摘要:化學計算是從“量”的概念入手,加深學生對于化學概念與化學知識的理解的一種手段.在初中化學教學活動中,大部分學生受限于復雜的化學知識,在化學計算上貼上了“困難”“復雜”的標簽,導致化學計算活動難以順利開展.本文從初中化學計算教學入手,探究落實化學計算教學、提高學生計算效率的可行策略.
關鍵詞:一題多解;發(fā)散思維;化學計算;初中化學
中圖分類號:G632文獻標識碼:A文章編號:1008-0333(2022)17-0137-03
收稿日期:2022-03-15
作者簡介:劉小燕(1982.4-),女,江蘇省南通人,本科,中學一級教師,從事初中化學教學研究.
1 抓基礎知識,確保學生“想算”
部分學生在學習初中化學計算知識的第一時間便產(chǎn)生了厭學情緒,其認為自己連基本的化學知識都沒有掌握,如此復雜的化學計算任務更是難以完成.這是教師最為討厭的“自我否定” 心理,對于該類學生的教育,教師總是以“苦口婆心的勸說”為主要的教學手段,但其忽視了學生產(chǎn)生厭學情緒的真正原因:正如學生所說的,簡單的化學知識都無法掌握,更無法完成化學計算任務.要讓學生主動接受初中化學計算教學,教師必須幫助學生掌握基礎化學知識,在源頭上消除學生對于化學教學活動的抵觸情緒與畏難心理,提高化學教學質(zhì)量.
以人教版九年級化學教材“二氧化碳制取的研究”的有關教學為例,教師向?qū)W生提出化學計算問題.
例1將12g石灰石樣品與100g鹽酸充分反應后(雜質(zhì)與酸不反應),測得殘留物的質(zhì)量為107.6g,求石灰石樣品的純度.
學生用化學方程式進行計算,通過配平確定化學物質(zhì)之間的數(shù)量關系.將100g代入計算,整個過程看似中規(guī)中矩,但實際上卻選錯數(shù)據(jù).教師應引導學生分析反應:
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
因為氣體逸散,反應前后減少的質(zhì)量是CO2質(zhì)量,應將CO2的質(zhì)量代入計算才準確.此時,新的計算思路出現(xiàn)在學生的腦海當中:對于混合物的計算問題,若固液混合,產(chǎn)生一種氣體,那么反應前后減少的質(zhì)量就是產(chǎn)生氣體的質(zhì)量,代入計算的量必須是純量.這一經(jīng)驗雖然只能算是“規(guī)律”,但對于學生來說,依舊較為實用.教師要做好化學方法的開發(fā)工作,幫助學生打開化學思路.
2 找化學方法,確保學生“能算”
當前,部分學生在化學計算教學中依靠猜想、試數(shù)等方法來推測正確答案,學習思路和學習興趣被一點一點的消磨.作為教師,應該將簡便的、高效的化學算法傳遞給學生,幫助學生獲得新的化學計算思路,以此來提高其計算能力.
以人教版九年級化學教材“利用化學方程式的簡單計算”的教學為例,在計算活動中,學生經(jīng)常能夠遇見以“化學方程式”為對象的化學計算問題.
例216 g氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱,完全反應后,稱量剩余固體質(zhì)量為11.2 g,求原混合物中二氧化錳的質(zhì)量.
學生的第一反應是“已知量均是混合物的質(zhì)量不能直接代入計算,問題無解”,但實際上可設MnO2的質(zhì)量為x,則KClO3質(zhì)量為16 g-x,KCl的質(zhì)量為11.2 g-x,再利用兩者質(zhì)量關系就能求出x.這樣解題計算稍復雜.還可以這樣解:據(jù)質(zhì)量守恒定律,固體減少的質(zhì)量即為氧氣的質(zhì)量:16 g-11.2 g=4.8 g,將4.8 g代入計算更簡單.
將部分計算題理解得過于復雜,是導致學生無法計算、不愿意計算的主要原因,夯實基礎,才能使學生生成參與計算活動的信心.
