化學教學中培養(yǎng)學生的解題優(yōu)先意識

1、.化學教學中培養(yǎng)學生的解題優(yōu)先意識:化學教學的重要目的之一就是要培養(yǎng)學生的思維才能和學習才能?；瘜W的學習過程有其特殊性,首先是對根底知識的感知、記憶、理解和注意,在具備了一定的知識背景根底上,才能去分析和解決化學問題。學生的學習過程圍繞著一個需要解決的問題展開,有時用一些常見的數學方法分析,不僅會使解決問題的途徑更加直接,而且會加深對題意的理解,舉一反三,融會貫穿。:化學;教學;優(yōu)先意識;學習遷移;梯度;類推化學教學的重要目的之一就是要培養(yǎng)學生的思維才能和學習才能?；瘜W的學習過程有其特殊性,首先是對根底知識的感知、記憶、理解和注意,在具備了一定的知識背景根底上,才能去分析和解決化學問題。學生的

2、學習過程圍繞著一個需要解決的問題展開,有時用一些常見的數學方法分析,不僅會使解決問題的途徑更加直接,而且會加深對題意的理解,舉一反三,融會貫穿。學生學業(yè)成績的好壞,在一定程度上取決于學習策略的優(yōu)劣。以往對部分學習困難的學生進展教學干預時,總將注意力分別集中在怎樣幫助他們對教材內容的理解及對學科學習方法的掌握這兩個方面,對學習策略尤其是認知變換策略的指導和訓練那么很少,結果收效甚微。實際上學生對知識的理解與掌握并不是非常困難,在解決化學問題時他們的最大障礙是缺乏對信息的再加工才能,難以將內容和方法進展“匹配式思維,即是缺乏認知變換的策略。一個智力平庸的人可以通過正確引導和鼓勵不斷增強意識,掌握和

3、運用科學思維法。從而在學習上獲得飛速的進步。因此,在化學解題教學中,不僅要向學生介紹解題的詳細方法,更要注意培養(yǎng)和訓練學生的認知變換策略和解決問題的優(yōu)先意識。1.化學解題與認知變換策略和解題優(yōu)先意識的關系從某種意義上看,假如說認知策略是關于解決化學問題的策略,而認知變換策略那么是在認知策略的自我意識的根底上、對認知策略不斷進展自我調節(jié)的策略?；瘜W解題,尤其是求解探究性的化學問題,是一個復雜的智力活動,它是解題者的一種有目的、有方案的科學活動。學生在解題過程中,他們所采取的種種行為,都不是無意識的盲目的嘗試,而是有著明確的目的指向的。但由于問題的復雜性,或學生的思維缺陷等主、客觀原因,解題的進程

4、有時會中斷,或偏離正確的方向。因此,在解題過程中學生應當隨時接收有關信息,及時地加以修正和調節(jié)。通過自我調節(jié),強化正確,糾正錯誤。由此可見,化學解題是一個需要不斷對所發(fā)生的情況進展自我評估并隨時加以必要調節(jié)的動態(tài)過程,也就是一個不斷進展認知和再認知認知變換的過程。2.認知變換策略和解題優(yōu)先意識訓練的根本方法G.波利亞把數學問題的解決過程分為四個階段:弄清問題、擬定方案、施行方案、回憶,根據此原那么,筆者把化學問題的解決粗分為五個階段:弄清問題、解決方式的使用、新解決方法的尋找、施行尋到的方法、回憶。這五個階段可用以下圖表示:化學解題教學中有關認知變換策略的訓練也主要集中在上述幾個階段。主要做法

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

6、?可以運用它嗎?2.3新解決方法的尋找階段一個好的解題方案并不是一開場就能作出的,它需要在解題過程中經過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的。對于一些比較復雜的化學問題,當用原有解題方式解決受阻時,應教會他們先如何將實際問題或題設的情景予以分解,找出應答的關鍵,選擇、調用自己貯存的知識塊,然后用分解、遷移、轉換聯(lián)想、類比、模擬、改造、重組等方法來探尋新的解決方案。這一過程中,要讓學生學會自己對自己提如下問題:我應選擇何處作打破口?再看一下未知條件,能否考慮一個具有一樣或相似未知條件的熟悉問題?能否用聯(lián)想、類比、假設、猜測等方法予以打破?假如還不能解決眼前問題,那就先解決某個

