巧设题组训练促进知识内化培养思维品质
2015-09-30王荣桥
化学习题是初中化学教学的重要组成部分，是学生理解知识、巩固知识、应用知识的基本途径，是形成技能、发展智力、培养能力的重要手段[1]。教学实践证明，单一零散的化学习题，学生只靠简单模仿，缺乏对比和感悟，思维固化，往往就题论题、陷入题海，不利于思维品质、创新意识、创新能力的培养，也达不到举一反三、融会贯通的目的。教学中我们通过改换题目背景、改换解题思路、改换物质种类、改换表述形式、改换设问角度等多种方式设计题组训练，让学生在体验中感悟，在思考中内化，优化解题方法，培养思维品质，提高学习效率。
一、改换题目背景 设计相似性题组 培养学生思维的批判性
（一）模仿学习 理清思路
学习“化学反应中的有关计算”时，在学生自学完教材中的例题之后，我们可以紧接着出示与例题背景相近、原理相似、难度相等的题目，通过学生练习，进一步规范解题步骤、答题格式，初步形成根据化学方程式计算的基本技能。
题目1：在一硬质玻璃管中盛放着8g Fe2O3，通过CO气体高温加热完全反应并冷却后，此时玻璃管内固体物质中所含铁的质量为（ ）
A. 6.8g B. 5.6g C. 2.8g D. 1.2g
学生通过审题后，很快利用化学反应的方程式进行计算，并能得出正确结果。
（二）求同存异 优化思路
学会根据化学方程式的简单计算，这只是万里长征开始的第一步，要进一步强化学生的计算技能，优化解题方法，培养学生的发散思维能力。
针对题目1学生的解法，笔者提出疑问：还有没有其他解法呢？在经过了一番讨论后，大家认为，在整个反应过程中，铁元素的质量守恒。于是学生尝试利用化学式进行计算，计算的结果和利用化学方程式计算所得结果完全相同。通过比较，学生认为：利用化学式解答此类习题比利用化学方程式解答步骤简洁、结果准确、省时省力。
（三）设置陷阱 把握思路
为防止学生步入利用化学式解题的误区，提高学生的甄别、对比能力，笔者展示题目2。
题目2：实验室用分解过氧化氢（H2O2）的方法制取氧气，76g过氧化氢完全分解，可以生成多少克氧气？
多数学生自主选择了利用化学式求解，笔者指定少数学生利用化学方程式求解。学生发现两种方法计算的结果截然不同，怎么会出现如此结局呢？小组讨论，找出了问题的根源所在：分解过氧化氢（H2O2）制取氧气时，过氧化氢中的氧元素没有完全转化为氧气，有一半进入到了水中，所得结果不同。因此，只有给定物质中的某元素完全转化为我们的目标产品，才可利用化学方程式或利用化学式进行计算，得到正确计算结果。
二、改换解题方法 设计递进式题组 培养学生思维的发散性
（一）依据质量 建立变量关系
在有多个化学反应发生的体系中，当有气体放出或沉淀生成时，会导致体系内的溶液质量发生变化，依此为突破口，顺藤摸瓜，找到对应物质，建立质量关系式。
题目3：现有9.3g NaOH与Na2CO3的固体混合物与50g质量分数为19.6%的稀硫酸混合，恰好完全反应，所得不饱和溶液的质量为57.1g，则原固体混合物中含有碳酸钠的质量为（ ）
A. 5.3g B. 2.3g C. 4.6g D. 6.9g
学生根据化学反应方程式，利用二元一次方程组进行求解，只有少数学生得出了结果，但是，解题过程比较啰唆。笔者提问：减少的质量是哪种物质的质量？学生恍然大悟：反应后减少的质量即为所产生的二氧化碳气体的质量，利用这一质量，根据Na2CO3与H2SO4反应的化学方程式，得到了关系式：Na2CO3～CO2，据此便可得到Na2CO3的质量。
（二）依据组成 建立等量关系
在明确了体系内物质总质量守恒的基础上，教师再次引入了“根”（原子团）的质量守恒，如题目4所示。
题目4：取NaOH与Na2CO3的固体混合物18.6g与98g质量分数为20%的硫酸溶液恰好完全反应，所得溶液中只含溶质Na2SO4，则Na2SO4的质量为（ ）
