初中科學(xué)溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算思維能力的培養(yǎng)

史杰

【摘要】初中科學(xué)溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算是初中科學(xué)化學(xué)模塊的重要組成部分，也是初中教學(xué)的一個重難點，很大一部分學(xué)生在學(xué)習(xí)該模塊知識時被難住了，影響了初三化學(xué)方程式計算的學(xué)習(xí)，嚴(yán)重打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的自信心。反思其原因是這部分知識點傳統(tǒng)教學(xué)只讓學(xué)生記憶性學(xué)習(xí)，模仿式練習(xí)，屬于淺層式的低效學(xué)習(xí)，忽略了學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，沒有將知識內(nèi)化，碰到實際問題應(yīng)用，知識遷移能力弱，甚至有時顯得束手無策。筆者想通過探討實驗活動教學(xué)促成思維能力形成的教學(xué)方法在溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算課堂教學(xué)中的應(yīng)用，為大家打開一點思路。

【關(guān)鍵詞】思維能力；建模；做中學(xué)；實驗探究

在傳統(tǒng)的溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算中，教師常常出示例題，耐心講解題意，板示規(guī)范的解題過程，然后學(xué)生依葫蘆畫瓢機械地模仿解題過程。課后按照題型分類反復(fù)做，做反復(fù)。剛開始效果比較明顯，但時間一長，存留在學(xué)生記憶中的方法所剩無幾。這種按照固定程序師生間的學(xué)習(xí)信息聯(lián)絡(luò)，從學(xué)生的角度看來，沒有問題意識，缺乏創(chuàng)新，是一種低效的學(xué)習(xí)方式。

建構(gòu)主義提倡在教師指導(dǎo)下以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)，教師是意義建構(gòu)的幫助者、促進(jìn)者，而不是知識的傳授者與灌輸者。學(xué)生是信息加工的主體、是意義的主動建構(gòu)者，而不是外部刺激的被動接受者和被灌輸?shù)膶ο蟆Ｒ虼耍诮虒W(xué)過程中，幫助學(xué)生培養(yǎng)思維能力，是學(xué)生提高學(xué)習(xí)能力的重要途徑。

有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算是初中化學(xué)的重點和難點內(nèi)容。把握此內(nèi)容不僅要求學(xué)生能靈活運用基礎(chǔ)知識，也要求學(xué)生具有一定的審題能力、數(shù)學(xué)運算能力、總結(jié)歸納能力，綜合能力較強。教學(xué)中要牢牢抓住概念，真正理解溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的含義，才能以不變應(yīng)萬變。筆者把常規(guī)做習(xí)題的課堂改變成以學(xué)生實驗活動為主體的課堂，通過活動過程的觀察、思考、抽象和概括，培養(yǎng)學(xué)生建構(gòu)概念、分析問題、解決問題的思維能力，而不是簡單地通過講授把知識硬塞給學(xué)生，所以想從課堂實踐的收獲中分享以下幾點做法。

一、利用實驗活動，促進(jìn)學(xué)生對“溶液”概念本質(zhì)的理解

溶液概念的教學(xué)著重在于引導(dǎo)學(xué)生體驗概念的形成過程，在生動、豐富的情景中通過學(xué)生的積極思考，通過分析、歸納，形成概念，在應(yīng)用中理解概念。首先，對實例觀察：將氯化鈉、蔗糖、泥沙、植物油放入水中進(jìn)行外觀比較。其次，對實例現(xiàn)象加工：分析四種混合物中由于分散顆粒不同而呈現(xiàn)不同的外觀；將外觀均一、穩(wěn)定性作為分類的關(guān)鍵特征分為溶液和濁液，利用經(jīng)驗歸納溶液是均一、穩(wěn)定的混合物。再次，整合、鞏固概念：通過判斷硫酸銅溶液、高錳酸鉀溶液、氫氧化鈣溶液等是溶液，牛奶、肥皂水等不是溶液。充實溶液的組成，學(xué)會判斷溶質(zhì)、溶劑、溶液的名稱。最后，概念的應(yīng)用：對涉及俗稱、簡稱的物質(zhì)要求能判斷溶液組成，如碘酒、酒精、稀硫酸等。