3 抓計算捷徑,確保學生“快算”
教師應該幫助學生掌握化學方法、構建化學計算框架,讓學生通過逆向思維、歸納總結(jié)等化學學習技巧梳理新的化學計算思路,以此來提高學生的化學計算效率.
例360 g鎂、鐵、鋅混合物與足量的稀硫酸反應得到混合溶液,蒸發(fā)得到252 g硫酸鹽固體.則反應產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量為().
A.4.0g B.3.9gC.3.0gD.2.5g
面對這種依靠計算來解答的選擇題,學生往往結(jié)合化學方程式進行計算,才能給出答案.但此題卻發(fā)現(xiàn)無法利用化學方程式計算,因為并未給出鎂、鐵、鋅的質(zhì)量,此時教師可引導學生分析利用元素守恒來解答.通過“捆綁法”幫助學生快速進行解題:不需要知道金屬質(zhì)量各是多少,把它看成一個整體捆綁計算,60g金屬完全反應全部進入溶液,反應后生成的三種溶質(zhì)均為硫酸鹽,硫酸鹽由金屬離子和硫酸根組成,則生成物中硫酸根的質(zhì)量為252g-60g=192g;而硫酸中氫元素與硫酸根的質(zhì)量比為2∶96,即可算出氫元素質(zhì)量為4g,則氫氣質(zhì)量為4g.此類題型運用了“逆推法”,并結(jié)合了“元素質(zhì)量守恒”的思想.在學生掌握了一些解題方法后可作一些變式訓練.選擇捷徑開展化學教學活動,才能提高學生的化學學習與計算能力.
4 抓解題經(jīng)驗,確保學生“準算”
在初中化學計算教學活動中,可幫助學生積累解題經(jīng)驗,在計算教學環(huán)節(jié)對已經(jīng)掌握的解題方法、解題流程加以利用,確定化學解題新思路.
以人教版九年級下冊化學教材“常見的酸和堿”的教學為例,教師可為學生設計如下計算題.
例44g正三價金屬A的氧化物與21g稀硫酸完全反應,溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為40%,問A的相對原子質(zhì)量是多少?
在解題的過程中,將學生已經(jīng)掌握的化學知識應用起來:化學反應原理和化學信息,A是正三價金屬,可設該物質(zhì)的化學式為A2O3,與酸反應可以得到產(chǎn)物A2(SO4)3和H2O,配平后利用A2O3與A2(SO4)3的質(zhì)量比一定,列出比例式求解.讓學生將化學式的書寫、配平等化學知識結(jié)合起來,嘗試要求著學生獨立整理計算解題思路,能夠加快學生的化學計算速度.
5 抓解題思維,培養(yǎng)逆向思維
逆向思維是一種反向考慮方式,在化學計算運用逆向思維,讓學生從化學事物發(fā)展的結(jié)構倒著探究化學事物發(fā)展的原因,亦或者逆著化學事物發(fā)展的時間線去考慮問題,打破學生常規(guī)的計算思維,也能夠打造高效的化學課堂.為此,教師在教學計算時,要關注學生的解題思維,巧用分析問題,簡潔地解決問題,會有意想不到的效果.
人教版九年級下冊“溶解度”課題中往往會涉及結(jié)合溶解度曲線的計算.
例550℃時,甲、乙、丙三種物質(zhì)的飽和溶液分別恒溫蒸發(fā)等質(zhì)量的水,析出晶體的質(zhì)量最小的物質(zhì)是什么?
教師就可以引導學生采用逆向思維,將析出的晶體加入蒸發(fā)的溶劑中仍能得到該溫度下的飽和溶液,此時結(jié)合溶解度曲線比較溶解度的大小即可得出結(jié)論.通過逆向思維來轉(zhuǎn)換學生的學習方式,讓學生在今后計算過程中,能從多個角度去思考,為學生提供多個計算方式去解決計算方式單一的問題,培養(yǎng)了學生的逆向思維.
