初中化學(xué)復(fù)雜計(jì)算問題解決的教學(xué)策略

龔建勛

（甘肅省慶城縣慶城中學(xué)，甘肅慶城 745100）

初中化學(xué)教學(xué)中的計(jì)算比重雖然較低，卻是學(xué)科思維轉(zhuǎn)變的重要節(jié)點(diǎn)，一系列化學(xué)計(jì)算的基本規(guī)則與思考方式在該階段逐步形成，為后續(xù)的化學(xué)知識學(xué)習(xí)以及運(yùn)用化學(xué)知識解決實(shí)際問題奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然而也正因?yàn)槿绱耍踔谢瘜W(xué)計(jì)算問題的教學(xué)現(xiàn)狀很難滿足當(dāng)下需求，具有進(jìn)一步提升的緊迫性。

一、初中化學(xué)計(jì)算問題類別與特點(diǎn)

（一）初中化學(xué)計(jì)算問題的基本類別

初中化學(xué)更多是傾向于定性分析，如化合物與單質(zhì)的識別，不同化合物之間的各類型反應(yīng)等。對于計(jì)算能力相關(guān)的知識點(diǎn)相對較少，大致可以按照具體內(nèi)容分為三個基本類別。其一是針對物質(zhì)自身的計(jì)算，主要包括了物質(zhì)組成的表示層面，原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量或某種原子所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算等。如計(jì)算甲烷中氫元素的質(zhì)量比重等。其二是以質(zhì)量守恒定律為核心知識點(diǎn)的化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)算。對反應(yīng)前后生成物質(zhì)量的變化計(jì)算、對化學(xué)反應(yīng)式進(jìn)行的配平計(jì)算等。如在置換反應(yīng)中，3g 鋅與足量的氯化鐵溶液反應(yīng)可以生成多少克的鐵。其三是對溶液或氣體反應(yīng)中質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算。如將1mol氫氧化鈉加入3L12%氯化鐵溶液充分反應(yīng)后鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算。

上述三種模式是初中化學(xué)階段較為常見的計(jì)算類別，在實(shí)際計(jì)算中常常會應(yīng)用到兩種或兩種以上的計(jì)算原理與公式，這種可以被認(rèn)定為是初中化學(xué)所需要面對的復(fù)雜計(jì)算。

（二）初中化學(xué)計(jì)算的特點(diǎn)

從對計(jì)算問題的類別中不難發(fā)現(xiàn)，初中化學(xué)計(jì)算題的計(jì)算要求相對簡單，即使是涉及多個知識點(diǎn)的復(fù)雜計(jì)算，在實(shí)際操作中也存在一定的一般性規(guī)律，具體表現(xiàn)為如下四個方面：

1.物質(zhì)分析清晰。初中化學(xué)涉及的反應(yīng)方程式相對簡單，如化合反應(yīng)、分解反應(yīng)等一般僅涉及1—2 種反應(yīng)物與1—2種生成物，其中利用高錳酸鉀制取氧氣便屬于較難的化學(xué)反應(yīng)。而初中化學(xué)計(jì)算題中的物質(zhì)分析相對清晰。但是值得注意的是，清晰的物質(zhì)反應(yīng)正是后續(xù)計(jì)算準(zhǔn)確的客觀保障，部分初中生對于化學(xué)方程式的把握成為了計(jì)算題求解的“短板”，這也使得復(fù)雜計(jì)算能否有效求解并不在于計(jì)算而在于對過程的理解，進(jìn)而形成了獨(dú)特的化學(xué)計(jì)算方式。

2.計(jì)算過程簡便。更多情況下，初中化學(xué)的計(jì)算較為簡便。在能夠分析出化學(xué)反應(yīng)的過程并列明化學(xué)反應(yīng)方程式的基礎(chǔ)上，剩余計(jì)算部分僅僅是比例的計(jì)算。如二價的鋅在置換反應(yīng)中與三價的鐵元素之間的比例是3：2 的關(guān)系，從而可以推演出參與反應(yīng)的鋅的摩爾數(shù)是鐵的三分之二的結(jié)論性關(guān)系，后根據(jù)不同元素之間的摩爾質(zhì)量差異可以在簡單的乘法中求解具體反應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量。基于此，初中化學(xué)計(jì)算的復(fù)雜性在于干擾因素的排出以及化學(xué)反應(yīng)過程的分析上，對于具體的計(jì)算能力要求并不高。在實(shí)際的學(xué)生解答實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)，對于過程分析的錯誤占比能夠超過80%，而由于計(jì)算失誤造成求解錯誤的情況相對少見，且絕大多數(shù)均可以通過檢驗(yàn)來予以避免。

