初中生化學解題錯因分析及教學對策

符愛琴

初中生化學解題錯因分析及教學對策

符愛琴

（常州市朝陽中學江蘇常州213004）

初中生主要是受化學前概念的影響、沒有形成元素化合物知識網絡以及缺失化學解題策略三方面因素導致化學學習困難，文章據此提出相應的教學對策，利用概念辨析去干預前概念影響、用三大主線構建知識網絡以及化學等量等四大策略突破解題的難點，以此防錯和糾錯，并讓錯題成為有效的教學資源。

初中化學；錯因分析；錯題教學

一般意義上，錯題就是學生做錯了的題，可以是試題，也可以是作業題。錯題的背后反映的是學生在知識背景、認識水平、思維能力、解題習慣等方面存在的種種問題。

一、錯題現象

“除去二氧化碳中少量的一氧化碳”、“某物質3.2g完全燃燒生成水7.2g，生成二氧化碳8.8g；計算說明該物質含有哪些元素？各元素的質量比為多少？”

類似于這樣的題有高達60%以上的學生出錯，而且有的學生甚至一錯再錯。學生能認識到錯題對學習的影響，在情感上也不回避錯題，但普遍缺乏良好的錯題管理意識和系統的錯題管理策略。［1］很少有學生能夠主動高屋建瓴自上而下地去發現問題和處理問題，剖析錯題成因，從知識板塊、知識點、題型、解題的方法和思路，以及涉及到的基礎知識的角度去判斷分析，彌補自己的不足，提高自己看問題的洞察力和思維判斷力。

筆者通過四年多的錯題研究發現，錯因分析能幫助學生發現錯誤的本質原因進而改善自身的學習，同時有利于教師的補償教學，發現教學規律，因此，錯題是一種生成的學習資源，也是一種重要的教學資源。

二、錯因分析

初中化學學習的一般過程，是通過感知、加工、形成、聯系整合和運用，將化學知識信息傳遞、運動的過程。在這個過程中學生某一環節出現偏差都可能導致學習出現問題，發生錯誤。初中化學易錯題形成主要有三方面的成因：

1.化學前概念的影響

前概念是指學生已有的經驗水平，是學習科學概念的基礎，人們往往是根據親身體驗來理解概念的［2］。合理因素占主導成分的前概念對概念的學習起積極作用；反之，則對概念的學習起阻礙作用。例如，在學生的經驗中，燃燒是一個質量減少的過程、金屬鐵易生銹而金屬鋁不易生銹等，這樣的經驗即為概念學習的阻礙因素。

【例1】配制500mL20%的硫酸溶液，需要98%的硫酸溶液多少毫升？需加水多少毫升？（20%的硫酸溶液密度為1.14g/mL，98%的硫酸溶液密度為1.84g/mL）

錯解V濃硫酸=63.2mL V水=V稀硫酸-V濃硫酸=500mL-63.2mL=436.8mL

分析學生的前概念就是量可以簡單加減，體積也不例外。這一前概念已經得到了無數次的強化，因此在不同微粒間存在空隙，不同的物質間混合后的體積不再等于兩者體積簡單相加之和，這個新的概念學習沒有能替代前概念，仍舊運用錯誤的前概念解決問題。

學生在學習初三化學課程之前已經有了十多年的生活經驗，接觸了形形色色的化學現象，因而他們頭腦中自發形成的前概念涉及的范圍是相當廣泛的。當然這種廣泛是相對的，他們對能看得見、摸得著、日常生活經常接觸的事物形成了較多的前概念，而對那些比較抽象的化學知識則很少有前概念。例如學生對燃燒、溶解等均有較多的前概念，而對化合價、化學反應方程式等則很少有前概念。學生所具有的這些前概念情況對化學教學既有好的一面也有不利的一面。學生的前概念（片面的、甚至錯誤的）有極強的頑固性。學生甚至在學習了化學課程幾周后，又恢復了最初的原有概念。為什么前概念如此頑固呢？這是因為學生花費了相當的時間與精力建構了自己的認知結構、知識體系（都是樸素的），他們在心理上以及在理智上都離不開它們。學生頭腦中的那些前概念含有對自然界的先入為主的印象，又是自己切身體驗到的東西。因此，學生往往對自己早先形成的各種前概念深信不疑，不自覺地將這種原有的觀念遷移到新學知識中去。在化學實際教學中，我們教師如果無視學生的前概念，學生認知結構中的前概念不但會妨礙新知識的獲得，而且會導致學生產生更多的片面的、甚至是錯誤的概念。

