浅议模型认知定势化的成因与破解之道

2020-09-10孙佳英

世界家苑·学术 2020年7期

孙佳英

摘要：分析了模型构建过程中存在的定势化倾向，从典型高考答题中寻找模型定势化的成因，通过课堂教学中定量思维渗透、探究实验应用、经典原理全面理解等方面探讨突破模型定势化的做法。

关键词：模型;定势化;成因;破解

“模型构建与应用”在实际化学教学中对树立教师个人教学风格，提升学生学习化学效率，帮助学生提升解题能力等方面具有重要作用，因此应用广泛。“模型认知”要求“通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立模型。能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律” 。在实践中对于“模型认知”的认识常出现偏颇，笔者从典型高考题答题情况切入，分析“模型认知”定势化的成因，寻求破解之道。

1 模型认知定势化的主要成因

1.1 定量思维缺失造成模型定势化

【浙江高考题节选】……确定该粉末仅Na、Fe、N、O四种元素。……固体粉末部分溶解……可溶物为化合物甲;不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸。

取13.0g化合物甲，加熱使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L。单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。

（1）甲的化学式为 ;

（2）设计实验，探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分（不考虑结晶水合物）。

主要问题：第一问时出现Na3N（氮化钠）较多，显然是学生死记化合价，忽视实际数据造成的结果。第二问不少学生想分别对这两种进行鉴别，典型的回答如“取一定量的样品加热，若产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，则说明含有NaHCO3;另取一定量的样品于试管中加水溶解，滴加少量CaCl2溶液，产生白色沉淀，则说明含有Na2CO3”。这样的回答，显然是学生在解题时首选通过化学实验的定性现象来作为思维模型的首选。

1.2 脱离真实情境造成思维定势化

【浙江高考】通过实验得出的结论正确的是

A.将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加BaCl2溶液，出现白色沉淀，则该固体试样中存在SO42-

B.将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加KSCN溶液，没有出现血红色，则该固体试样中不存在Fe3+

C.在某固体试样加水后的溶液中，滴加NaOH溶液，没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，该固体试样中仍可能存在NH4+

D.在某固体试样加水后的上层清液中，滴加盐酸出现白色沉淀，再加NaOH溶液沉淀溶解，则该固体试样中存在SiO32-

主要问题：该题主要是考察常见离子的检验，学生对于B、C两项难以决断。“NH4+遇NaOH溶液加热后能产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体”、“含Fe3+的溶液滴加KSCN溶液产生血红色溶液”，这两个结论已经在学生头脑中根深蒂固，以至于学生对于题干中“固体”预先设定为“纯净物”或者溶于水后的溶液中离子是“单一离子”。实际上B项中固体中含有能与Fe3+的反应的还原剂时就可能出现“滴加KSCN溶液，没有出现血红色”。C项中若含有能优先与NaOH溶液反应的离子（如H+），则滴加NaOH溶液，就有可能不会产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的现象。

我们都知道物质世界中都是混合物，但是为了领学生入门，通常采用由易到难的教学方法，而将物质“纯化”处理，但是忽视了将物质置于现实生活的真实情境中深化学习，导致学生“第一印象”的深刻烙印。

2 模型定势化的破解

2.1 化学教学从定性深入定量

化学学习中定性和定量是必需的两种思维方法，缺一不可。定量是化学作为自然科学的属性，是化学从经验走向科学的必经之路。在实际教学中，培养学生的定量思维习惯，训练定量计算能力是教师必备的能力，也是学生走向更高层次的必由之路。

【案例1】碳酸钠与碳酸氢钠混合物中除杂与纯度测定

问题1：除去固体Na2CO3中含有的少量杂质NaHCO3

学生讨论，得出方案：取固体置于试管中，用酒精灯加热至固体质量不变。

问题2：除去固体NaHCO3中含有的少量杂质Na2CO3

学生讨论，得出方案：将固体溶于水，通入过量的CO2，低温蒸干溶液。

问题3：Na2CO3和NaHCO3混合物，设计实验方案测定混合物中Na2CO3的纯度。

学生讨论、完善方案、计算结果。

方案①：取一定质量（m克）的混合物，溶于水，滴加足量的Ba（OH）2溶液，搅拌、振荡，充分反应后，过滤、洗涤、干燥、称量，得沉淀m1克。