3.障礙元素較多。在實(shí)際計(jì)算問題的設(shè)計(jì)過程中會提供多種干擾選項(xiàng)，進(jìn)而影響學(xué)生計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。較為常見的分為三種：其一是提供過量物質(zhì)。在初中階段基本上不考查反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的相關(guān)知識點(diǎn)，可以認(rèn)為全部可反應(yīng)物質(zhì)均能夠完全反應(yīng)。在此過程中提供多余的物質(zhì)，即實(shí)際反應(yīng)量小于給出量作為干擾選項(xiàng)。其二是問題的干擾。在具體的題目中并不對具體的求解問題直接設(shè)問，而是在設(shè)問中提供限定條件。如在求解溶液中質(zhì)量分?jǐn)?shù)時，對于生成沉淀的部分應(yīng)該予以剔除。其三是對已知條件進(jìn)行干擾，如提供并不參加反應(yīng)的物質(zhì)或反應(yīng)前后質(zhì)量不變的物質(zhì)作為干擾。這就需要學(xué)生在計(jì)算的同時明確掌握化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的原理。

4.步驟特性明顯。初中化學(xué)計(jì)算題在實(shí)際求解過程中可以遵循基本步驟，對干擾因素進(jìn)行去除，進(jìn)而使得計(jì)算過程較為明晰。按照一般性復(fù)雜計(jì)算題的基本出題思路，其主要步驟可以分為四個。首先，需要列明化學(xué)反應(yīng)方程式，在這一過程中需要對反應(yīng)方程式的配平進(jìn)行計(jì)算，這是后續(xù)計(jì)算開展的先決條件。針對部分常見的反應(yīng)，學(xué)生可以通過記憶的方式降低計(jì)算量。其次，需要按照題干要求對部分干擾項(xiàng)進(jìn)行去除，如針對溶液組分的計(jì)算中，反應(yīng)中生成的沉淀、固體等物質(zhì)應(yīng)該予以去除。再次，利用物質(zhì)守恒定律對化學(xué)反應(yīng)過程中的物質(zhì)形態(tài)發(fā)生的變化進(jìn)行檢驗(yàn)，進(jìn)而達(dá)到提高準(zhǔn)確性的根本目的。最后，按照物質(zhì)的比例進(jìn)行對應(yīng)的計(jì)算。

二、初中化學(xué)計(jì)算問題解決中存在的問題

（一）學(xué)生存在的問題

1.忽視基礎(chǔ)。初中化學(xué)為初中階段開設(shè)的新學(xué)科，課程前期的內(nèi)容要求相對較低。如對混合物、純凈物、單質(zhì)的判斷相對簡單，學(xué)生也很容易掌握。但是，正是此種情況導(dǎo)致學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)知識往往并不扎實(shí)。當(dāng)上述知識點(diǎn)在復(fù)雜計(jì)算中以干擾項(xiàng)進(jìn)行呈現(xiàn)時，學(xué)生容易忽略，進(jìn)而造成題目計(jì)算得不準(zhǔn)確。從上文的類別分析中也不難發(fā)現(xiàn)，針對干擾項(xiàng)的排出是復(fù)雜計(jì)算中的關(guān)鍵，由于學(xué)生忽視基礎(chǔ)知識，這一部分常常成為解題過程中的“丟分項(xiàng)”。除了基礎(chǔ)知識相對簡單容易被忽略的客觀因素之外，還存在由于熟悉而忽視變化的情況出現(xiàn)。部分化學(xué)反應(yīng)在不同條件下表現(xiàn)不一，學(xué)生往往習(xí)慣了一種化學(xué)反應(yīng)方程式，而忽視了具體題目的變化。

2.急于求成。初中化學(xué)計(jì)算更多的是針對比例的計(jì)算，如對于置換反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物的摩爾數(shù)相同，在實(shí)際計(jì)算中僅需要按照配平比例對摩爾質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算便可以解決該類型的計(jì)算。但是，部分學(xué)生由于急于求成，并沒有理清全部化學(xué)反應(yīng)方程式的基本過程與原理，便采用“簡便算法”壓縮計(jì)算步驟，造成中間過程的缺失，進(jìn)而產(chǎn)生錯誤。

（二）教師存在的問題

1.過程分析重視不足。教師在教學(xué)過程中對于化學(xué)反應(yīng)的過程往往是一句帶過，認(rèn)為這是學(xué)生應(yīng)該掌握的基礎(chǔ)性能力。實(shí)際上，初中化學(xué)復(fù)雜計(jì)算錯誤的大部分原因均來源于學(xué)生對于化學(xué)反應(yīng)的過程以及其中參與的具體物質(zhì)了解得比較模糊。簡而言之，正是“基礎(chǔ)性知識不好”而導(dǎo)致的化學(xué)復(fù)雜計(jì)算問題壓力較大。教師并未針對這一問題對教學(xué)方法進(jìn)行有效的調(diào)整，而是采用“題海”或者變相的“題海”戰(zhàn)術(shù)來解決計(jì)算問題。此種方式不僅無法起到提升能力的效果，相反還會使得學(xué)生感到“厭倦”，從而降低對于化學(xué)學(xué)習(xí)的主觀能動性。