A. 14.2g B. 19.6g C. 21.7g D. 28.4g
多数学生还是利用化学方程式进行了求解，步骤烦琐，计算复杂，费时费力，很难得出计算结果。此时，笔者进行了引导：从组成上看Na2SO4与H2SO4有什么共同点？学生很容易想到都含有“SO4”，所得产物Na2SO4与反应物H2SO4中“SO4”的质量相等，于是学生利用SO4～Na2SO4这一关系，便很快求解出Na2SO4的质量。
（三）依据终态 建立差量关系
为加深学生对关系式解题方法的理解和应用，教师展示题目5，指导学生利用终态分析法优化解题方法。
题目5：向MgO和CuO的混合物12g中加入稀硫酸至恰好溶解，再向所得溶液中加入NaOH溶液至恰好沉淀完全，生成Mg（OH）2和Cu（OH）2沉淀的总质量为15.6g，则参加反应的NaOH的质量为（ ）[2]endprint
A. 3.6g B. 8.0g C. 16.0g D. 18.0g
发现多数学生束手无策、望题兴叹。于是，教师引导学生分析本题发生的化学反应：
①MgO+H2SO4=MgSO4+H2O
②CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
③MgSO4+2NaOH=Mg（OH）2↓+2Na2SO4
④CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+2Na2SO4
根据以上反应的化学方程式，得到如下关系式：MgO～Mg（OH）2，CuO～Cu（OH）2。原固体混合物中MgO转化为Mg（OH）2、CuO转化为Cu（OH）2后，固体增加的质量（即差量）可以“看成”水的质量，由此便可得出氢元素的质量，根据氢氧化钠的组成，可得到如下关系式：H～NaOH，据此，根据氢元素的质量可以求得NaOH的质量。
三、改换物质种类 设计对比性题组 培养学生思维的灵活性
（一）一般物质 套公式计算
题目6：20℃时，把5g氢氧化钠固体加入95g水中，所得溶液的溶质质量分数是（ ）
A. 大于5% B. 小于5%
C. 等于5% D. 无法判断
氢氧化钠易溶于水且不与水反应，当它全部溶解时，直接套用溶质质量分数的计算公式进行计算，便可顺利得到答案。
（二）结晶水合物 按无水物计算
题目7：把5g胆矾晶体（ CuSO4·5H2O ）加入95g水中，所得溶液中溶质的质量分数是（ ）
A. 大于5% B. 小于5%
C. 等于5% D. 无法判断
题中溶质的质量为3.2g，学生解答此题时，往往认为是5g，从而走入计算的误区，导致产生错误的结果。
（三）与水反应 按产物计算
题目8：20℃时，把5g氧化钠固体加入95g水中，所得溶液中溶质的质量分数是（ ）
A. 大于5% B. 小于5%
C. 等于5% D. 无法判断
由于氧化钠溶于水时会与水发生反应：Na2O+H2O=2NaOH，反应后的溶质不是氧化钠而是氢氧化钠，需要根据反应的化学方程式计算氢氧化钠的质量，进而求解反应后溶液中溶质的质量分数，像氧化钠、氧化钾这类能与水反应，且产物易溶于水的物质，计算溶质质量分数时需注意这一点。
（四）微溶物质 依溶解度计算
题目9：20℃时，把5g氧化钙固体加入95g水中，恢复至原温，所得溶液中溶质的质量分数是（ ）
A. 大于5% B. 小于5%
C. 等于5% D. 无法判断
生石灰溶于水时发生的反应为：CaO+H2O=Ca（OH）2，根据该化学方程式可计算出生成的Ca（OH）2质量为7.4g，但20℃时Ca（OH）2的溶解度约为0.17g，因此7.4g Ca（OH）2不会完全溶于94.4g水中，所得溶液中溶质的质量不是7.4g，所得溶液的质量也不是100g。计算时我们可利用该温度下生成物的溶解度求解溶液中溶质的质量分数。
四、改换表述形式 设计相近性题组 培养学生思维的广阔性