2.元素化合物知識欠缺

元素化合物知識的學習經過感知、加工、理解階段后，應使獲得的某物質的各個片斷知識相互聯系、綜合起來，借助于化學符號系統使這符號化，形成對該物質的完整認識。

【例2】A、B、C、D、E五種物質均為初中化學中所涉及的常見物質，它們存在如右圖的轉化關系，“→”表示可以向箭頭所指方向一步轉化，弧線表示兩種物質間可以發生反應，C是常見氣體，D是常見單質，（反應條件與其他物質均已略去）。

請回答下列問題：

（1）若A在常溫下為液體，則C的化學式為______；

（2）若A在常溫下為氣體，則C的化學式為______；

（3）無論A在常溫下為液體還是氣體，B的化學式均為______，D的化學式均為______；

（4）寫出A→E的化學方程式：__________________。

錯解錯誤情況較多。

分析常溫為液體，這是水突出的一個性質，但僅僅知道這一點還遠遠不夠。還得知道水能和什么物質之間可以相互轉化。水與氧氣、水與氫氣、水與碳酸、水與葡萄糖之間都能相互轉化。CO2與CO、CO2與葡萄糖、CO2與碳酸、CO2與O2之間也都能相互轉化，在同一題目中同時進行檢測，學生只要其一有遺漏就不能正確推導出來。只有完整地認識該物質，聯系整合，使新舊知識聯系形成一個整體系統的知識網絡才能避免這類錯誤。

3.化學解題策略缺失

形成化學易錯題還有一大重要原因是解題策略和方法的缺失。化學解題策略是以研究化學原理和定律來揭示原型的形態、特征和本質的方法，是以簡化和直觀的形式來顯示復雜事物或過程的手段。如何在實際問題中構建思想方法，借助相關規律解決問題是一個重要環節。

【例3】一定量的木炭在盛有氮氣與氧氣混合氣體的密閉容器中充分燃燒后，生成CO和CO2，且測得反應后混合氣體中碳元素的質量分數為24%，則其中氮氣的質量分數可能為（）

A.10%B.30%C.50%D.70%

錯解A、C、D都有。

分析此題有三種物質，卻只有一個已知數據24%。學生錯在缺乏“極限策略”的解題方法。“極限策略”是中學階段思維層次較高的一類解題方法。此類題一般假定有兩種可能，然后分別求這兩種情況的物質的量，而事實數據就在這兩個極端值之間。

三、教學對策

在整理錯題、歸類錯題和分析錯題成因的基礎上，我們可以充分運用錯題編寫“初中化學經典易錯題”的各類糾錯試卷、錯題網站和糾錯游戲來幫助學生糾錯，建立個人錯題管理和個人作業質量分析工具。除此之外，教師在課堂教學中針對學情、把握教學起點，進行“防錯”預設。

1.概念辨析干預前概念影響

教師在進行教學設計時應調查、誘導學生暴露原有的概念以獲得學生前概念的準確信息，然后認真分析、辨別學生頭腦中已有的概念對新概念學習的作用是消極的還是積極的，以便正確選擇適當的教學策略。

教師教學可從多角度引發學生的認知沖突，即讓學生意識到正確的結果與自己所想的不一樣，二者有沖突，進而主動去思考為什么會出現不一樣，擺脫前概念的干擾。教師切忌急于用自己的思想去“同化”學生的錯誤觀點、錯誤認識。還可以通過預先設置的“陷阱”、以錯誤誘導錯誤，有意識地把學生思維深處的東西挖掘出來，同時通過概念的錯誤羅列激活學生思維的廣度，將往屆學生錯題庫中常見錯誤解法進行羅列，在問題情景中教，讓學生分析其他學生學習中存在的障礙，瓦解自身的錯誤觀念、分享幫助他人從錯誤走向成功的快樂感。

概念辨析時還要引導學生關注易混淆概念的特征。如，氧化物和含氧化合物，分子、原子和離子的易混淆概念，在概念教學時可抓住關鍵特征進行對比。

【例4】硫代硫酸鈉晶體是一種恒溫保溫瓶的填充物，硫代硫酸鈉（Na2S2O3）屬于（）

A.氧化物B.酸C.堿D.鹽

分析盡管硫代硫酸鈉是沒有學過的物質，但是將四個概念進行組成分析，學生馬上發現，它屬于鹽。

氧化物酸堿鹽組成特點X+氧氫+X X+氫氧根X+酸根…

學生頭腦中的不少前概念會促進科學概念的建構與掌握。這樣的前概念對教師和學生來說都是一種資源，我們應該把這種“資源”作為讓學生理解新知識的“生長點”，引導學生從原有的前概念生長出新的科學概念。