2.評價體系不科學(xué)。對于學(xué)生的評價多以學(xué)生的成績?yōu)榇怼＜词故窃谟?jì)算題的單項(xiàng)評價中也往往更重視計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。在前文的分析中不難發(fā)現(xiàn)，初中化學(xué)的復(fù)雜計(jì)算求解中，計(jì)算能力并非起到?jīng)Q定性作用。而沒有對學(xué)生的具體計(jì)算過程與分析過程進(jìn)行獨(dú)立的評價不利于學(xué)生找到問題的關(guān)鍵。且此種評價方式還容易打擊學(xué)生的自信心，長此以往使得學(xué)生失去了對化學(xué)計(jì)算的興趣，甚至產(chǎn)生不必要的“畏懼”心理，不利于學(xué)生的化學(xué)知識學(xué)習(xí)。除此之外，教師對于學(xué)生計(jì)算過程缺少有效的評價，也無法幫助學(xué)生改善當(dāng)下的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，不利于問題的發(fā)現(xiàn)與解決，很容易產(chǎn)生一道題一錯再錯的情況出現(xiàn)。

3.回顧性教學(xué)較少。受限于教學(xué)內(nèi)容與課時，在教學(xué)過程中對于學(xué)生的回顧性培養(yǎng)主要交由學(xué)生自主完成。如幾乎全部的教師均要求或建議學(xué)生建立“錯題本”定期對做錯的題目進(jìn)行總結(jié)與復(fù)習(xí)。但是，此種教學(xué)方式收獲的成果卻十分有限。一方面，學(xué)生具有一定的“惰性”，如果教師不加強(qiáng)檢查力度，由學(xué)生自主建立的“錯題本”將流于形式；另一方面，學(xué)生缺少必要的回顧方法，即使是對錯題進(jìn)行回顧也往往僅能夠發(fā)現(xiàn)一道題的出錯原因，甚至部分學(xué)生通過記憶強(qiáng)化的方式“背下”了題目的具體答案，但是對于解決步驟中可能存在的問題規(guī)避作用相對較弱，無法在同類題目中發(fā)揮實(shí)效。加之教師未進(jìn)行有效的引導(dǎo)，學(xué)生的回顧性分析往往無法抓住重點(diǎn)，進(jìn)而降低了回顧性分析的有效性。

4.缺少總結(jié)性知識體系建設(shè)。在教學(xué)過程中，教師并沒有從知識體系的角度幫助學(xué)生對復(fù)雜計(jì)算題目的規(guī)律進(jìn)行客觀總結(jié)。在學(xué)生的視角下，復(fù)雜計(jì)算是一道道陌生的練習(xí)題而不是成體系的知識點(diǎn)。這一現(xiàn)象直接限制了學(xué)生的“舉一反三”能力，也使得在某類習(xí)題中所取得的經(jīng)驗(yàn)無法有效推廣到同類型題目上，極大地降低了授課效率與學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，并提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)疲勞感，對于學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)、學(xué)習(xí)能力的提升以及學(xué)習(xí)成績的提高均具有一定的負(fù)面效應(yīng)。

三、初中化學(xué)復(fù)雜計(jì)算問題的教學(xué)策略

（一）夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)知識

教師可以通過多種手段對學(xué)生的基礎(chǔ)知識掌握情況進(jìn)行強(qiáng)化，如通過布置課外作業(yè)的方式強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識的重要性。值得注意的是教師在布置作業(yè)的過程中要避免“題海”戰(zhàn)術(shù)，轉(zhuǎn)而利用新穎的、基礎(chǔ)性的知識點(diǎn)模式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。如教師可以組織學(xué)生以特定反應(yīng)物為核心，對其全部的可掌握的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行總結(jié)。以鐵元素為例，其可以作為反應(yīng)物與氧氣、氯化物進(jìn)行化合反應(yīng)，也可以在溶液中與氫氧化物產(chǎn)生沉淀反應(yīng)等。通過此種模式的總結(jié)不僅夯實(shí)了學(xué)生的基礎(chǔ)知識，更在一定程度上進(jìn)行了作業(yè)創(chuàng)新，降低了學(xué)生的疲勞感，同時增加了學(xué)生與知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，有助于學(xué)生建立自己的知識體系，找到知識體系中存在的問題與漏洞并加以優(yōu)化。除此之外，教師要通過學(xué)生的課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、習(xí)題完成情況等對學(xué)生的基礎(chǔ)知識掌握情況進(jìn)行客觀分析與評價，通過此種方式對當(dāng)前授課進(jìn)度與效果進(jìn)行分析，并進(jìn)行有針對性的調(diào)整，必要時可以按照不同的基礎(chǔ)知識掌握水平對學(xué)生進(jìn)行分組，采用分級教學(xué)的策略重點(diǎn)對基礎(chǔ)知識薄弱的學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)化。