6 抓數(shù)據(jù)信息,提升學生總結(jié)能力
定量實驗是一個重要的計算要點,其包括測定混合物中某物質(zhì)或元素的含量、確定物質(zhì)的組成.一般在定量實驗中,是通過實驗來測定數(shù)據(jù)信息,再將數(shù)據(jù)信息以圖形、表格的形式呈現(xiàn)出來.當學生在解答定量實驗時,要學會用化學反應原理來理順定量實驗數(shù)據(jù)信息.明確相關數(shù)據(jù)所對應的化學物質(zhì),并認真對數(shù)據(jù)進行篩選,解決那些干擾答案的因素.為此,教師在培養(yǎng)學生化學計算能力時,要重點培養(yǎng)學生的“抓取數(shù)據(jù)信息”的能力,引導學生分析數(shù)據(jù),找尋計算規(guī)律,提升總結(jié)能力.
人教版化學九年級下冊“生活中常見的鹽”中介紹了侯德榜的聯(lián)合制堿法,工業(yè)純堿含有少量的NaCl雜質(zhì),如何測定碳酸鈉的含量?教師點撥可從鹽的化學性質(zhì)出發(fā),引導學生將碳酸鈉轉(zhuǎn)化為氣體或沉淀計算,方案設計一:可溶性的鈣鹽與碳酸鈉溶液反應產(chǎn)生沉淀,根據(jù)沉淀質(zhì)量計算碳酸鈉的含量.方案設計二:碳酸鈉和稀鹽酸反應產(chǎn)生氣體,再根據(jù)氣體質(zhì)量計算.通過引導為學生提供了兩種不同的計算方案,幫助學生從多個角度思考問題,也能夠為高中階段氣體法和沉淀法測定物質(zhì)含量計算奠定基礎.隨后讓學生對該方法進行總結(jié),學生通過探討分析,總結(jié)出:這兩種方法的本質(zhì)均是利用化學反應某種生成物的質(zhì)量來計算反應物的質(zhì)量,通過這種方式讓學生認識了定量實驗的計算策略,也提升學生總結(jié)能力.
7 抓課后作業(yè),培養(yǎng)舉一反三能力
隨著“雙減”政策的推行,對課后作業(yè)有了新的要求,規(guī)定教師創(chuàng)新個性作業(yè),優(yōu)化作業(yè)設計,減輕學生作業(yè)負擔.為此,化學教師要緊抓課后作業(yè),用作業(yè)鍛煉學生計算能力,幫助學生掌握抽象的化學知識和公式,也可以通過作業(yè)的形式來為學生傳授解題技巧,最好利用課堂的時間讓學生完成作業(yè),這樣能夠第一時間解決學生作業(yè)難題.除此之外,教師可以將相同的題目、歷年考試的重點題目、學生的錯題進行歸納整理,讓學生去計算,培養(yǎng)學生舉一反三能力,從而提高學生的計算能力.
以人教版九年級下冊“溶液的濃度”中有關溶液稀釋的計算為例.
例6配制100g10%的稀硫酸,需98%的濃硫酸多少克?需加水多少克?
學生抓住稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變可計算出結(jié)果.但若將題中稀硫酸濃硫酸質(zhì)量換成體積時,學生在計算水的體積就犯了“迷糊”,用稀釋后的體積減去稀釋前的體積;但若將體積換算成質(zhì)量與之前的結(jié)果不一致;學生共同研究探討這個問題是否都可行.教師點撥不同濃度的溶液密度不同,學生才恍然大悟.隨后教師再通過作業(yè)布置的形式,將題中各個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換再進行練習,讓學生有針對性地舉一反三,如此便能在一定程度上提高學生的計算能力.
總之,化學計算教學活動應該是一個循序漸進的過程,在對學生進行教育指導的過程中,教師應該從化學理論應用、化學技巧學習、便捷方法應用等角度入手,幫助學生積累經(jīng)驗,打開化學學習思路,以學、用、記為基本技巧,構建化學計算題教學框架,打開化學計算教學新思路.
參考文獻:
[1] 侯婷婷.匠心獨運,巧解化學計算題[J].文理導航(中旬),2021(3):61+64.
[2] 顏紅英.初中化學計算題教學策略探討[J].成才之路,2018(22):64.
[3] 高紹嶺.初中化學教學中培養(yǎng)學生的解題能力[J].中學生數(shù)理化(教與學),2018(1):61.
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