在化学教学中培养学生的解题优先意识

1、.在化学教学中培养学生的解题优先意识:化学教学的重要目的之一就是要培养学生的思维才能和学习才能。化学的学习过程有其特殊性,首先是对根底知识的感知、记忆、理解和注意,在具备了一定的知识背景根底上,才能去分析和解决化学问题。学生的学习过程围绕着一个需要解决的问题展开,有时用一些常见的数学方法分析,不仅会使解决问题的途径更加直接,而且会加深对题意的理解,举一反三,融会贯穿。:化学;教学;优先意识;学习迁移;梯度;类推化学教学的重要目的之一就是要培养学生的思维才能和学习才能。化学的学习过程有其特殊性,首先是对根底知识的感知、记忆、理解和注意,在具备了一定的知识背景根底上,才能去分析和解决化学问题。学生

2、的学习过程围绕着一个需要解决的问题展开,有时用一些常见的数学方法分析,不仅会使解决问题的途径更加直接,而且会加深对题意的理解,举一反三,融会贯穿。学生学业成绩的好坏,在一定程度上取决于学习策略的优劣。以往对部分学习困难的学生进展教学干预时,总将注意力分别集中在怎样帮助他们对教材内容的理解及对学科学习方法的掌握这两个方面,对学习策略尤其是认知变换策略的指导和训练那么很少,结果收效甚微。实际上学生对知识的理解与掌握并不是非常困难,在解决化学问题时他们的最大障碍是缺乏对信息的再加工才能,难以将内容和方法进展“匹配式思维,即是缺乏认知变换的策略。一个智力平庸的人可以通过正确引导和鼓励不断增强意识,掌握

3、和运用科学思维法。从而在学习上获得飞速的进步。因此,在化学解题教学中,不仅要向学生介绍解题的详细方法,更要注意培养和训练学生的认知变换策略和解决问题的优先意识。1.化学解题与认知变换策略和解题优先意识的关系从某种意义上看,假如说认知策略是关于解决化学问题的策略,而认知变换策略那么是在认知策略的自我意识的根底上、对认知策略不断进展自我调节的策略。化学解题,尤其是求解探究性的化学问题,是一个复杂的智力活动,它是解题者的一种有目的、有方案的科学活动。学生在解题过程中,他们所采取的种种行为,都不是无意识的盲目的尝试,而是有着明确的目的指向的。但由于问题的复杂性,或学生的思维缺陷等主、客观原因,解题的进

4、程有时会中断,或偏离正确的方向。因此,在解题过程中学生应当随时接收有关信息,及时地加以修正和调节。通过自我调节,强化正确,纠正错误。由此可见,化学解题是一个需要不断对所发生的情况进展自我评估并随时加以必要调节的动态过程,也就是一个不断进展认知和再认知认知变换的过程。2.认知变换策略和解题优先意识训练的根本方法G.波利亚把数学问题的解决过程分为四个阶段:弄清问题、拟定方案、施行方案、回忆,根据此原那么,笔者把化学问题的解决粗分为五个阶段:弄清问题、解决方式的使用、新解决方法的寻找、施行寻到的方法、回忆。这五个阶段可用以下图表示:化学解题教学中有关认知变换策略的训练也主要集中在上述几个阶段。主要做

5、法是:2.1弄清问题阶段弄清问题是解题的第一环节,它的任务是获取题目提供的各种信息,以供思维加工。准确、充分地感知题目信息是成功解题的前提条件。在这一过程中,要让学生学会自己对自己提出如下问题:未知条件是什么?条件是什么?是否有隐含条件?为理解决这个问题,我应该怎样做?2.2解决方式的使用阶段求解是解题的中心环节,它的任务是制定解题方案和施行解 题方案。对于一些比较简单的化学问题,指导他们尽可能地用现有的信息去联想、分析,试图使用已有的解题方式进展解题。这一过程中,要让他们学会自己能对自己提如下问题:过去见过这类题吗?该题涉及到哪些根本概念、根底理论?哪些化合物的性质?过去的哪种解题方式与此相

6、关?可以运用它吗?2.3新解决方法的寻找阶段一个好的解题方案并不是一开场就能作出的,它需要在解题过程中经过屡次修正而逐步完善。有的解题途径那么是边解题边探究出来的。对于一些比较复杂的化学问题,当用原有解题方式解决受阻时,应教会他们先如何将实际问题或题设的情景予以分解,找出应答的关键,选择、调用自己贮存的知识块,然后用分解、迁移、转换联想、类比、模拟、改造、重组等方法来探寻新的解决方案。这一过程中,要让学生学会自己对自己提如下问题:我应选择何处作打破口?再看一下未知条件,能否考虑一个具有一样或相似未知条件的熟悉问题?能否用联想、类比、假设、猜测等方法予以打破?假如还不能解决眼前问题,那就先解决某