（二）強(qiáng)化化學(xué)計(jì)算的過程分析

教師在講解化學(xué)計(jì)算題目的過程中要重點(diǎn)進(jìn)行過程的分析，尤其是讓學(xué)生了解題目設(shè)置過程中何種因素屬于干擾項(xiàng)，何種已知條件是計(jì)算過程中的決定項(xiàng)，并對其判斷依據(jù)與方式進(jìn)行系統(tǒng)講解。必要時可以按照干擾項(xiàng)的來源對具體的題目進(jìn)行分組劃分，提高學(xué)生在完成相應(yīng)試題過程中的舉一反三能力。化學(xué)計(jì)算的基本過程可以分為方程式確定、方程式配平、物質(zhì)比例計(jì)算以及結(jié)果計(jì)算等四個步驟。教師可以要求學(xué)生按照上述四個基本步驟分別列明計(jì)算過程，使得學(xué)生對于化學(xué)計(jì)算具有更為清晰的認(rèn)知。此種方式使得學(xué)生在自我練習(xí)的過程中也能夠延續(xù)此種模式，進(jìn)而達(dá)到更大效率的能力提升。

（三）按步驟對學(xué)生計(jì)算予以評價

當(dāng)前在考試過程中，化學(xué)計(jì)算題目的給分原則分為過程分與結(jié)果分。在日常的練習(xí)過程中，教師也應(yīng)該采用此種模式，進(jìn)而提高學(xué)生對于計(jì)算過程的重視程度。計(jì)算過程的正確要遠(yuǎn)比計(jì)算結(jié)果正確更重要。在確定了這一原則的基礎(chǔ)上，教師在進(jìn)行化學(xué)計(jì)算題目的專項(xiàng)練習(xí)過程中將更為有的放矢。同時，通過對學(xué)生計(jì)算過程的評價還能夠了解學(xué)生對化學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握情況，從而制定更有針對性的教學(xué)計(jì)劃，幫助相對落后的學(xué)生得到提高。與此同時，教師對于學(xué)生的過程評價還有助于學(xué)生建立學(xué)習(xí)自信，找到計(jì)算中的問題，長此以往能夠在不斷的強(qiáng)化練習(xí)中逐步提高自己的基礎(chǔ)知識水平以及對化學(xué)知識的掌握能力與識別能力，進(jìn)而達(dá)到提升學(xué)習(xí)成績的根本目的。

（四）引導(dǎo)學(xué)生建立回顧總結(jié)的學(xué)習(xí)習(xí)慣

組織學(xué)生將“錯題本”真正用起來。教師可以通過制定模板、明確范圍等方式教會學(xué)生對錯誤進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)，通過定期檢查或分享的方式不斷培養(yǎng)并強(qiáng)化學(xué)生對錯題的總結(jié)能力。利用自習(xí)或者復(fù)習(xí)課的機(jī)會對學(xué)生錯題進(jìn)行專項(xiàng)總結(jié)，從學(xué)生的“錯題本”中篩選具有代表性的問題，由學(xué)生分享或者教師講解的方式，逐步對問題產(chǎn)生的原因、解題的全過程以及所屬的類型進(jìn)行深入分析。此種方式不僅能夠達(dá)到建立學(xué)生知識體系與解題脈絡(luò)的根本目的，更能夠激起學(xué)生對于“錯題”總結(jié)的重視，培養(yǎng)學(xué)生定期對“錯題”進(jìn)行回顧的習(xí)慣，使其能夠在分享中獲得一定的成就感與被重視的程度，進(jìn)而提升學(xué)生養(yǎng)成自主回顧的可能性。

四、結(jié)語

初中階段的化學(xué)復(fù)雜計(jì)算是學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的主要困難。而化學(xué)計(jì)算能力更多情況下表現(xiàn)在學(xué)生對于化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)知識掌握，進(jìn)而常被忽略。本文首先按照具體的知識點(diǎn)探討了初中化學(xué)計(jì)算問題的主要類別，隨后對計(jì)算問題的主要特點(diǎn)進(jìn)行分析與探討，針對具體問題結(jié)合復(fù)雜計(jì)算特征提出了后續(xù)教學(xué)的相關(guān)策略，希望能夠?yàn)樘岣邔W(xué)生化學(xué)計(jì)算水平貢獻(xiàn)力量。