初中生化學計算障礙及教學策略研究

顧吉吉

(江蘇省蘇州市吳江市盛澤第二中學 江蘇蘇州 215200)

一、課程標準對化學計算的基本要求

《義務教育化學課程標準（2011版）》中要求初中生掌握的化學計算主要有：利用相對原子質量、相對分子質量進行物質組成的簡單計算；進行溶質質量分數的簡單計算；根據化學方程式進行簡單計算；綜合計算四大類型[1]。課程內容上將化學計算融入各個單元的具體教學中，從定量角度用數學處理的方式加深學生對化學概念和原理的理解，使他們進一步掌握物質的性質及其變化規律，培養他們的思維能力、分析問題和解決問題的能力。因此，化學計算必然是初中化學教學的重要內容。在化學教學實踐中發現，雖然平時花費了大量的時間講解和訓練，但初中學生學習化學計算仍普遍覺得困難，問題究竟出在哪里？

二、學生進行化學計算出現的障礙

（一）對化學概念和原理掌握不透徹是學生計算的最大問題

化學課程標準要求“根據化學方程式進行簡單的計算”，說明化學計算的重點并不在數學運算方法上，而是對概念、原理以及量的關系的理解上。許多計算方法以元素化合物知識為基礎，化學式、化學方程式及溶液組成等蘊含的量的關系為依據，進行分析、判斷、推理、運算。如果學生對基本概念和原理掌握不全，或是只停留在機械記憶的表面，沒有本質理解，那談何應用呢[1]。

例如：“4g鎂和1g氧氣發生反應生成5g氧化鎂”是否符合質量守恒定律？

學生會存在困惑：研究質量守恒定律時運用的是物質質量的加減關系，而根據化學方程式計算運用的是物質質量的比例關系，是否有矛盾？學生往往簡單地認為：符合質量守恒定律就是指反應物質量總和與生成物質量總和相等?？蓽蚀_理解質量守恒定律即“參加反應”的反應物和“反應后生成的”生成物，兩者之間既滿足加減關系，又符合質量比例關系，并不矛盾。關鍵是學生要認識到“參加反應”的反應物和“所有”反應物是存在區別的。在此基礎上，可根據質量關系求出4g鎂未全部參加反應。

（二）學生對化學計算存在畏難心理，缺乏獨立思考的意識

化學課程始于日常生活中的物質，加上有趣的實驗，一開始就能引起學生強烈的好奇心和極大的興趣。但從第三章開始，化學學習從宏觀進入到微觀世界，實驗大幅減少，化學用語機械記憶增加。建立在化學式和方程式上的定量計算難度層層遞進，學生開始覺得枯燥無味，進而產生厭煩心理。特別是第六章開始出現綜合性計算，部分學生無法下手，直接放棄。經常性地無法克服化學計算所帶來的困難，會使學生逐漸產生畏難心理，進而形成心理陰影，缺乏學習動力。也有部分學生依賴參考答案或同學的幫助，但缺乏信息提取、加工，分析的過程，思維長期缺乏鍛煉，以后類似題目依舊無法獨立解決[2]。

（三）學生存在閱讀障礙，無法有效提取信息

近些年的中考試題閱讀量越來越大，形式也越來越多變，綜合計算往往是結合生產生活實際或是大型探究實驗。除了常見的文字形式，還包括圖形、表格等。而在化學計算中，閱讀是獲取信息的第一步。在有限的考試時間中，在緊張的考試氛圍中，很多學生缺乏閱讀指導，無法快速讀完題目、讀懂題目、找出關鍵詞、提取相應信息，導致化學計算無法進行[3]。

三、初中化學課程中化學計算的教學策略

本文以“溶液的稀釋計算”為例，簡單分享自己的計算教學策略?！叭芤旱南♂尅边@一知識點從屬于溶液中溶質的質量分數這一塊。課程標準對其表述為“能進行溶質質量分數的簡單計算”，行為動詞是“簡單計算”。但要求為C級即達到“認知性學習目標的水平”中的高級水平。教材上第11頁有一道例題，但難度較大，我校很多學生對這一知識點存在畏難心理，中下同學甚至抱有放棄的心態，為此，我從以下幾方面來改進教學。