7、个相关问题,再回头解决眼前问题。2.4回忆阶段回忆是解题的最后一个环节,它的任务是反思解题过程,对解题过程再认识,检验题解的正确性,扩大题解的成果等。为了使回忆对解题起到调节作用,在解题之后,应让学生学会自己对自己提如下问题:我能检验结果的正确性吗?我为什么要这样做?我为什么会想到这样做?我不这样做行不行,还有没有别的方法?这些方法哪个最好?这个问题改变设问角度,还会变成什么的问题?这个结果与方法还能运用于其它问题?3.化学解题的优先意识培养的有效途径3.1构建问题的梯度,打破解题的障碍,开动脑筋寻求解题的最正确方法。如今的考试不仅仅是书本的重现,而是利用所学的课本知识去完成未学的东西。怎样利

8、用这些信息去解决化学问题,就必需要求我们对解决化学问题有个优先的意识。根据试题提供的信息作出迅速而直接的判断和猜测。直接法不按照常规的推理步骤和严密的论证而直接得出结论,因此解题思维简化,判断快捷。运用直接法解题,并非胡乱猜测,而是以扎实的知识为根底,是一种知识的结晶与升华。运用直接法应注意以下三点:1前题:扎实的双基知识。2根底:抓住问题的本质和解决问题的打破口。3关键:准确的再现知识例1矿物胆矾就是CuSO45H2O,当它溶于水渗入地下,遇到黄铁矿FeS2,铜将以辉铜矿Cu2S的形式沉积下来;而反响得到的铁和硫那么进入水溶液,该溶液无臭味,透明不浑浊,绿色,呈强酸性,在有的矿区常可见到这种

9、具有强腐蚀性的地下水俗称黑水渗出地面,上述反响可以用一个化学方程式来表示,试写出配平的化学方程式。解题思路由题给的信息可知:反响物有CuSO45H2O、FeS2、还有可能有H2O。生成物有中Cu2S,硫和铁的价态运用直接法可确定:绿色溶液铁以Fe2+进入溶液;溶液无臭味、透明不浑浊、呈强酸性排除了硫以-2,0,+4等价态进入水溶液的可能,只能以SO42-存在。答案14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4评注试题提供信息隐蔽,但只要我们运用直接法,抓住问题的本质,也不难解决。此题应注意元素化合价的升降,Cu的化合价在反响物中为+2价、生成物Cu2S中为+1

10、价,硫元素化合价在FeS2为-1价、生成物Cu2S中为-2价、生成物FeSO4或H2SO4中为+6价,既升又降,在配平时一定要保证化合价升降总数相等,方可完成任务。3.2让学生在解决化学问题迁移、类推才能中形成化学解题优先意识。3.2.1组成接近类推形成化学解题优先意识例2乙炔、苯、乙醛的混合蒸汽中含碳的质量分数为84%,求混合物中氧的质量分数。做法:从分子式C2H2、C6H6、C2H2H2O改写CH3CHO可以发现,框内有nC=nH,现令混合物为100g,那么mC=10084%=84g,nC=84/12=7mol,所以,nH=7mol,框内质量为84+7=91g,故混合物内有“水9g,其中氧

11、元素质量为916/18=8g,即含氧量为8%。类推 Fe2SO43和FeSO4的混合物中含硫元素的质量分数为a%,求铁元素的质量分数。类推 Na2S、Na2SO3、Na2SO4的混合物中含硫元素的质量分数为x%,求氧元素的质量分数。其中类推题不用赘述我们也会从硫和氧、钠和硫的特定关系进展解析,同时学生自己会产生类推,并归纳出对含三种元素的混合物中求某种元素质量分数的方法。3.2.2化学反响类似类推形成化学解题优先意识例3同主族元素的单质及其化合物在性质上有相似之处,试完成以下反响:Na2S和CS2溶液反响生成黄色物质。P2S5易溶于Na2S溶液。做法:此题可类推到氧化物的性质:Na2O+CO2

12、=Na2CO3 3Na2O+P2O5 = 2Na3PO4因氧和硫是同族元素可以迅速迁移得到:Na2S+CS2= Na2CS3 3Na2S+P2S5 = 2Na3PS4类推:卤素互化物如溴化碘IBr、氯化溴BrCl、氯化碘ICl及拟卤化合物氰CN2、硫氰SCN2、氧氰OCN2的性质与卤素单质的性质相似。试完成以下反响:Na+IBr NaOH+ICl BrCl+SO2+H2O KSCN+MnO2 CN2+H2O KSCN+ KHSO4 做法:因卤素互化物和拟卤化合物性质与卤素单质相似,因此,只要掌握了Cl2的性质与Na、NaOH、SO2、H2O的反响,及Cl2的制备和氯化钾的性质,上述反响就能顺利

