高中化學計算類問題解題障礙研究

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摘要:化學計算類問題是高考化學試題中的重要題型，是考查學生對高中化學知識掌握熟練程度和學生利用化學知識解決實際問題能力的重要途徑．研究高中化學計算類問題解題障礙，對于提高學生的化學成績和化學能力具有重要的意義．

關鍵詞:計算類問題;解題障礙;高中化學

化學計算類問題是高考化學試題中的重要題型，是考查學生對高中化學知識掌握熟練程度和學生利用化學知識解決實際問題能力的重要途徑．在教育部頒布的《普通高中化學課程標準》中明確提出:高中化學教學要從定性和定量兩個方面入手，提高學生對化學知識應用能力，將簡單的運算融入到具體主題單元中，進一步提高學生利用化學知識解決實際問題的能力．化學計算問題就是落實高中化學課程標準要求的重要體現，是檢測學生深入了解化學知識情況的重要途徑．

一、高中化學計算類問題概述

高中化學計算類問題是高中化學教學的重要組成部分，是學生在化學學科教學中需要掌握的一項必備技能．它將化學知識中的“物質”與數學學科中的“定量化”聯系起來，與其他的化學問題有著明顯的區別．從本質上來說，高中化學計算類問題就是以定量化手段來考查學生對高中化學知識掌握情況．相反，借助化學計算問題，能夠幫助學生加深對物質變化規律的理解，提高學生的化學學習效果．整體上來看，高中化學計算類問題設計的基點在于不同概念之間的聯系，學生想要順利的完成解題，需要對相關的概念有一個全面的認識，這樣才能夠更好地理解題目進行正確的解答．相反，通過定量化的計算，還能夠輔助學生加深對相關概念的理解和認識．高中化學計算類問題與數學計算相融合，學生在解題過程中要理清其中的量的關系，對學生的綜合能力要求較高，在審題初期需要學生具備較強的審題能力，能夠理清題目中的已知條件和未知條件;在表征階段，需要學生能夠正確地對題目中涉及到的化學符號、化學語言和化學圖式做出正確的表征;在列式解題階段，需要學生能夠應用正確的公式完成解題;在檢驗階段，需要學生能夠具備較強的反思能力，能夠及時回顧解題方法應用是否正確，計算過程是否準確．因此，高中化學計算類問題的解題過程不僅是一個考查學生化學知識掌握情況的過程，還是考查學生綜合能力的一個過程．

二、高中化學計算類問題常用解題方法

在高中化學計算類問題中，解題方法有很多，常見的解題方主要有以下幾種:差量法、守恒法、極端假設法、平均值、關系式、公式法和圖解分析法等．差量法主要應用于有關剩余物和氣體成分的計算類問題中，是通過把尋找反應前后某種差量和造成這種差量的實質及其關系，進而列出比例式進行求解的方法．其中主要包括“理論差量”和“實際差量”兩種情況，此處的差量主要包括質量差、體積差、壓強差等，其實質就是數學教學中的“等比定理”．守恒法主要應用于題目中蘊含守恒關系的問題中，核心思想就是根據化學反應中的質量守恒、電荷守恒、氧化還原反應中的的是電子守恒等關系，設立條件未知數，進而列出方程進行求解，這是化學計算類問題中較為常用的解題方法之一．平均值法主要應用于缺少數據的混合物的判斷中(混合物是兩組分且需要滿足相應的混合計算規律)，是根據兩種或者多種物質的某一平均值來推斷物質的范圍的解題方法，其主要包括平均摩爾質量法、平均碳原子法、平均氫原子法和平均分子式法等．公式法主要應用于解決關于溶液和化學反應速率相關問題的計算，其主要就是通過化學原理和化學定律總結出的一般公式解題的一種方法，是化學概念原理的一種數學表達方式．圖像分析法主要應用于化學平衡、物質的量方面的計算，是學生通過閱讀題意，根據所學的知識作圖求解的一種解題方法，其本質就是借助圖形來表示化學反應原理和物質之間數量變化的情況，主要包括數據分析法、抽象圖示法和平衡圖像法等．