7、相關問題,再回頭解決眼前問題。2.4回憶階段回憶是解題的最后一個環(huán)節(jié),它的任務是反思解題過程,對解題過程再認識,檢驗題解的正確性,擴大題解的成果等。為了使回憶對解題起到調節(jié)作用,在解題之后,應讓學生學會自己對自己提如下問題:我能檢驗結果的正確性嗎?我為什么要這樣做?我為什么會想到這樣做?我不這樣做行不行,還有沒有別的方法?這些方法哪個最好?這個問題改變設問角度,還會變成什么的問題?這個結果與方法還能運用于其它問題?3.化學解題的優(yōu)先意識培養(yǎng)的有效途徑3.1構建問題的梯度,打破解題的障礙,開動腦筋尋求解題的最正確方法。如今的考試不僅僅是書本的重現,而是利用所學的課本知識去完成未學的東西。怎樣利用

8、這些信息去解決化學問題,就必需要求我們對解決化學問題有個優(yōu)先的意識。根據試題提供的信息作出迅速而直接的判斷和猜測。直接法不按照常規(guī)的推理步驟和嚴密的論證而直接得出結論,因此解題思維簡化,判斷快捷。運用直接法解題,并非胡亂猜測,而是以扎實的知識為根底,是一種知識的結晶與升華。運用直接法應注意以下三點:1前題:扎實的雙基知識。2根底:抓住問題的本質和解決問題的打破口。3關鍵:準確的再現知識例1礦物膽礬就是CuSO45H2O,當它溶于水滲入地下,遇到黃鐵礦FeS2,銅將以輝銅礦Cu2S的形式沉積下來;而反響得到的鐵和硫那么進入水溶液,該溶液無臭味,透明不渾濁,綠色,呈強酸性,在有的礦區(qū)常可見到這種具

9、有強腐蝕性的地下水俗稱黑水滲出地面,上述反響可以用一個化學方程式來表示,試寫出配平的化學方程式。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,硫和鐵的價態(tài)運用直接法可確定:綠色溶液鐵以Fe2+進入溶液;溶液無臭味、透明不渾濁、呈強酸性排除了硫以-2,0,+4等價態(tài)進入水溶液的可能,只能以SO42-存在。答案14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4評注試題提供信息隱蔽,但只要我們運用直接法,抓住問題的本質,也不難解決。此題應注意元素化合價的升降,Cu的化合價在反響物中為+2價、生成物Cu2S中為+1價

10、,硫元素化合價在FeS2為-1價、生成物Cu2S中為-2價、生成物FeSO4或H2SO4中為+6價,既升又降,在配平時一定要保證化合價升降總數相等,方可完成任務。3.2讓學生在解決化學問題遷移、類推才能中形成化學解題優(yōu)先意識。3.2.1組成接近類推形成化學解題優(yōu)先意識例2乙炔、苯、乙醛的混合蒸汽中含碳的質量分數為84%,求混合物中氧的質量分數。做法:從分子式C2H2、C6H6、C2H2H2O改寫CH3CHO可以發(fā)現,框內有nC=nH,現令混合物為100g,那么mC=10084%=84g,nC=84/12=7mol,所以,nH=7mol,框內質量為84+7=91g,故混合物內有“水9g,其中氧元

11、素質量為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量分數為a%,求鐵元素的質量分數。類推 Na2S、Na2SO3、Na2SO4的混合物中含硫元素的質量分數為x%,求氧元素的質量分數。其中類推題不用贅述我們也會從硫和氧、鈉和硫的特定關系進展解析,同時學生自己會產生類推,并歸納出對含三種元素的混合物中求某種元素質量分數的方法。3.2.2化學反響類似類推形成化學解題優(yōu)先意識例3同主族元素的單質及其化合物在性質上有相似之處,試完成以下反響:Na2S和CS2溶液反響生成黃色物質。P2S5易溶于Na2S溶液。做法:此題可類推到氧化物的性質: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的性質與鹵素單質的性質相似。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與鹵素單質相似,因此,只要掌握了Cl2的性質與Na、NaOH、SO2、H2O的反響,及Cl2的制備和氯化鉀的性質,上述反響就能順利完

