摘 要:依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn),分析2017年至2021年福建省中考化學(xué)試卷中化學(xué)計(jì)算題的考查要素,歸納學(xué)生做答化學(xué)計(jì)算題時(shí)出現(xiàn)的常見問題,由此結(jié)合初中化學(xué)課堂教學(xué)的實(shí)踐,對如何高效提高學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力展開思考。
關(guān)鍵詞:計(jì)算題;中考化學(xué);化學(xué)計(jì)算能力;教學(xué)思考
為加深學(xué)生對化學(xué)理論知識與化學(xué)原理的理解,化學(xué)計(jì)算從量的方面為基點(diǎn),使學(xué)生逐漸掌握化學(xué)知識中的變化及規(guī)律,為提升學(xué)生分析問題與解決問題的能力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),計(jì)算題是中考化學(xué)試題中的常規(guī)題型。基于真實(shí)生產(chǎn)生活情景的化學(xué)計(jì)算題,一方面,加深了學(xué)生對理論知識的掌握,加強(qiáng)學(xué)生對宏微結(jié)合的認(rèn)識,以此為基點(diǎn);另一方面,使學(xué)生具備了定量守恒思想的化學(xué)學(xué)科思維方式,并認(rèn)識到化學(xué)計(jì)算具有解決工業(yè)生產(chǎn)中相關(guān)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
化學(xué)計(jì)算的教學(xué)是要讓學(xué)生在解決化學(xué)實(shí)際問題的同時(shí),積累化學(xué)解題經(jīng)驗(yàn),從而逐漸提升學(xué)生對化學(xué)的計(jì)算能力與思維能力,有助于學(xué)生逐漸了解并掌握化學(xué)知識。在此過程中,化學(xué)知識包括物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律,與此同時(shí),運(yùn)用理論與實(shí)際相結(jié)合的教學(xué)方法,使學(xué)生在不斷的練習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生使用化學(xué)知識分析并解決實(shí)際問題的能力。因此,要讓學(xué)生在解決化學(xué)實(shí)際問題中逐漸提升化學(xué)計(jì)算思維。文章依據(jù)《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》(以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》),從初中課堂教學(xué)實(shí)踐出發(fā),分析和歸納初中學(xué)生在做答化學(xué)計(jì)算題時(shí)出現(xiàn)的常見問題,并由此談?wù)勗诔踔谢瘜W(xué)教學(xué)過程和有關(guān)化學(xué)計(jì)算專題復(fù)習(xí)時(shí)的教學(xué)思考。
一、 中考化學(xué)計(jì)算題的考查要素
初中化學(xué)計(jì)算主要以化學(xué)概念和化學(xué)原理為基礎(chǔ),在解決問題的過程中,會使用數(shù)學(xué)工具?;瘜W(xué)計(jì)算作為初中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)時(shí)需要掌握的知識之一,分布于《課程標(biāo)準(zhǔn)》不同主題內(nèi)容中,見表1。由表中內(nèi)容可知,化學(xué)計(jì)算在初中教學(xué)及考試評價(jià)中占有重要地位。
縱觀2017年至2021年福建省中考化學(xué)試卷中化學(xué)計(jì)算題,試題情境注重與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、新時(shí)代科學(xué)技術(shù)的聯(lián)系。試題雖然所占的分值不大,但其充分展現(xiàn)了化學(xué)計(jì)算的學(xué)科價(jià)值和教學(xué)導(dǎo)向。目前試卷中化學(xué)計(jì)算題有兩種題型:一種是已知一種純凈物的質(zhì)量,直接根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算另一種純凈物的質(zhì)量;另一種是計(jì)算參加反應(yīng)的混合物的質(zhì)量。這種類型的問題設(shè)置具有“高起點(diǎn),低落點(diǎn)”的特點(diǎn),因此試題的整體難度不大。在今后的試卷中很有可能會出現(xiàn)第三種類型,即計(jì)算參加化學(xué)反應(yīng)的某種溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
二、 學(xué)生做答中考化學(xué)計(jì)算題的常見問題
依據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí),學(xué)生要在具備相對原子質(zhì)量的概念、相對分子質(zhì)量的計(jì)算及質(zhì)量守恒定律的含義等基礎(chǔ)上進(jìn)行定量計(jì)算。福建省中考化學(xué)卷的化學(xué)計(jì)算題在題干中直接給出相應(yīng)的化學(xué)方程式,這種設(shè)置避免了學(xué)生因?qū)戝e化學(xué)方程式而失分,從而有效考查學(xué)生在應(yīng)用化學(xué)基本概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行化學(xué)計(jì)算的能力。經(jīng)過多年的初中化學(xué)課堂教學(xué)實(shí)踐,筆者將學(xué)生在做答化學(xué)計(jì)算題時(shí)出現(xiàn)的主要問題歸納為以下四個方面,見表2。
從以上所列的問題類型中可以看出,學(xué)生解答化學(xué)計(jì)算題時(shí)出錯主要原因是知識結(jié)構(gòu)的缺陷,審題的疏忽,以及解題策略的缺失。因此,在教學(xué)中教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確理解化學(xué)方程式的宏微觀含義,熟練運(yùn)用數(shù)學(xué)運(yùn)算的思路和技巧,在鞏固練習(xí)中嚴(yán)格要求解題規(guī)范。