（一）饼状图题 对比扇形大小
题目10：甲、乙、丙、丁四种物质，在一定的条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法正确的是（ ）[2]
A.丁一定是化合物
B.丙一定是这个反应的催化剂
C.该反应可能是碳酸钙分解
D.参加反应的甲的质量一定等于生成的丙和乙的质量之和
根据饼状图中各板块显示的物质比例份额的变化，可以得知：甲物质质量减少，应为反应物，乙物质、丁物质质量增加，应是生成物，丙物质的质量在反应前后没有变化，可能是催化剂，该化学反应属于化合反应，参加反应的甲的质量一定等于生成的丙和乙的质量之和，从而顺利得出答案。
（二）柱状图题 对比柱状高低
题目11：一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示，下列说法正确的是（ ）[3]
A.丁是该反应的催化剂
B.该反应的基本类型是分解反应
C.该反应中乙、丙的质量比为3∶17
D.该反应中甲、丙的质量比为7∶10
该题以柱状图为载体，给出反应前后物质的质量分数变化，对比明显、变化直观、创意新颖，学生依据“柱状图”高低很容易判断反应前后物质的质量变化，很快得出答案。
（三）模型图题 对比小球种类
题目12：已知：“
A. 只含
C. 只含
利用反应的微观示意图，学生不仅能判断物质的微观构成，还能清晰地判断构成分子的原子数目，准确分析物质中所含的元素种类、原子数目等。
五、改变设问角度 设计变化性题组 培养学生思维的创新性
（一）画模型图 挑战想象能力
题目13：在宏观、微观、符号之间建立联系，是化学学科特有的思维方式。若“●”表示氢原子，“○”表示氧原子，请用图示完成下列空白：
让学生画出2个氢分子，加深了学生对物质微粒观念的建构，学生通过画分子模型，在画中思考、画中感悟，真正体会到了化学式中不同位置数字的含义，避免了死记硬背，提高了辨别能力。
（二）画流程图 挑战设计能力
题目14：21世纪是海洋开发与利用的世纪。烟台的“十二五”规划确立了“蓝色经济”发展战略，海洋化学资源的综合利用将是重点发展的领域之一。
（1）海水制碱。氨碱法制纯碱的流程图如下：
完成图中括号中的内容：① ；
② ；③ 。
（2）海水制镁。工业上一般用电解熔融状态的氯化镁制取金属镁，若以卤水（含有硫酸镁、氯化钠和氯化钙）为起始原料来制取金属镁，请画出制取镁的流程图[3]。
题目虽然取材于课本，但考查的视角却比较新颖，学生通过“画”流程图，加深了对知识的理解和应用，突出了学科知识的应用价值。
（三）画装置图 挑战探究能力
题目15：化学实验是进行科学探究的重要手段，下图是实验室中常见的实验装置。
请回答下列问题：
（1）写出图中标号为①和②的两种仪器的名称：① ，② 。
（2）实验室要制取二氧化碳，应选用的发生装置是 ，收集二氧化碳气体，应选用的装置是 。
（3）要使E装置收集到纯净的氢气，请将图中E装置补充完整。
学生通过画氢气的收集装置，理解了导气管需要伸入瓶底的真正原因，加深了对排空气法收集气体的理解，走出了背实验的误区，为顺利完成实验操作做了很好的铺垫。
通过变式训练，因势利导、逐层推进，学生的视野得以开阔，学生的知识得以内化，学生的能力得以提高，学生的情感得以增强。学生进一步明确知识之间的相互联系，拓展了思维，激活联想力和创造能力，每个层面的学生各有所获，体会到了成功的喜悦，激发了学习兴趣，提高了学习效率。参考文献：
[1]王荣桥. 一题多变 举一反三 融会贯通 培养能力[J]. 中学化学教学参考，2014（5）：56.
[2]薛金星.2014年全国各省市中考试题全解（化学）[M].北京：北京教育出版社，2014.
[3] 王荣桥.解读中考化学识图题[J].化学教学，2015（1）：88-90.endprint