二、創(chuàng)設(shè)情景和活動，幫助學(xué)生對“溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)”的概念由定性認(rèn)識到定量認(rèn)識

教師在三只燒杯中放入等質(zhì)量的水，放入一定量的硫酸銅晶體。學(xué)生通過觀察和思考，得出了三種溶液顏色由淺到深，濃度由小到大，顏色越深，濃度越大的結(jié)論。教師引導(dǎo)：三種溶液所含溶劑質(zhì)量相同，溶質(zhì)質(zhì)量不同，所以組成各不相同。平時濃與稀只能粗略地表明一定量的溶液里所含溶質(zhì)的多少，但在實際應(yīng)用中，常常要準(zhǔn)確知道一定量溶液里含有溶質(zhì)的質(zhì)量，初中主要學(xué)習(xí)溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。基于學(xué)生知道溶液是由溶質(zhì)、溶劑按照一定質(zhì)量比混合而成的，能感悟到各成分之間的關(guān)系，教師直接給出溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義公式和推導(dǎo)公式。課堂上為了幫助學(xué)生理解溶液的形成過程，明確溶質(zhì)的質(zhì)量和溶劑的質(zhì)量占比，以及溶液總質(zhì)量的含義，小組開展配置溶液實驗。

例：小敏準(zhǔn)備用10克食鹽和50克水配置一杯溶液，請你利用準(zhǔn)備的實驗器材配置溶液，并計算這杯溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

為了使學(xué)生能更好地對溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)概念定量認(rèn)識，可以將每組稱量的食鹽質(zhì)量和水的質(zhì)量不同，在數(shù)據(jù)交流和匯總的時候再進(jìn)行比較。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，深刻理解溶液各組成之間的質(zhì)量變化關(guān)系和比例關(guān)系，歸納出增大和減小質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方法，從而培養(yǎng)學(xué)生理解量變引起質(zhì)變的思維方式。

三、開展科學(xué)探究活動，培養(yǎng)學(xué)生探究性思維能力

科學(xué)實驗探究活動能產(chǎn)生引人注意的問題，又能提供種種感性材料，引發(fā)學(xué)生進(jìn)行認(rèn)真的觀察和積極的思維。實驗探究教學(xué)的關(guān)鍵是啟發(fā)學(xué)生在“做中學(xué)”，引導(dǎo)學(xué)生分析、歸納、抽象、概括和培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的過程。通過實驗中觀察到的現(xiàn)象，由表及里地認(rèn)識事物的本質(zhì)。

例：實驗室有一杯蔗糖溶液，小敏想通過實驗知道這杯蔗糖溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，請你設(shè)計實驗方案，利用實驗器材幫小敏探究出這杯溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

學(xué)生通過小組合作學(xué)習(xí)設(shè)計出實驗方案：用天平稱出燒杯和蔗糖溶液的總質(zhì)量→蒸發(fā)水分獲得干燥的固體蔗糖→用天平稱出固體蔗糖的質(zhì)量→用天平稱出空燒杯的質(zhì)量

從實驗中獲得溶質(zhì)的質(zhì)量是5克，溶液的質(zhì)量是33.2克-15克=18.2克

（學(xué)生用自己實驗中的數(shù)據(jù)計算）

觀察溶液判斷溶質(zhì)是抽象的，通過蒸發(fā)獲得溶質(zhì)是具體的，學(xué)生認(rèn)識到溶液中溶質(zhì)是客觀存在的。探究活動雖然占用了大量的時間，但無形中激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，實驗活動使學(xué)生的智力潛能處于最活躍的狀態(tài)，不僅對溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的學(xué)習(xí)有所“知”，還有所“思”，幫助學(xué)生完成了創(chuàng)造性思維的全過程。

四、養(yǎng)成構(gòu)建模型習(xí)慣，培養(yǎng)邏輯性思維能力

建模解題思路是指學(xué)生在面對數(shù)量關(guān)系復(fù)雜和題干信息比較抽象的題目時，把題干中的信息建立模型，化抽象為具體，散亂為有序，幫助自己理清題目意思，提高解題的效率，同時解題的正確率也會大大提高。

