在化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的解題優(yōu)先意識(shí)

1、.在化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的解題優(yōu)先意識(shí):化學(xué)教學(xué)的重要目的之一就是要培養(yǎng)學(xué)生的思維才能和學(xué)習(xí)才能。化學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程有其特殊性,首先是對(duì)根底知識(shí)的感知、記憶、理解和注意,在具備了一定的知識(shí)背景根底上,才能去分析和解決化學(xué)問(wèn)題。學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程圍繞著一個(gè)需要解決的問(wèn)題展開(kāi),有時(shí)用一些常見(jiàn)的數(shù)學(xué)方法分析,不僅會(huì)使解決問(wèn)題的途徑更加直接,而且會(huì)加深對(duì)題意的理解,舉一反三,融會(huì)貫穿。:化學(xué);教學(xué);優(yōu)先意識(shí);學(xué)習(xí)遷移;梯度;類推化學(xué)教學(xué)的重要目的之一就是要培養(yǎng)學(xué)生的思維才能和學(xué)習(xí)才能?；瘜W(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程有其特殊性,首先是對(duì)根底知識(shí)的感知、記憶、理解和注意,在具備了一定的知識(shí)背景根底上,才能去分析和解決化學(xué)問(wèn)題。學(xué)生

2、的學(xué)習(xí)過(guò)程圍繞著一個(gè)需要解決的問(wèn)題展開(kāi),有時(shí)用一些常見(jiàn)的數(shù)學(xué)方法分析,不僅會(huì)使解決問(wèn)題的途徑更加直接,而且會(huì)加深對(duì)題意的理解,舉一反三,融會(huì)貫穿。學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)的好壞,在一定程度上取決于學(xué)習(xí)策略的優(yōu)劣。以往對(duì)部分學(xué)習(xí)困難的學(xué)生進(jìn)展教學(xué)干預(yù)時(shí),總將注意力分別集中在怎樣幫助他們對(duì)教材內(nèi)容的理解及對(duì)學(xué)科學(xué)習(xí)方法的掌握這兩個(gè)方面,對(duì)學(xué)習(xí)策略尤其是認(rèn)知變換策略的指導(dǎo)和訓(xùn)練那么很少,結(jié)果收效甚微。實(shí)際上學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與掌握并不是非常困難,在解決化學(xué)問(wèn)題時(shí)他們的最大障礙是缺乏對(duì)信息的再加工才能,難以將內(nèi)容和方法進(jìn)展“匹配式思維,即是缺乏認(rèn)知變換的策略。一個(gè)智力平庸的人可以通過(guò)正確引導(dǎo)和鼓勵(lì)不斷增強(qiáng)意識(shí),掌握

3、和運(yùn)用科學(xué)思維法。從而在學(xué)習(xí)上獲得飛速的進(jìn)步。因此,在化學(xué)解題教學(xué)中,不僅要向?qū)W生介紹解題的詳細(xì)方法,更要注意培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的認(rèn)知變換策略和解決問(wèn)題的優(yōu)先意識(shí)。1.化學(xué)解題與認(rèn)知變換策略和解題優(yōu)先意識(shí)的關(guān)系從某種意義上看,假如說(shuō)認(rèn)知策略是關(guān)于解決化學(xué)問(wèn)題的策略,而認(rèn)知變換策略那么是在認(rèn)知策略的自我意識(shí)的根底上、對(duì)認(rèn)知策略不斷進(jìn)展自我調(diào)節(jié)的策略。化學(xué)解題,尤其是求解探究性的化學(xué)問(wèn)題,是一個(gè)復(fù)雜的智力活動(dòng),它是解題者的一種有目的、有方案的科學(xué)活動(dòng)。學(xué)生在解題過(guò)程中,他們所采取的種種行為,都不是無(wú)意識(shí)的盲目的嘗試,而是有著明確的目的指向的。但由于問(wèn)題的復(fù)雜性,或?qū)W生的思維缺陷等主、客觀原因,解題的進(jìn)

