论化学教学中的有序思维训练

刘 刚

(湖南省邵阳市一中化学组,湖南 邵阳 422000)

论化学教学中的有序思维训练

刘 刚

(湖南省邵阳市一中化学组,湖南 邵阳 422000)

授之以鱼,不如授之以渔,授之以渔,不如授之以渔性。教会学生一些知识,不如教会学生掌握这些知识的方法,而教会学生掌握知识的方法,又不如培养学生良好的思维品质。文章就如何在化学教学中渗透有序思维训练,培养学生思维品质提出自己的探讨和见解。

有序思维训练 ;思维品质 ;同分异构体

授之以鱼,不如授之以渔,授之以渔,不如授之以渔性。教会学生一些知识,不如教会学生掌握这些知识的方法,而教会学生掌握知识的方法,又不如培养学生良好的思维品质。真正的学习兴趣产生于学习者本身,而学习者本身对学习产生兴趣主要是感受到了一种至美——思维世界的美,思考的美。让学生经常去体验思维世界的美必然能激发学生的学习兴趣,这种深层次的体验是上网、看电视、玩游戏无法触及的。化学学习中那种细腻的思维就是一种至美。勒夏特列得出“若改变影响平衡的一个条件,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动”,除了带领学生用浓度、温度、压强对化学平衡的影响理解,我们还要告诉学生,这是自然界最基本的规律之一,这是万事万物的本能反应,受到挤压一切物体都会有本能的反应来减轻压力,但这种反应是消极的,不可逆转,“仅能减弱影响而不能消除影响”,只有具备创造能力的人在受到压迫时奋起反抗可能发生逆转。又如化学反应自发进行的方向是趋向于“焓减,熵增”,除了引导学生理解“焓减是使本身能量趋向于降低——即放出热量,熵增是使混乱程度增加——固→液→气”,我们还可以告诉学生,这也是一种人性,只考虑自发进行,即无任何法律、道德规范、自身意志控制,我们人的生活也趋向于懒惰 (能量降低),趋向于混乱 (生活无规律),想想自己,就理解了化学反应自发进行的方向。这种既天马行空又细腻有序的思维最能使老师和学生间产生思维的共鸣。

一、化学有序思维训练之同分异构体确定

确定同分异构体的关键是思维顺序是否合理,命题十分灵活,思维顺序变化万千 (若不及时规范总结,可能出现解题越多思维越乱,解题信心越不足的现象),然最基本的几种思维顺序是根基所在,进行系统性的训练对解题起着以不变应万变的作用。2007年 9月,我送完 07届高三毕业生后,继续担任 08届三个班的化学教学工作,根据高考命题结合自己的教学经验,我将同分异构体确定的几种思维顺序定为:碳链异构确定思路;烷基结构种数确定及应用;官能团异构——碳链异构——官能团位置异构 确定顺序规范。将碳链异构确定思路定为基础中的基础,对学生进行强化训练,这种训练在教学中取得了非常好的效果,现将基本的训练思路摘录如下 (不包括高考原题引入,强化练习,高考原题对比测试)

(一)碳链异构及基本有序思维训练

原则:主链由长到短,甲基不挂端点,已基不挂二号碳,丙基不挂三号碳……

思维顺序:从中心到一端 (注意对称);先整后散 (支链数由少到多);先同后异,先邻后间,间一,间二……(有两个或两个以上支链时);

1.烷烃同分异构体的确定 (画出碳链结构):

(三)官能团异构——碳链异构——官能团位置异构——顺、反异构 确定顺序

1.看清题目要求 (即限制条件,此步最关键)

2.找官能团异构 (确定所含官能团,即确定物质类别)

3.各类别中找官能团位置异构及碳链异构

[例]1.芳香族化合物 C7H8O的同分异构体有5种;苯甲醇 (1)+苯甲醚 (1)+甲基苯酚 (3:邻、间、对)

[例]2.芳香族化合物 C7H6O2的同分异构体有5种;苯甲酸 (1)+甲酸苯酯 (1)+羟基苯甲醛 (3:邻、间、对)

我从所教的每个班级选取 15名学生 (成绩优、中、差各 5名),用高考原题组合了两套难度差不多的试卷,训练前进行一次测试,训练后又进行一次测试,将两次试卷进行认真仔细的比较分析,发现有些同学粗心大意的问题解决了,有些同学急躁缺乏耐心的毛病慢慢改正了,100分的总分,普遍测试成绩有 20分左右的提高。我又逐一找到这些学生进行交谈,很多学生反映经过两次训练后 (一次基本思维顺序和习惯训练,一次强化练习),原来感觉很难的题现在已能轻松完成,考虑问题比以前思路清楚了很多,学习上逐步有了信心。更重要的,大部分同学都变得重视学习方法,更喜欢思考问题,也逐渐体会到了有序思维的魅力,希望自己能尽快养成做事有规划,有步骤,有目标的思维习惯和思维品质。一部分同学要求我将其它和有序思维有关的内容也给训练训练,于是,我又搞了两个知识点的解题训练,效果都比较好。现摘录学生简案如下:

二、化学有序思维训练之有机物分子式确定

(一)确定有机物的组成元素 (此步必须到位)

