高中生化学思维能力的培养策略

覃开云+邱建英

【摘 要】本文从物质的分类、守恒规律、矛盾规律、质变和量变规律、现象和本质规律等方面论述培养高中生化学思维能力的策略，使学生更加有效地学好化学、用好化学。

【关键词】化学思维能力 培养策略 物质的分类 守恒规律

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）10B-0148-02

化学是高考理综三门学科之一，如何学好化学，在高考中获得好成绩是每个学生和化学老师共同关注的课题。为此，在平时的教学中，注重学法指导，培养化学思维能力就显得尤为重要。化学思维能力就是认识化学事件，理解化学原理，分析和解决化学问题的综合能力。本文笔者从物质的分类、守恒规律、矛盾规律、质变和量变规律、现象和本质规律等方面论述化学思维能力的培养。

一 、引导学生以物质的分类开始化学的学习

在化学中同一类物质所具有的性质很多时候是相似的，正所谓物以类聚，所以要学好化学首先要对物质进行分类，这样学起来就可以事半功倍。对物质进行分类首先要选择一个分类的标准，例如根据组成是否是同种物质把物质分为纯净物和混合物。对纯净物，根据是否由同种元素组成又可以分为单质和化合物；对化合物，根据物质的性质又可以分为酸、碱、盐等。对物质进行分类的方法常见的有树状分类法和交叉分类法。对不同的物质，按照同一标准进行分类的方法就是树状分类法。前面我们把物质分为纯净物和混合物，又把纯净物分为单质和化合物，化合物又分为酸、碱、盐等就是树状分类法。树状分类法的优点是对物质性质的概括更为深刻。对同一物质，按照不同的标准进行分类，就是交叉分类法。例如硫酸铵，依据阳离子其属于铵盐，依据阴离子其属于硫酸盐，所以硫酸铵具有铵盐的性质，又具有硫酸盐的性质。交叉分类法的优点是对物质的性质概括得更为全面。在高中化学中，经常会遇到这样的一个问题：碳和硅属于同一主族，但是他们的最高价氧化物的熔点为什么相差那么大？我们从物质分类的角度来分析，二氧化碳属于分子晶体，其微粒间的作用力是范德华力；二氧化硅属于原子晶体，其微粒间的作用力是共价键。共价键的强度要比范德华力的强度大很多，破坏共价键所需要的能量要比破坏范德华力所需要的能量高得多，所以二氧化碳熔点很低，而二氧化硅熔点很高。

二、引导学生利用守恒规律分析和解决化学问题

守恒规律贯穿整个高中化学的始终，是分析和解决化学问题的根本指导思想。在氧化还原反应中，还原剂失电子，氧化剂得电子，氧化剂得到的电子数要等于还原剂所失去的电子数，这就是得失电子守恒。在化学反应中，还遵循质量守恒规律，反应物的总质量和生成物的总质量相等，体现在化学方程式中就是反应前后原子守恒。在氧化还原的离子方程式的配平中，先配得失电子守恒，接下来就要看电荷守恒了，即左右两边的正负电荷总数要相等，最后根据原子守恒就可以把离子方程式配平了。在学习化学平衡的时候，化学平衡状态的本质就是正反应速率和逆反应速率相等，这个时候不是反应停止了而是反应还在进行，而且刚好处在一个平衡的状态。在化学计算中，不管计算分成几步，其根本思想就是守恒。

三、引导学生利用矛盾的观点分析和解决化学问题

唯物辩证法认为，事物就是以矛盾存在的共同体，要想正确地认识事物就要认清主要矛盾和次要矛盾。比如，碳酸氢钠和亚硫酸氢钠都是酸式盐，碳酸氢钠溶液呈碱性而亚硫酸氢钠溶液却呈酸性。要究其本质原因，就得从这两种溶液中都存在的两个平衡——电离平衡和水解平衡来分析。

