tǒng)、三個(gè)類型構(gòu)成,兩個(gè)系統(tǒng)指的是質(zhì)量和物質(zhì)的量系統(tǒng)?;瘜W(xué)計(jì)算的核心就在物質(zhì)的量系統(tǒng)中。學(xué)生應(yīng)該牢牢掌握這兩個(gè)系統(tǒng),并且理解和掌握它們之間的區(qū)別與聯(lián)系,才會(huì)在進(jìn)行化學(xué)計(jì)算時(shí),做到游刃有余。比如,以物質(zhì)的量為中心的計(jì)算關(guān)系如下:
高中化學(xué)的計(jì)算題可以分為三個(gè)大的類型,它們分別為:計(jì)算分子式、關(guān)于化學(xué)方程式的計(jì)算和溶解度與溶液的計(jì)算。學(xué)生應(yīng)該充分掌握物質(zhì)之間的反應(yīng)關(guān)系,基于此基礎(chǔ),掌握每一類計(jì)算題的解題方法與解題技巧,熟悉每一類題目的解題思路和突破口,從而找到解題的訣竅。
3.活躍的思維能夠提高化學(xué)計(jì)算能力
學(xué)生在掌握化學(xué)計(jì)算的基本方法之后,如果想要再提高,就應(yīng)該克服自己的思維定式,讓自己的思維變得靈活起來,增強(qiáng)自己的化學(xué)計(jì)算能力。在解答化學(xué)問題時(shí),一道題往往可以有多種解法。教師應(yīng)該訓(xùn)練學(xué)生一題多解、舉一反三的能力。比如讓他們分析每一種解題方法的特點(diǎn)。
例:醋酸蒸氣在一定溫度下可發(fā)生二聚反應(yīng)2CH3COOH?圳(CH3COOH)2,3克醋酸氣化后測得其對(duì)氫氣的相對(duì)密度是54,求該量之中含多少克二聚醋酸。
【解法一】從未知量出發(fā),考慮氣體混合物平均分子量大小。
設(shè):蒸氣中含x克(CH3COOH)2,則CH3COOH為(3-x)克。即(CH3COOH)2/120 mol/CH3COOH為(3-x)/60 mol,所以混合氣體平均式量為3/[x/120+(3-x)/60]=54×2解得:x=8/3克,即(CH3COOH)2含量為8/3克。
【解法二】從可逆反應(yīng)平衡狀態(tài)的特點(diǎn)出發(fā)考慮,求出平衡混合物質(zhì)的量。
2CH3COOH?圳(CH3COOH)2
起始量: 3/60 mol 0 mol
轉(zhuǎn)化量: 2x mol x mol
平衡量: (3/60-2x) mol x mol
根據(jù)題意: (3/60-2x)+x=3/54×2
解得x=1/45 mol,故(CH3COOH)2含量為1/45×120=8/3 克
【解法三】從已知條件出發(fā),考慮反應(yīng)前后物質(zhì)變化情況,反應(yīng)前CH3COOH是3/60 mo1
在實(shí)踐中我們也體會(huì)到,受各種客觀條件的限制,計(jì)算類問題解決的教學(xué)研究要深入、要發(fā)展,還需要獲得更溫良的土壤。在應(yīng)試觀念的指導(dǎo)下,中學(xué)(尤其是重點(diǎn)中學(xué))上課趕進(jìn)度、快節(jié)奏,課外作業(yè)多、訓(xùn)練量大仍是個(gè)不爭的事實(shí),而問題解決的能力培養(yǎng)又是一個(gè)長期漸進(jìn)的過程,需要花費(fèi)較多的時(shí)間和精力。因而問題解決式教學(xué)常常面臨矛盾、不能盡抒其意。而高考改革所帶來的部分化學(xué)試卷結(jié)構(gòu)的變化使部分教師觀念上淡化計(jì)算教學(xué)、放棄計(jì)算教學(xué),使計(jì)算類問題解決的教學(xué)研究又面臨新的尷尬。研究化學(xué)計(jì)算類問題解決的教學(xué)策略不是對(duì)化學(xué)計(jì)算進(jìn)行高、深、難度上的挖掘。