13、成。通過反響類似類推,可進步我們的遷移才能。3.2.3物質制備比照類推形成化學解題優(yōu)先意識例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,共價型如SiC、B4C3等,只有離子型碳化物會與水作用放出氣體,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型之間的過渡情況,與水反響但產物復雜。由于物質之間的聯(lián)絡是多種多樣的、錯綜復雜的,因此我們應從多層次、多方位、多角度去分析問題,產生豐富的類推,進展多方面的遷移,使所學知識

14、體系和才能體系有機結合成一體。3.3利用數據缺乏無從下手的計算或混合物組成判斷的題,激發(fā)學生形成化學解決問題優(yōu)先意識.極值法在是利用數據缺乏無從下手的計算或混合物組成判斷的題,激發(fā)學生形成化學解決問題優(yōu)先意識的有效方法.所謂“極值法就是對數據缺乏無從下手的計算或混合物組成判斷的題,極端假設恰好為某一成分,或者極端假設為恰好完全反響,以確定混合體系各成分的名稱、質量分數、體積分數的解題方法.3.3.1用極值法確定物質的成份在物質組成明確,列方程缺少關系無法解題時,可以根據物質組成進展極端假設得到有關極值,再結平均值原那么確定正確答案。例5.某堿金屬單質與其普通氧化物的混合物共1.40g,與足量水

15、完全反響后生成1.79g堿,此堿金屬可能是 ANa BK CRb DLi解析 此題假設用常規(guī)思路列方程計算,很可能中途卡殼、勞而無功。但是假如將1.4g混合物假設成純品堿金屬或氧化物,即可很快算出堿金屬相對原子質量的取值范圍,以確定是哪一種堿金屬假定1.4g物質全是金屬單質設為R 假定1.40g全是氧化物設為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物質是R和R2O的混合物,那么R的相對原子質量應介于24.361之間。題中已指明R是堿金屬,相對原子

16、質量介于24.361之間的堿金屬只有鉀,其相對原子質量為39。答案為B3.3.2用極值法確定雜質的成份在混合物雜質成分分析時,可以將主要成分與雜質成分極值化考慮,然后與實際情況比較,那么就迅速判斷出雜質的成分。例6 將13.2克可能混有以下物質的NH42SO4樣品,在加熱的條件下,與過量的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是 ANH4HCO3、NH4NO3 BNH42CO3、NH4NO3CNH4HCO3、NH4Cl DNH4Cl、NH42CO3解析:假設樣品為純NH42SO4,那么由NH42SO42NH3可知,能產生4.48升NH3,大于4

17、.3升。因此樣品中的雜質造成樣品NH4+的含量小于純NH42SO4中NH4+的含量。這就要求選項的兩種物質中至少有一種物質的NH4+含量小于NH42SO4中NH4+的含量,都大于是不可能的?？蓪溥x答案化學式變形后進展估算: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分子質量兩種氣體組成的混合氣體的平均相對分子質量肯定介于組成氣體相對分子質量之間,三種氣體組成的混合氣體平均相對分子質量肯定

18、介于組成氣體相對分子質量最大值和最小值之間,但這個范圍太大,根據題目內在關系和極值法可使范圍更加準確。例7 0.03mol Cu完全溶于硝酸,產生氮的氧化物NO、NO2、N2O4混合氣體共0.05mol 。該混合氣體的平均相對分子質量是 A30 B46 C50 D66解析:設NO、NO2、N2O4三者的物質的量分別為:x、y、z, x + y + z = 0.05-式那么根據電子守恒可得:3x+y+2z=0.06-式,式減去式得:2x + z = 0.01故NO物質的量的極值為0.005 mol ,N2O4物質的量的為極值0.01 mol假設NO物質的量的為0.005 mol,那么NO2為0.045 mol= =44.4假設N2O4物質的量的為0.01 mol,那么NO2為0.04 mol = =55.2該混合氣體的平均相對分子質量介于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利用極值法能到達目的明確,方法簡便,范圍正確。例8 容積不變的反響容器中,要求通過調節(jié)體系溫度使Ag+2Bg 2Cg達