碳酸氢钠水溶液中的两个平衡：

HCO3- 的电离：HCO3- H++CO32-，

HCO3- 的水解：HCO3-+H2OH2CO3+OH-（主要反應）

亚硫酸氢钠水溶液中的两个平衡：

HSO3- 的电离：HSO3-H++SO32-（主要反应）

HSO3- 的水解：HSO3-+H2OH2SO3+OH-

在碳酸氢钠溶液中，以水解反应为主，水解反应是主要矛盾，所以其溶液呈碱性。在亚硫酸氢钠溶液中，以电离反应为主，电离反应是主要矛盾，所以其溶液呈酸性。

又比如在工业合成氨的条件的选择中，要根据反应“N2+3H22NH3（△H<0）”来选择。从化学反应速率的角度分析，温度越高反应越快，所以温度越高越好；压强越大反应速率越快，所以压强越大越好。从化学平衡的角度分析，温度越低转化率越高，所以温度越低越好；压强越大转化率越高，所以压强越大越好。在实际生产中，考虑到单位时间内生产效率，温度不能太低，温度太低，反应太慢，生产效率太低。同时考虑到催化剂活性的问题，温度不能太高，温度太高可能使催化剂失去活性。因此温度一般采用 500 ℃，并用铁触媒做催化剂。同时考虑到设备的成本和维护以及生产能耗方面，压强不能太大，压强太大，设备的购买、使用和维护成本太高，所以一般采用 20 MPa～50 MPa。

因此，在分析化学问题的时候要抓住主要矛盾，主要矛盾解决了，接下来问题就自然可以解决了。

四、引导学生利用质变和量变规律分析和解决化学问题

量变是质变的前提条件，质变是量变的必然结果。例如，往氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，滴加少量氢氧化钠生成氢氧化铝沉淀，当氢氧化钠溶液过量了，生成的氢氧化铝又溶解生成偏铝酸钠。在中和滴定实验中，往盐酸中滴加氢氧化钠溶液，在接近滴定终点附近 pH 出现剧烈的突变。这些都体现了在化学中，由量变引起质变。

五、引导学生利用现象和本质规律分析和解决化学问题

辩证唯物主义指导我们要透过现象看本质。比如，二氧化硫和乙烯分别通入溴水，可以观察到相同的现象——溴水褪色。但二者的本质是不同的，二氧化硫使溴水褪色，是因为二氧化硫和溴水发生氧化还原反应：

SO2+Br2+2H2O= H2SO4+2HBr

乙烯使溴水褪色，是因为乙烯和溴水发生加成反应：

CH2=CH2+Br2→BrCH2-CH2Br

这两者发生反应的机理不同，它们具有不同的本质区别。

六、引导学生利用“实践是检验真理的唯一标准”的观点分析和解决化学问题

化学是一门自然学科，也是一门以实验为基础的学科，遇到化学问题，最终的解决办法还是通过实验来解决。例如，过氧化氢具有强氧化性和弱酸性，将双氧水滴加到滴有酚酞的氢氧化钠溶液中，溶液就由红色变成无色。那么问题来了，是因为过氧化氢把酚酞氧化了，还是过氧化氢把氢氧化钠中和了，才使溶液褪色的？这个时候，我们就可以做这样一个实验来判断：往褪色了的溶液中继续滴加氢氧化钠溶液，如果溶液不变红，则过氧化氢把酚酞氧化了。如果溶液变红，则是过氧化氢把氢氧化钠中和了。

另外，一定的化学思维也有利于培养学生形成正确的金钱观。古人云：钱财乃身外之物，生不带来，死不带去。钻石虽然宝贵，其实就是由碳元素组成的单质。红宝石、蓝宝石，其主要成分也就是氧化铝。高档的白酒卖得再贵，其主要成分都是乙醇和水。要根据自己的经济情况，合理、适当消费。

总之，中学生化学思维能力的发展及其形成，不是一朝一夕之功，而是在教师的引导下，在掌握课本基本知识、基本内容的基础上，将散乱的知识点形成一个知识体系，进而形成化学思维能力。在日常教学中，注重学法指导，培养化学思维能力，促进化学的学习，有利于在高考中获取优异成绩。同时，有的同学进入大学后学的并不是化学专业，将来所从事的工作也不涉及化学，但他具有的化学思维能力也将使他终生受用。

【作者简介】覃开云（1980— ），男，研究生学历，中学一级教师，现就职于柳州高级中学，主要从事中学化学教学研究。

（责编 卢建龙）endprint