高中化学计算教学的探讨

2022-11-15陈丽陈欣

教育周报·教研版 2022年35期

陈丽陈欣

化学计算是指以化学知识与原理为核心和基础，蕴含着一定的数量关系，需要运用数学运算手段解决的化学问题。化学计算的学科本质是对化学问题的数学处理过程，即对物质的组成、结构、性质和变化规律的量化过程。从内容范围上看，主要涵盖物质组成、物质结构、化学反应、探究过程；从表征形式上看，包括符号、文字、图式、表格、流程和模型等形式；从能力考核上看，它是认识物质及解决化学问题的重要能力构成，是能力考核的重要维度。《普通高中化学课程标准》（2017年版）明确指出，体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。化学计算是高中化学学习的一项重要内容，其能从定量的视角，帮助学生深化对物质的性质及其变化规律的认识，加深对化学概念及化学原理的理解，检验学生对知识的综合运用能力。在高考试题中，计算题虽然不是以单独命制的形式出现，但是却渗透到相关的知识模块进行考察，是必考内容。在此，笔者对高中化学计算教学作了一定的探讨。

一、统筹专项训练及主题综合时段，进行化学计算的目标分解。

笔者认为，高中低年级计算进行专项训练内容包括：感知基本概念、理解数量关系、强化过程规范。

（1）专项学习目标可分解为：①基本概念目标：包括内容的理解及分段提升。②方法学习目标：包括方法种类及重点突破守恒法、关系法、比例法等核心方法。③思维过程目标：关注概念表达式、思维发展过程和科学规范要求。④结果表达目标：计算结果正确、有效数字精准及单位运算合理等。

（2）高中高年级进行主题综合计算，其目标可分解为目标、情境、表征和问题四个方面：①计算目标取向来看，包括知识技能、过程方法和态度情感价值观等目标，如反应速率就可分进行影响因素分析、方案设计和滴定分析。②计算情景设计包括研究对象、研究方向、信息选择等方面，关注能力层次和方法运用，如影响因素数目变化、关系分析综合、条件挖掘难易等。③计算表征可在文字、表格、图像和提示等信息等多种变换。④计算问题也可进行多角度变换，如平衡常数计算考查可从表达式考查、三段式过程考查和计算结果精确性考查，也可以作为信息载体进行其他知识的考查。

二、说题训练，展示思维过程

“说题”是笔者在化学计算教学实践中逐步摸索并采用的一种有效的教学策略。“说题”根据其训练的过程分为两个阶段或层次：初期是在学生解题完成之后，教师组织学生重述其解题过程，以整理其解题思路；当学生熟悉了这种教学形式并习惯于整理其解题思路之后，便完全可以用这种方式进行化学计算类习题课的教学，即在化学计算的教学中将重点放在说解题思路而非写解题过程。这样就使课堂教学节奏更简洁明快，还能增加课的容量。同时也是有意识地帮助学生再进行一次解题监控，以找到薄弱环节，从而提高学生的解题能力的过程。学生“说题”的内容可以包括：说核心知识、说题目结构、说解题步骤、说解题格式等，尽量让学生充分展示其思维过程。另外，为了配合学生“说题”，教师在分析讲解习题时，不仅要把知识点及其联系讲深讲透，更重要的是要详尽展示思维的过程，便于学生模仿和学习教师是如何表征问题、如何揭示问题的本质的。

三、重視实践性研究，灵活运用多种学习模式

在新课改的影响下，化学考试题目大多会考察学生对化学知识的实际应用能力，其背景通常是现实生活。像是在2018年全国卷化学考题中就有类似的题目：用氧化还原滴定法测定葡萄酒中焦亚硫酸钠的含量、硫代硫酸钠的纯度以及三草酸合铁酸钾中铁元素的含量等，对于以上这类问题，学生的实际答题準确率却很低，这说明什么问题呢？说明不是学生的计算能力低，而是在日常学习中，学生们并没有接触过用计算来解决真实情境下的问题，实验教学中大多只重视实验结果，学生无法在实验过程中收获真实体验。调查发现，很多学生在解答实验题的时候全凭直觉，对实验过程和条件缺乏清晰的条理，因为没有真正动手实验过，所以无法加入自己的理解与创新，只能机械的背诵书本上的回答。以酸碱中和滴定实验为例，是高中学习中十分常见的化学实验科目，且并不是很复杂的实验，但很多学校也只是单纯的给学生播放了实验视频，没有带领学生动手进行实验，这样会导致学生即使进行大量的相关题目练习，只要情境发生变化，就会做错，根本原因还是学生缺乏真实感受，没有理解实验的核心本质。

四、及时归纳提炼，完善知识体系

对于化学平衡的有关计算、原电池、电解池原理计算、热化学方程式的计算、有机物燃烧及含碳量问题、铝及其化合物相关计算等典型内容归类分析，并引导学生在学习中及时归纳、总结，发现规律，形成解决不同类问题的基本模式，可有效提高学生解决化学计算类问题的成功率，也使其知识储备更有序、有效，同时逐步构建、完善了学生的知识体系。例如，在学习了Na₂O₂与H₂O、CO₂反应后，还可进一步引导学生分析、归纳出以下更多规律：①反应的先后顺序：一定量的Na₂O₂与H₂O、CO₂的混合物反应时，应先考虑Na₂O₂跟CO₂的反应。②气体体积关系：若CO₂和H₂O的混合气体通过足量的Na₂O₂，则产生氧气体积或气体减少体积均为原气体体积的一半。③电子转移关系：当Na₂O₂与H₂O、CO₂反应时，每产生1mol氧气转移2mol电子。这类条件化、组织化、成熟化的高级知识积累越多，学生的知识体系越完善，越便于学生在解题时检索和调用，更易形成完整的解题思路，解题成功率也就越高。