三、 對中考化學(xué)計(jì)算題的教學(xué)思考
化學(xué)計(jì)算的學(xué)習(xí)是一個綜合理解和應(yīng)用化學(xué)基本概念、計(jì)算原理的過程,同時(shí)也是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的分化點(diǎn)。因此,初中生學(xué)習(xí)化學(xué)計(jì)算題是一個循序漸進(jìn)的過程,實(shí)現(xiàn)從化學(xué)式的計(jì)算到化學(xué)方程式的計(jì)算,并將學(xué)生的認(rèn)知意識從計(jì)算方法的掌握、技巧逐步提升到運(yùn)用數(shù)學(xué)手段定量地研究化學(xué)問題。當(dāng)前有關(guān)中考化學(xué)計(jì)算題的教學(xué)與復(fù)習(xí)階段中出現(xiàn)了一些問題,如題目設(shè)置脫離化學(xué)實(shí)際情況、增大數(shù)據(jù)的計(jì)算量、大量機(jī)械重復(fù)訓(xùn)練等,這些增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。筆者對福建省中考化學(xué)計(jì)算題進(jìn)行考察,并依據(jù)學(xué)生的做題水平以及知識掌握程度,從三個方面對化學(xué)計(jì)算類試題進(jìn)行研究。
(一)遵循認(rèn)知規(guī)律,設(shè)計(jì)不同層次的校本作業(yè)
教師應(yīng)依據(jù)不同學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)現(xiàn)狀,以及知識掌握程度,合理建立層次結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)有進(jìn)階性校本練習(xí)題以供不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生選擇,以達(dá)到因材施教的教學(xué)效果。在布置作業(yè)時(shí),教師還要避免讓學(xué)生陷入題海之中。例如,筆者以“不同的氧氣獲取途徑”為化學(xué)情境,設(shè)計(jì)了有關(guān)化學(xué)計(jì)算專題的校本作業(yè),將不同的中考化學(xué)計(jì)算類型融入試題情境中,使學(xué)生在解決實(shí)際化學(xué)問題中進(jìn)行化學(xué)計(jì)算題的鞏固訓(xùn)練,見表3。
(二)培養(yǎng)化學(xué)計(jì)算思維,適時(shí)進(jìn)行深度反思
在復(fù)習(xí)階段教師以小專題的形式開展有關(guān)化學(xué)計(jì)算的深度教學(xué),設(shè)計(jì)課堂練習(xí)以培養(yǎng)學(xué)生的高階化學(xué)計(jì)算思維能力。如以實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的情景為例,設(shè)計(jì)以下計(jì)算問題:①已知消耗的高錳酸鉀質(zhì)量為ag,則生成的氧氣質(zhì)量為多少?②若收集bL氧氣,則消耗的高錳酸鉀質(zhì)量是多少?③已知反應(yīng)前高錳酸鉀固體質(zhì)量為mg,一段時(shí)間后剩余固體的質(zhì)量為ng,則可計(jì)算哪些物質(zhì)的質(zhì)量?通過代數(shù)符號的表達(dá),培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)化學(xué)方程式中各物質(zhì)的質(zhì)量比建立數(shù)學(xué)的計(jì)算模型。同時(shí)教師應(yīng)適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我糾錯反思,包括對化學(xué)計(jì)算知識的反思、對解題方法和策略的反思。如,求解過程中對數(shù)據(jù)的使用有什么要求?題干中已知量和未知量之間依據(jù)化學(xué)方程式存在什么樣的定量關(guān)系?在以后的計(jì)算中應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?
(三)注重解題規(guī)范,教學(xué)互動提升學(xué)科素養(yǎng)
在化學(xué)計(jì)算題的教學(xué)過程中,教師從審題、問題設(shè)置,以及書寫運(yùn)算角度引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析,即審題時(shí)如何明確題干的含義、隱含條件等;分析問題時(shí)如何建立條件間的內(nèi)在聯(lián)系;解答時(shí)的計(jì)算思路、數(shù)學(xué)方法等。然后為學(xué)生示范規(guī)范的解題過程,培養(yǎng)學(xué)生在化學(xué)計(jì)算中的學(xué)科素養(yǎng)。在中考復(fù)習(xí)階段,教師選編的試題要符合《課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求、控制試題的難度,符合大多數(shù)學(xué)生的知識基礎(chǔ),以避免學(xué)生面對中考化學(xué)計(jì)算題時(shí)產(chǎn)生畏難心理而選擇放棄?;瘜W(xué)計(jì)算題的解題規(guī)范也是學(xué)生是否得分的因素之一,在中考閱卷過程中,教師不僅要關(guān)注計(jì)算結(jié)果是否正確,而且也要關(guān)注學(xué)生的計(jì)算過程是否嚴(yán)謹(jǐn),是否符合化學(xué)學(xué)科的解題規(guī)范。尤其在中考復(fù)習(xí)階段,教師更要嚴(yán)格要求所有學(xué)生落實(shí)計(jì)算解題的規(guī)范訓(xùn)練,并在課堂上開展有針對性的相互糾錯。
綜上分析,有關(guān)中考化學(xué)計(jì)算題教與學(xué)的過程是培養(yǎng)學(xué)生從化學(xué)角度體驗(yàn)并認(rèn)識解決化學(xué)計(jì)算題的方法,形成有關(guān)的解題思路等策略性知識,然后將所掌握的方法遷移運(yùn)用到不同的生產(chǎn)生活情境中,提升學(xué)生分析和解決問題的能力。
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作者簡介:
林磊,福建省福州市,福建省福州第一中學(xué)。