4、程有時(shí)會(huì)中斷,或偏離正確的方向。因此,在解題過(guò)程中學(xué)生應(yīng)當(dāng)隨時(shí)接收有關(guān)信息,及時(shí)地加以修正和調(diào)節(jié)。通過(guò)自我調(diào)節(jié),強(qiáng)化正確,糾正錯(cuò)誤。由此可見(jiàn),化學(xué)解題是一個(gè)需要不斷對(duì)所發(fā)生的情況進(jìn)展自我評(píng)估并隨時(shí)加以必要調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)過(guò)程,也就是一個(gè)不斷進(jìn)展認(rèn)知和再認(rèn)知認(rèn)知變換的過(guò)程。2.認(rèn)知變換策略和解題優(yōu)先意識(shí)訓(xùn)練的根本方法G.波利亞把數(shù)學(xué)問(wèn)題的解決過(guò)程分為四個(gè)階段:弄清問(wèn)題、擬定方案、施行方案、回憶,根據(jù)此原那么,筆者把化學(xué)問(wèn)題的解決粗分為五個(gè)階段:弄清問(wèn)題、解決方式的使用、新解決方法的尋找、施行尋到的方法、回憶。這五個(gè)階段可用以下圖表示:化學(xué)解題教學(xué)中有關(guān)認(rèn)知變換策略的訓(xùn)練也主要集中在上述幾個(gè)階段。主要做

5、法是:2.1弄清問(wèn)題階段弄清問(wèn)題是解題的第一環(huán)節(jié),它的任務(wù)是獲取題目提供的各種信息,以供思維加工。準(zhǔn)確、充分地感知題目信息是成功解題的前提條件。在這一過(guò)程中,要讓學(xué)生學(xué)會(huì)自己對(duì)自己提出如下問(wèn)題:未知條件是什么?條件是什么?是否有隱含條件?為理解決這個(gè)問(wèn)題,我應(yīng)該怎樣做?2.2解決方式的使用階段求解是解題的中心環(huán)節(jié),它的任務(wù)是制定解題方案和施行解 題方案。對(duì)于一些比較簡(jiǎn)單的化學(xué)問(wèn)題,指導(dǎo)他們盡可能地用現(xiàn)有的信息去聯(lián)想、分析,試圖使用已有的解題方式進(jìn)展解題。這一過(guò)程中,要讓他們學(xué)會(huì)自己能對(duì)自己提如下問(wèn)題:過(guò)去見(jiàn)過(guò)這類題嗎?該題涉及到哪些根本概念、根底理論?哪些化合物的性質(zhì)?過(guò)去的哪種解題方式與此相

6、關(guān)?可以運(yùn)用它嗎?2.3新解決方法的尋找階段一個(gè)好的解題方案并不是一開(kāi)場(chǎng)就能作出的,它需要在解題過(guò)程中經(jīng)過(guò)屢次修正而逐步完善。有的解題途徑那么是邊解題邊探究出來(lái)的。對(duì)于一些比較復(fù)雜的化學(xué)問(wèn)題,當(dāng)用原有解題方式解決受阻時(shí),應(yīng)教會(huì)他們先如何將實(shí)際問(wèn)題或題設(shè)的情景予以分解,找出應(yīng)答的關(guān)鍵,選擇、調(diào)用自己貯存的知識(shí)塊,然后用分解、遷移、轉(zhuǎn)換聯(lián)想、類比、模擬、改造、重組等方法來(lái)探尋新的解決方案。這一過(guò)程中,要讓學(xué)生學(xué)會(huì)自己對(duì)自己提如下問(wèn)題:我應(yīng)選擇何處作打破口?再看一下未知條件,能否考慮一個(gè)具有一樣或相似未知條件的熟悉問(wèn)題?能否用聯(lián)想、類比、假設(shè)、猜測(cè)等方法予以打破?假如還不能解決眼前問(wèn)題,那就先解決某