2.三大主線構建知識網絡

以“知識主線、知識點、知識網”的方式，將元素化合物知識結構化、網絡化、系統化，防錯止漏。學習具體的單質、化合物時既要以“結構→性質→用途→制法→保存”為思路，又要從該單質到各類化合物之間的橫向聯系進行復習，同時結合元素周期律，將元素化合物知識形成一個完整的知識網絡，這樣就給學生自主學習和形成知識腦圖提供方向與策略。

（1）根據重要物質組成性質用途為主線構建網絡

組成性質用途等關系

以氧氣為例構建物質知識網絡

（2）根據含相同元素的物質間轉化為主線構建網絡

以碳元素為例的物質間轉化網絡

（3）根據常見的不同物質之間轉化為主線構建網絡

不同物質間相互轉化形成網絡

在復習構建知識網絡的過程中，還要培養學生的概括與比較、歸納與總結、融合與抽象等化學學科的思想方法，從而培養學生的思維能力和自學能力。

3.四種解題策略突破難點

（1）化學等量策略

有些題，需要根據題目的內容和要求，尋找解題的關鍵條件——元素質量不變或物質質量不變，如何尋找到這些相等的量至關重要。

【例5】3.2g某種鐵的氧化物被H2完全還原后可得到2.24g鐵粉，則這種鐵的氧化物的化學式為（）

A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe3O2

此題要求鐵的氧化物是哪種，其實是求化學式中鐵原子和氧原子的個數比，找到問題的關鍵就容易了，想一想，原子個數比等于元素質量比除以相對原子質量，反應前后鐵元素質量不變，氧元素的質量=3.2g-2.24g= 0.96g，用公式就能求出鐵與氧的原子個數比。

（2）化學轉化策略

所謂轉化策略就是把要解決的問題轉化為另一個較易解決的問題或已經解決的問題，化難為易，化繁為簡，化未知為已知。

【例6】在由CO2和O2組成的混合氣體中，測知碳元素的質量分數為20%，則混合氣體中CO2和O2的質量比為多少？

分析這是常州市的一道中考題，學生錯誤率很高，涉及到的已知條件不是那么具體，學生不能從中分析出要求物質的具體數值，這時我們可以引導學生采用轉化的思想，設混合氣體的質量為100g，這樣各個量就有了真實可推的數據。

（3）化學極限策略

【例7】有一種金屬樣品，可能由鎂和鋅中的一種或兩種組成。現取一定質量的該金屬樣品與足量稀硫酸反應，鎂在金屬樣品中的質量分數（x）與反應生成氫氣的質量（y）為右圖所示的一次函數關系。根據圖像回答下列問題：

（1）若該金屬樣品由純鎂組成，生成的氫氣為______g。

（2）若該金屬樣品由純鋅組成，生成的氫氣為______g。

（3）若該金屬樣品由等質量的鎂和鋅組成，生成氫氣的質量為___________g。（用帶有b1、b2的代數式表示）

分析根據題中提示，橫坐標是鎂在金屬樣品中的質量分數，那如果該金屬樣品由純鎂組成，那鎂就是100%，生成的氫氣則為b2g。若該金屬樣品由純鋅組成，則鎂就是0%，那氫氣就是b1g。各一半的話，氫氣就是（b1g+b2g）/2。

（4）化學整體計算策略

在題中給出的已知條件很有限，若求單個的物質或元素的量很困難甚至不可能，這時，我們可以尋找與其相關的整體物質（也可能是某些元素）的量，利用它們間的聯系可求未知量。

【例8】鋅粉、鋁粉、鎂粉的混合物3.8g與一定量溶質質量分數為25%的稀硫酸恰好完全反應，將反應后的混合物蒸發水份得固體（不含結晶水）11g，則反應中生成氫氣的質量為（）

A.0.15gB.0.20gC.0.30gD.0.45g

分析已知的量只有混合物的量，生成的三種鹽的總質量11g，還有三種金屬混合物的質量，這里的整體就是三種鹽的混合物，除去鹽中的金屬元素就是硫酸根的質量11g-3.8g=7.2g，如果不采用整體計算的思想，將無從下手求氫氣的質量。

化學解題策略運用的同時還不能忽略易錯題中的一些隱蔽條件，解題時學生要仔細分析，審題，推敲關鍵詞語，從化學變化、化學現象、化學條件和操作步驟等方面去尋找挖掘隱含條件。

［1］符愛琴.錯題管理：從一道經典易錯題談起［J］.化學教育，2008，(12)：39～41

［2］王磊，蘇伶俐，黃燕寧.初中生化學前科學概念的探查——科學學習心理的研究［J］.心理發展與教育，2000，(1)：37-42

［3］周青.化學學習論［M］.西安：科學出版社，2010：9

1008-0546（2012）01-0011-03

G632.41

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10.3969/j.issn.1008-0546.2012.01.005