三、高中化學計算類問題解題存在的障礙分析

1．審題方面存在的障礙

審題是高中化學計算類問題順利解決的保障和前提，審題方面存在的問題是導致高中化學計算類問題存在障礙的重要因素．首先，學生的審題意識不強，他們不愿意花費過多的時間放在審題上，最常見的就是通讀一遍問題就開始下手，無法完整的挖掘出題目中蘊含的隱藏條件．其主要表現為旋風式的讀題，拿到題目以后囫圇吞棗式的掃一遍題目就開始解題，導致漏掉部分關鍵信息，從而導致解題錯誤．例如:某硫酸和硝酸的混合液100mL，其中硫酸的濃度為0．3mol/L，硝酸的濃度為0．4mol/L，將1．92g銅粉倒入其中進行加熱，充分反應后發現生成的NO物質的量為()mol．A．0．01B．0．015C．0．02D．0．025在這一題目中，多數學生出錯就是因為選了答案D，其主要原因就是他們沒有進行仔細審題，沒有搞清楚應該利用哪些物質的量進行計算．另外，審題方法不當和審題信心不足也是導致審題問題的重要因素．很多學生在審題過程中不能夠抓住關鍵詞，僅僅是停留在單純的讀題和思考上，不能夠利用紙筆將題目展開分析，這樣審題的結果就是提取的信息較為有限，一旦出現綜合性較強的題目就會導致審題錯誤．還有部分學生缺乏審題信心，一遇到題干信息較長的題目就開始出現抵觸情緒，還沒開始分析題目條件就開始打退堂鼓，但實際上這類題型則是“紙老虎”．

2．思維方面存在的障礙

首先，部分學生的認知結構不完善，無法將面對的問題同化為原來所接觸過的問題．主要表現為他們拿到題目以后找不思路，有的問題剛剛做過，并且講解過，但是依然會出現“斷片”的情況．其次，部分學生定量思維欠缺，不能夠從定量的角度來把握物質及其反應之間的關系，這就導致學生對于化學知識的學習，僅僅是停留在定性的描述階段，不能夠借助其中的數量關系來預測物質結構及性質，這就給學生的問題分析帶來的障礙．例如，在高中化學學習中，學生能夠從宏觀的角度去認識化學反應，并且能夠從微觀粒子的角度去理解電解質在水溶液中的行為，但是讓學生從電解質在水溶液中存在的形式(分子、離子)和相對大小的定量的角度去理解難度就較大．第三，部分學生元認知缺失，在面對新問題時，雖然具備了解決問題的的相關知識，說那是不能夠確定自己的解題方案．即使能夠快速的找出一種解題方案，也不能夠確定是否能夠順利完成解題．第四，思維定式影響學生的解題思路，當學生解決具體的化學計算類問題時，常常會用已經定型化了的思維去思考問題，依然機械套用以前的解題模式，進而導致解題失敗．主要表現為麻痹大意，忽略問題細節線索，這主要與“題海戰術”有關;部分學生一看到見過的術語就會套用相對應的公式，不管是否合適就開始解題，更有甚者只能夠進行順向思維，不能夠進行逆向思維，這些都是思維定式導致的思維固著．

3．知識方面存在的障礙

化學計算類問題是化學問題的重要組成部分，學生想要順利進行求解，掌握扎實的知識基礎和熟練地解題技巧是保障．部分學生知識基礎掌握不夠牢固，導致在計算類問題的解題中存在問題．例如，部分學生腦海中的化學知識是零散無序的，并沒有形成完整的認知系統，當在解題過程中需要提取的時候，就會出現提取失敗的情況，進而導致在解題過程中不能夠應用相應的化學知識．在實際的教學中還存在這樣一群學生，他們時常會抱怨“這么簡單的問題，當時怎么沒有想起來呢?”這就是知識記憶不牢固的結果．

四、高中化學計算類問題障礙的矯正策略

1．審題方面存在的障礙矯正策略

首先，要強化學生的審題訓練，對于那些一看到問題就退縮的學生，教師要引導他們進行問題分析，尋找解題突破口，讓他們認識到審題在整個解題過程中的重要性．其次，要培養學生良好的審題習慣，教育學生拿到問題后不要盲目的去作答，要多想一想，引導他們養成邊讀題邊思考的習慣．另外，教師再進行例題講解的時候，要有意識的引導學生去全面分析問題，引導學生理清問題中各個條件之間的聯系，教授學生尋找隱含條件的方法，在潛移默化中培養學生良好的審題習慣．

2．思維方面存在的障礙矯正策略

首先，借助認知沖突，幫助學生構建完善的認知體系．例如，教師在化學教學中可以利用化學規律的適用條件來引起學生的認知沖突，在這個基礎上引導學生整理思路，進行知識構建，進而優化學生的認知．另外，教師還可以借助化學計算題中的“特例”來引發學生的認知沖突，在此基礎上對學生的認知進行轉換和擴展，使原有的認知體系得到完善，甚至得到重建．其次，借助變式訓練，增加思維的深度．借助變式訓練，能夠避免大量練習題給學生帶來的思維定式的影響，提高學生靈活應用知識的能力．

3．知識方面存在的障礙矯正策略

教授學生靈活應用記憶策略，構建完善的知識體系．例如，在學習某一化學概念時，教師就可以引導學生使用復述策略，讓學生在學習了物質的量濃度概念后，讓學生根據自己的理解重新描述這一概念，加深學生的理解．

參考文獻:

［1］楊玉琴．化學計算的學科本質及其教學［J］．化學教學，2013(10):6．

［2］吳良根．化學事實性知識教學中的記憶策略及其應用［J］．教學與管理，2012(11):78．

作者:陳菊 單位:江蘇省太倉高級中學