13、完成。通过反响类似类推,可进步我们的迁移才能。3.2.3物质制备比照类推形成化学解题优先意识例4碳化钙可用于制乙炔,那么Al4C3、Fe3C、SiC放入水中情况如何?做法: 碳化物有离子型如CaC2、MgC2、Al4C3等,共价型如SiC、B4C3等,只有离子型碳化物会与水作用放出气体,其他不与水反响。MgC2+2H2O = MgOH2+C2H2Al4C3+12H2O= 4AlOH3+3CH4,而Fe3C是介于典型离子型和共价型之间的过渡情况,与水反响但产物复杂。由于物质之间的联络是多种多样的、错综复杂的,因此我们应从多层次、多方位、多角度去分析问题,产生丰富的类推,进展多方面的迁移,使所学知

14、识体系和才能体系有机结合成一体。3.3利用数据缺乏无从下手的计算或混合物组成判断的题,激发学生形成化学解决问题优先意识.极值法在是利用数据缺乏无从下手的计算或混合物组成判断的题,激发学生形成化学解决问题优先意识的有效方法.所谓“极值法就是对数据缺乏无从下手的计算或混合物组成判断的题,极端假设恰好为某一成分,或者极端假设为恰好完全反响,以确定混合体系各成分的名称、质量分数、体积分数的解题方法.3.3.1用极值法确定物质的成份在物质组成明确,列方程缺少关系无法解题时,可以根据物质组成进展极端假设得到有关极值,再结平均值原那么确定正确答案。例5.某碱金属单质与其普通氧化物的混合物共1.40g,与足量

15、水完全反响后生成1.79g碱,此碱金属可能是 ANa BK CRb DLi解析 此题假设用常规思路列方程计算,很可能中途卡壳、劳而无功。但是假如将1.4g混合物假设成纯品碱金属或氧化物,即可很快算出碱金属相对原子质量的取值范围,以确定是哪一种碱金属假定1.4g物质全是金属单质设为R 假定1.40g全是氧化物设为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物质是R和R2O的混合物,那么R的相对原子质量应介于24.361之间。题中已指明R是碱金属,相对原

16、子质量介于24.361之间的碱金属只有钾,其相对原子质量为39。答案为B3.3.2用极值法确定杂质的成份在混合物杂质成分分析时,可以将主要成分与杂质成分极值化考虑,然后与实际情况比较,那么就迅速判断出杂质的成分。例6 将13.2克可能混有以下物质的NH42SO4样品,在加热的条件下,与过量的NaOH反响,可搜集到4.3升NH3密度为17克/22.4升,那么样品中不可能含有的物质是 ANH4HCO3、NH4NO3 BNH42CO3、NH4NO3CNH4HCO3、NH4Cl DNH4Cl、NH42CO3解析:假设样品为纯NH42SO4,那么由NH42SO42NH3可知,能产生4.48升NH3,大于

17、4.3升。因此样品中的杂质造成样品NH4+的含量小于纯NH42SO4中NH4+的含量。这就要求选项的两种物质中至少有一种物质的NH4+含量小于NH42SO4中NH4+的含量,都大于是不可能的。可将备选答案化学式变形后进展估算:NH4HCO3NH42HCO32,NH4NO3NH42NO32,NH4ClNH42Cl2 部分“式量:HCO3=122,NO32=124,Cl2=71,CO3=60,而NH42SO4中,SO4=96,故答案选D。3.3.3用极值法确定混合气体的平均相对分子质量两种气体组成的混合气体的平均相对分子质量肯定介于组成气体相对分子质量之间,三种气体组成的混合气体平均相对分子质量肯

18、定介于组成气体相对分子质量最大值和最小值之间,但这个范围太大,根据题目内在关系和极值法可使范围更加准确。例7 0.03mol Cu完全溶于硝酸,产生氮的氧化物NO、NO2、N2O4混合气体共0.05mol 。该混合气体的平均相对分子质量是 A30 B46 C50 D66解析:设NO、NO2、N2O4三者的物质的量分别为:x、y、z, x + y + z = 0.05-式那么根据电子守恒可得:3x+y+2z=0.06-式,式减去式得:2x + z = 0.01故NO物质的量的极值为0.005 mol ,N2O4物质的量的为极值0.01 mol假设NO物质的量的为0.005 mol,那么NO2为0.045 mol= =44.4假设N2O4物质的量的为0.01 mol,那么NO2为0.04 mol = =55.2该混合气体的平均相对分子质量介于44.4和55.2之间,故答案选B、C3.3.4用极值法确定可逆反响中反响物、生成物的取值范围由于可逆反响总是不能完全进展到底的,故在可逆反响中,分析反响物、生成物的量的取值范围时利用极值法能到达目的明确,方法简便,范围正确。例8 容积不变的反响容器中,要求通过调节体系温度使Ag+2Bg 2Cg达