(二)确定有机物的实验式 (最简式)(三)

确定有机物的分子量:①标况密

度法:②相对密度法:③极值法:[例

]若 A分子中 C、H元素质量分数之和为 86.67%,其余为 O,且 A的相对分子质量小于 200,则 A的分子式为＿＿。

(四)由实验式 (最简式)结合分子量确定分子式[例 1]取某有机物 3.0克在适量氧气中恰好完全燃烧,产物只有 CO2和 H2O,将所得产物依次通过足量无水 CaCl2和足量碱石灰,无水 CaCl2增重 3.6克,碱石灰增重 6.6克,判断由此能否确定该有机物分子式,若能,写出该分子式;若不能,请说明理由＿＿。

[例 2]苹果酸在分离提纯后的化学分析如下:①相对分子质量不超过 160,取 2.68g苹果酸完全燃烧后只生成 CO2和 H2 O,测得 CO23.52,H2O1.08g②1mmol该酸与足量的 NaHCO3反应放出 44.8mLCO2,与足量的 Na反应放出 33.6mLH2(气体体积均已折算为标准状况);③该分子中存在四种化学环境不同的碳原子和五种化学环境不同的氢原子。则苹果酸的分子量为＿＿,分子式为＿＿,结构简式为＿＿;苹果酸

有一种同分异构体,其分子中只存在三种化学环境不同的碳原子和三种化学环境不同氢原子,该同分异构体结构简式为。

三、化学有序思维训练之化学反应先后顺序确定及应用

例 1.书写离子方程式

FeB r2溶液中通入少量 C l2:

FeB r2溶液中通入过量 C l2:

Fe I2溶液中通入少量 C l2:

Fe I2溶液中通入过量 C l2:

例 2.判断下列反应能否发生,能发生反应则写出离子方程式;不能发生反应则说明理由

Ba(NO3)2溶液中通入 SO2:

Ba(NO3)2溶液中通入足量后 NH3再通入 SO2:

HC l酸化的 Ba(NO3)2溶液中通入 SO2:

例 3.向含 0.1mo lCa(OH)2和含 0.1mo lNaOH的溶液中缓慢通人 CO2充分反应, 作出生成沉淀的质量随通人 CO2的物质的量的变化图:

例 4.将 7.8gNa2O2和 21gNaHCO3置于密闭容器中加热充分反应后,排出所有气体,求所得固体的质量。

[解析]例 1.(1)C l2先与 Fe2+反应,Fe2+反应完后再与B r-反应 (若 Fe2+未反应完 ,C l2与 B r-反应生成 B r2,则:2Fe2++B r2=2Fe3++2B r—)

(2)C l2先与 I-反应,I-反应完后再与 Fe2+反应 (若 I-未反应完,C l2与 Fe2+反应生成 Fe3+,则:2Fe3++2 I-=2Fe2++

I2)

例 2.SO2与 Ba(NO3)2溶液不反应 (若反应则生成BaSO3↓和HNO3,二者会反应,不可能同时生成);若先通入足量 NH3则生成 (NH4)2SO3,再与 Ba(NO3)2溶液反应生成 BaSO3↓;若用盐酸酸化,H+、NO3-会将 SO2氧化为 H2SO4,H2SO4与 Ba(NO3)2反应生成 BaSO4沉淀。

例 3.CO2先与 Ca(OH)2反应,Ca(OH)2反应完后再与NaOH反应 [若 Ca(OH)2未反应完,CO2与 NaOH反应生成Na2CO3,则 :Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓ +2NaOH]

例 4.Na2O2先与 CO2反应,CO2反应完后 Na2O2再与 H2O反应 (若 CO2未反应完,Na2O2与 H2O反应生成 NaOH,则:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O)

笔者个人认为,化学学科训练的思维能力中,有序思维能力是比较重要的一种,化学实验设计和实验操作中有很多是需要严格规范思维顺序的,化学计算要想做到快而精确,思维顺序也非常重要。关于有序思维能力的培养,有待更多的老师去探讨和研究。

[1] 普通高中课程标准实验教科书《化学 1》(必修)[M].北京;人民教育出版社,2004.

[2] 刘知新,王祖浩 .化学教学系统论 [M].广西教育出版社第246页.

[3] 钱学森 .关于思维科学[M].上海;上海人民出版社,1986:129～141.

On How to Develop Studen ts’O rder ly Th ink ing Ab lity And Good Th ink ing Hab its in the Process of Chem istry Teach ing.

L IU Gang
(No.1M idd le Schoo lof Shaoyang CityM ail code,Shangyang 422000,Hunan)

It’ s better to teach aman to fish than to give him afish;however,it’ s best to cu ltivate hisown ablity to think about how to fish.Sim ilarily,it’ smore important to teach studentshow to learn than to teach them only know ledge,but the bestway is to train students’ablity oforderly thinking in order to learn better.Thispaper ismain ly on how to develop students’thinking ab lity and good thinking habits in the p rocess of chem istry teaching.

quality of thinking;o rderly thinking;orderly think ing ab lity training

G712

A

1671-5004(2010)06-0138-02

2010-11-06

刘 刚 (1974—),男,湖南省邵阳县人,邵阳市第一中学一级教师。