7、個(gè)相關(guān)問(wèn)題,再回頭解決眼前問(wèn)題。2.4回憶階段回憶是解題的最后一個(gè)環(huán)節(jié),它的任務(wù)是反思解題過(guò)程,對(duì)解題過(guò)程再認(rèn)識(shí),檢驗(yàn)題解的正確性,擴(kuò)大題解的成果等。為了使回憶對(duì)解題起到調(diào)節(jié)作用,在解題之后,應(yīng)讓學(xué)生學(xué)會(huì)自己對(duì)自己提如下問(wèn)題:我能檢驗(yàn)結(jié)果的正確性嗎?我為什么要這樣做?我為什么會(huì)想到這樣做?我不這樣做行不行,還有沒(méi)有別的方法?這些方法哪個(gè)最好?這個(gè)問(wèn)題改變?cè)O(shè)問(wèn)角度,還會(huì)變成什么的問(wèn)題?這個(gè)結(jié)果與方法還能運(yùn)用于其它問(wèn)題?3.化學(xué)解題的優(yōu)先意識(shí)培養(yǎng)的有效途徑3.1構(gòu)建問(wèn)題的梯度,打破解題的障礙,開(kāi)動(dòng)腦筋尋求解題的最正確方法。如今的考試不僅僅是書(shū)本的重現(xiàn),而是利用所學(xué)的課本知識(shí)去完成未學(xué)的東西。怎樣利

8、用這些信息去解決化學(xué)問(wèn)題,就必需要求我們對(duì)解決化學(xué)問(wèn)題有個(gè)優(yōu)先的意識(shí)。根據(jù)試題提供的信息作出迅速而直接的判斷和猜測(cè)。直接法不按照常規(guī)的推理步驟和嚴(yán)密的論證而直接得出結(jié)論,因此解題思維簡(jiǎn)化,判斷快捷。運(yùn)用直接法解題,并非胡亂猜測(cè),而是以扎實(shí)的知識(shí)為根底,是一種知識(shí)的結(jié)晶與升華。運(yùn)用直接法應(yīng)注意以下三點(diǎn):1前題:扎實(shí)的雙基知識(shí)。2根底:抓住問(wèn)題的本質(zhì)和解決問(wèn)題的打破口。3關(guān)鍵:準(zhǔn)確的再現(xiàn)知識(shí)例1礦物膽礬就是CuSO45H2O,當(dāng)它溶于水滲入地下,遇到黃鐵礦FeS2,銅將以輝銅礦Cu2S的形式沉積下來(lái);而反響得到的鐵和硫那么進(jìn)入水溶液,該溶液無(wú)臭味,透明不渾濁,綠色,呈強(qiáng)酸性,在有的礦區(qū)?？梢?jiàn)到這種

9、具有強(qiáng)腐蝕性的地下水俗稱黑水滲出地面,上述反響可以用一個(gè)化學(xué)方程式來(lái)表示,試寫(xiě)出配平的化學(xué)方程式。解題思路由題給的信息可知:反響物有CuSO45H2O、FeS2、還有可能有H2O。生成物有中Cu2S,硫和鐵的價(jià)態(tài)運(yùn)用直接法可確定:綠色溶液鐵以Fe2+進(jìn)入溶液;溶液無(wú)臭味、透明不渾濁、呈強(qiáng)酸性排除了硫以-2,0,+4等價(jià)態(tài)進(jìn)入水溶液的可能,只能以SO42-存在。答案14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4評(píng)注試題提供信息隱蔽,但只要我們運(yùn)用直接法,抓住問(wèn)題的本質(zhì),也不難解決。此題應(yīng)注意元素化合價(jià)的升降,Cu的化合價(jià)在反響物中為+2價(jià)、生成物Cu2S中為+1

10、價(jià),硫元素化合價(jià)在FeS2為-1價(jià)、生成物Cu2S中為-2價(jià)、生成物FeSO4或H2SO4中為+6價(jià),既升又降,在配平時(shí)一定要保證化合價(jià)升降總數(shù)相等,方可完成任務(wù)。3.2讓學(xué)生在解決化學(xué)問(wèn)題遷移、類推才能中形成化學(xué)解題優(yōu)先意識(shí)。3.2.1組成接近類推形成化學(xué)解題優(yōu)先意識(shí)例2乙炔、苯、乙醛的混合蒸汽中含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為84%,求混合物中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。做法:從分子式C2H2、C6H6、C2H2H2O改寫(xiě)CH3CHO可以發(fā)現(xiàn),框內(nèi)有nC=nH,現(xiàn)令混合物為100g,那么mC=10084%=84g,nC=84/12=7mol,所以,nH=7mol,框內(nèi)質(zhì)量為84+7=91g,故混合物內(nèi)有“水9g,其中氧