例：實驗室有一杯80克溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的硫酸銅溶液和一杯120克溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫酸銅溶液，當(dāng)兩杯溶液混合后，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

教師引導(dǎo)學(xué)生采用“畫杯”法進(jìn)行分析，通過圖解，為學(xué)生營造一個直觀的情境，有助于學(xué)生分析各個物理量之間的邏輯關(guān)系，從而培養(yǎng)了學(xué)生對多個數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)邏輯思維能力。當(dāng)然，學(xué)生要養(yǎng)成建模的習(xí)慣，還要在平時做習(xí)題時不斷強化。

五、組織趣味型游戲教學(xué)活動，發(fā)展學(xué)生思維的主動性

通過角色扮演組織學(xué)生在情境中學(xué)習(xí)。學(xué)生站在所扮演角色的角度來體驗、思考，從而構(gòu)建起新知識的脈絡(luò)，培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力。整個教學(xué)過程始終滲透著師與生、生與生之間的交流合作，體現(xiàn)教師的主導(dǎo)，學(xué)生的主體地位，同時在體驗學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)了學(xué)生的團隊協(xié)作精神和合作能力。正如那一句格言：“只是告訴我，我會忘記；要是演示給我，我就會記住；如果還讓我參與其中，我就會明白。”在學(xué)習(xí)溶液稀釋問題的時候，每位學(xué)生分別扮演一個常用量，如濃、稀溶液質(zhì)量（m濃，m稀），濃、稀溶液的密度（ρ濃，ρ稀），濃、稀溶液的體積（V濃，V稀），濃、稀溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（W濃%，W稀%）等制成卡片，隨機發(fā)給一些學(xué)生。出示若干練習(xí)題，學(xué)生根據(jù)題目，快速確定到哪些量，如何列式計算，從而確定是否該拿起卡片到講臺前并確定該站在哪個位置上。

例：某實驗室需要配置200克10%的硫酸溶液，需要98%的硫酸（ρ=1.84克/厘米3）多少毫升？

正確的結(jié)果應(yīng)是標(biāo)有上述五張卡片的學(xué)生迅速跑到講臺前相應(yīng)的位置上。游戲中有些同學(xué)該上的沒上，不該上的上了，也有上來的學(xué)生跑錯了位置。但是一旦出錯，就會有同學(xué)指出，直到得出正確結(jié)論。整個活動中，全體學(xué)生都積極參與活動，思維活躍，在錯誤中糾正，在糾正中認(rèn)識各個物理量之間的邏輯關(guān)系。同時也增強了競爭意識和榮譽感，使每位學(xué)生都得到了鍛煉的機會。此游戲若分組進(jìn)行競賽，氣氛更加熱烈，全班同學(xué)注意力高度集中，大家積極思考、互相合作、討論分析。“游戲比賽”可以成為學(xué)生釋放學(xué)習(xí)潛力的一種有效手段，游戲是一種自然狀態(tài)下的“信息娛樂化”方式的體驗活動，游戲可以培養(yǎng)認(rèn)知、情感和行為技巧，有助于培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力。

溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算是初中科學(xué)物質(zhì)科學(xué)中的一個知識模塊，前后知識是相互聯(lián)系貫通的，教學(xué)過程中應(yīng)從概念教學(xué)入手，因材施教，低起點，重落實，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，從而提高學(xué)生的應(yīng)用能力和綜合能力。在實踐中發(fā)現(xiàn)，通過開展實驗活動、科學(xué)探究活動、趣味型游戲等，學(xué)生參與課堂的積極性、學(xué)習(xí)的興趣被調(diào)動起來了，這不僅增強了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識，更重要的是在參與活動的過程中培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力，學(xué)生解答此類問題的速度快了，正確率也高了，特別是學(xué)生對這一題型的畏難情緒與往屆學(xué)生相比大大改觀。學(xué)生思維能力的培養(yǎng)是一項復(fù)雜的工程，教師只有在日常教學(xué)中不斷地學(xué)習(xí)、反思和總結(jié)，才能獲得滿意的教學(xué)效果。

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