（一）創設真實的應用情境，增加學習計算的源動力

問題情境：最近大家都知道全國流感爆發，我們地區也不少學生感染，老師專門從網上購買了一瓶消毒液展示標簽，但是此產品為2倍濃縮配方，需稀釋后使用，請同學們幫忙操作。

把計算“鑲嵌”在真實的問題情境中，并輔助一些商品標簽、說明書、表格、圖像等作為已知條件，增強了應用性。學生在解決生產、生活中有關“量的問題”的過程中，真正體驗到了定量研究方法在生產生活中的重要作用，消除了學生的抵觸心理，認知內驅力油然而生，有意義的主動學習才能進行。

（二）循序漸進，分層次達成目標

根據維果茨基“最近發展區”理論，制定適合學生的“最近發展區”。只有降低計算難度，使學生嘗到成功的喜悅，才能使其克服畏難心理，建立學習化學計算的自信[4]。

例1：一瓶酒精濃溶液（閱讀標簽，選擇相關信息）

（1）可以配制成多少克75%的消毒酒精？

（2）需要加水多少克？

例2：配制20%的鹽酸溶液100g

（1）需要市售37%的濃鹽酸多少克？

（2）需要市售37%的濃鹽酸多少毫升？

例3：（1）配制20%的鹽酸溶液100ml需要37%的濃鹽酸多少毫升？

（2）需要加水多少毫升？

針對學生做題時暴露出來的典型錯誤而設置問題、逐步加深，將原來的一步登天變成可以一步步接近目標的可攀登的階梯，將復雜的問題劃分為簡單的小問題，通過降低學生的心理難度而減少學生對化學計算的厭煩感。同時，課堂上教師上要分層提問，特別是對化學計算有障礙的學生，要讓他們通過順利完成一個接一個的小問題，逐步提升他們的自我效能感，激發其內在的潛力，提高學生學習化學計算的興趣。

（三）理清思路，構建知識網絡

假如把學生腦中的基本化學知識比作是超市上的貨品，如果將知識分類排放，有條有理整整齊齊，那提取時也會相當方便快捷。相反，若是物品擺放凌亂不堪，提取知識的環節就會出現障礙。因此，在教學中需要教師培養學生及時梳理知識、構建有效知識網絡的習慣。

例如，“溶液稀釋”的教學中，先得進行知識梳理：

⒈濃溶液變成稀溶液最常用的方法是什么？

⒉加入水以后，溶質、溶劑、溶液的質量分別發生了怎樣的變化？

3.求加入水的體積是不是就用稀溶液體積減濃溶液體積？

利用稀釋前后溶質質量不變，引導學生進行思考和討論，并歸納總結出稀釋公式。利用濃縮液1比1稀釋后總體積小于2倍的學生實驗來形象突破“加入水的體積”思維誤區。通過思考和實際檢驗，加深學生對化學計算公式的理解與記憶，效果明顯比死記硬背的機械方法好。思維過程進行外化（如圖所示）。

（四）結合典型例題，理清解題思路

很多學生能夠記住稀釋的公式，可一遇到類似題目還是覺得無從下手。其實無論哪一類題型都有解題的一般思路和普遍方法，教師要幫助學生抓住題型的個體特點，理清解題思路。比如教材中的例題：實驗室需配制10%的稀硫酸200g，需要溶質質量分數為98%，密度是1.84g/ml的濃硫酸多少毫升？需再加水多少毫升？（水的密度是1g/ml）

第一步，認真讀題，圈出關鍵詞，比如各種數據和物理量；

第二步，分析每個數據所代表的物理量，對“濃”和“稀”進行分類；

第三步，帶入各種公式，計算出結果。

第四步，檢查題中數值、單位、公式或化學用語是否正確等。如濃/稀溶液中對應的密度是否弄錯，所加的水的體積是否用稀溶液減濃溶質，單位是否需要換算等。

在以后的計算教學中，教師要精心選“好題”，精講典型例題，但又不局限于就題論題，要總結方法，授之以“漁”，達到舉一反三的效果。學生是學習的主體，再多的解題策略指導還是需要學生的內化及不斷的試錯，讓學生進行錯題整理分析，及時糾錯反思，學有所悟才能提升思維能力。