11、元素質(zhì)量為916/18=8g,即含氧量為8%。類推 Fe2SO43和FeSO4的混合物中含硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%,求鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。類推 Na2S、Na2SO3、Na2SO4的混合物中含硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x%,求氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。其中類推題不用贅述我們也會(huì)從硫和氧、鈉和硫的特定關(guān)系進(jìn)展解析,同時(shí)學(xué)生自己會(huì)產(chǎn)生類推,并歸納出對(duì)含三種元素的混合物中求某種元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方法。3.2.2化學(xué)反響類似類推形成化學(xué)解題優(yōu)先意識(shí)例3同主族元素的單質(zhì)及其化合物在性質(zhì)上有相似之處,試完成以下反響:Na2S和CS2溶液反響生成黃色物質(zhì)。P2S5易溶于Na2S溶液。做法:此題可類推到氧化物的性質(zhì):Na2O+CO2

12、=Na2CO3 3Na2O+P2O5 = 2Na3PO4因氧和硫是同族元素可以迅速遷移得到:Na2S+CS2= Na2CS3 3Na2S+P2S5 = 2Na3PS4類推:鹵素互化物如溴化碘IBr、氯化溴BrCl、氯化碘ICl及擬鹵化合物氰CN2、硫氰SCN2、氧氰OCN2的性質(zhì)與鹵素單質(zhì)的性質(zhì)相似。試完成以下反響:Na+IBr NaOH+ICl BrCl+SO2+H2O KSCN+MnO2 CN2+H2O KSCN+ KHSO4 做法:因鹵素互化物和擬鹵化合物性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似,因此,只要掌握了Cl2的性質(zhì)與Na、NaOH、SO2、H2O的反響,及Cl2的制備和氯化鉀的性質(zhì),上述反響就能順利

13、完成。通過(guò)反響類似類推,可進(jìn)步我們的遷移才能。3.2.3物質(zhì)制備比照類推形成化學(xué)解題優(yōu)先意識(shí)例4碳化鈣可用于制乙炔,那么Al4C3、Fe3C、SiC放入水中情況如何?做法: 碳化物有離子型如CaC2、MgC2、Al4C3等,共價(jià)型如SiC、B4C3等,只有離子型碳化物會(huì)與水作用放出氣體,其他不與水反響。MgC2+2H2O = MgOH2+C2H2Al4C3+12H2O= 4AlOH3+3CH4,而Fe3C是介于典型離子型和共價(jià)型之間的過(guò)渡情況,與水反響但產(chǎn)物復(fù)雜。由于物質(zhì)之間的聯(lián)絡(luò)是多種多樣的、錯(cuò)綜復(fù)雜的,因此我們應(yīng)從多層次、多方位、多角度去分析問(wèn)題,產(chǎn)生豐富的類推,進(jìn)展多方面的遷移,使所學(xué)知

14、識(shí)體系和才能體系有機(jī)結(jié)合成一體。3.3利用數(shù)據(jù)缺乏無(wú)從下手的計(jì)算或混合物組成判斷的題,激發(fā)學(xué)生形成化學(xué)解決問(wèn)題優(yōu)先意識(shí).極值法在是利用數(shù)據(jù)缺乏無(wú)從下手的計(jì)算或混合物組成判斷的題,激發(fā)學(xué)生形成化學(xué)解決問(wèn)題優(yōu)先意識(shí)的有效方法.所謂“極值法就是對(duì)數(shù)據(jù)缺乏無(wú)從下手的計(jì)算或混合物組成判斷的題,極端假設(shè)恰好為某一成分,或者極端假設(shè)為恰好完全反響,以確定混合體系各成分的名稱、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)的解題方法.3.3.1用極值法確定物質(zhì)的成份在物質(zhì)組成明確,列方程缺少關(guān)系無(wú)法解題時(shí),可以根據(jù)物質(zhì)組成進(jìn)展極端假設(shè)得到有關(guān)極值,再結(jié)平均值原那么確定正確答案。例5.某堿金屬單質(zhì)與其普通氧化物的混合物共1.40g,與足量

15、水完全反響后生成1.79g堿,此堿金屬可能是 ANa BK CRb DLi解析 此題假設(shè)用常規(guī)思路列方程計(jì)算,很可能中途卡殼、勞而無(wú)功。但是假如將1.4g混合物假設(shè)成純品堿金屬或氧化物,即可很快算出堿金屬相對(duì)原子質(zhì)量的取值范圍,以確定是哪一種堿金屬假定1.4g物質(zhì)全是金屬單質(zhì)設(shè)為R 假定1.40g全是氧化物設(shè)為R2O那么:RROH m 那么:R2O 2ROH mMR 17 2MR+16 181.40 1.79-1.40 解之MR=61 1.40 1.79-1.40 解之MR=24.3既然1.40g物質(zhì)是R和R2O的混合物,那么R的相對(duì)原子質(zhì)量應(yīng)介于24.361之間。題中已指明R是堿金屬,相對(duì)原

16、子質(zhì)量介于24.361之間的堿金屬只有鉀,其相對(duì)原子質(zhì)量為39。答案為B3.3.2用極值法確定雜質(zhì)的成份在混合物雜質(zhì)成分分析時(shí),可以將主要成分與雜質(zhì)成分極值化考慮,然后與實(shí)際情況比較,那么就迅速判斷出雜質(zhì)的成分。例6 將13.2克可能混有以下物質(zhì)的NH42SO4樣品,在加熱的條件下,與過(guò)量的NaOH反響,可搜集到4.3升NH3密度為17克/22.4升,那么樣品中不可能含有的物質(zhì)是 ANH4HCO3、NH4NO3 BNH42CO3、NH4NO3CNH4HCO3、NH4Cl DNH4Cl、NH42CO3解析:假設(shè)樣品為純NH42SO4,那么由NH42SO42NH3可知,能產(chǎn)生4.48升NH3,大于

17、4.3升。因此樣品中的雜質(zhì)造成樣品NH4+的含量小于純NH42SO4中NH4+的含量。這就要求選項(xiàng)的兩種物質(zhì)中至少有一種物質(zhì)的NH4+含量小于NH42SO4中NH4+的含量,都大于是不可能的?？蓪溥x答案化學(xué)式變形后進(jìn)展估算:NH4HCO3NH42HCO32,NH4NO3NH42NO32,NH4ClNH42Cl2 部分“式量:HCO3=122,NO32=124,Cl2=71,CO3=60,而NH42SO4中,SO4=96,故答案選D。3.3.3用極值法確定混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量?jī)煞N氣體組成的混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量肯定介于組成氣體相對(duì)分子質(zhì)量之間,三種氣體組成的混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量肯

18、定介于組成氣體相對(duì)分子質(zhì)量最大值和最小值之間,但這個(gè)范圍太大,根據(jù)題目?jī)?nèi)在關(guān)系和極值法可使范圍更加準(zhǔn)確。例7 0.03mol Cu完全溶于硝酸,產(chǎn)生氮的氧化物NO、NO2、N2O4混合氣體共0.05mol 。該混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量是 A30 B46 C50 D66解析:設(shè)NO、NO2、N2O4三者的物質(zhì)的量分別為:x、y、z, x + y + z = 0.05-式那么根據(jù)電子守恒可得:3x+y+2z=0.06-式,式減去式得:2x + z = 0.01故NO物質(zhì)的量的極值為0.005 mol ,N2O4物質(zhì)的量的為極值0.01 mol假設(shè)NO物質(zhì)的量的為0.005 mol,那么NO2為0.045 mol= =44.4假設(shè)N2O4物質(zhì)的量的為0.01 mol,那么NO2為0.04 mol = =55.2該混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量介于44.4和55.2之間,故答案選B、C3.3.4用極值法確定可逆反響中反響物、生成物的取值范圍由于可逆反響總是不能完全進(jìn)展到底的,故在可逆反響中,分析反響物、生成物的量的取值范圍時(shí)利用極值法能到達(dá)目的明確,方法簡(jiǎn)便,范圍正確。例8 容積不變的反響容器中,要求通過(guò)調(diào)節(jié)體系溫度使Ag+2Bg 2Cg達(dá)