初中生化學(xué)解題錯(cuò)因分析及教學(xué)對(duì)策

符愛琴

初中生化學(xué)解題錯(cuò)因分析及教學(xué)對(duì)策

符愛琴

（常州市朝陽中學(xué)江蘇常州213004）

初中生主要是受化學(xué)前概念的影響、沒有形成元素化合物知識(shí)網(wǎng)絡(luò)以及缺失化學(xué)解題策略三方面因素導(dǎo)致化學(xué)學(xué)習(xí)困難，文章?lián)颂岢鱿鄳?yīng)的教學(xué)對(duì)策，利用概念辨析去干預(yù)前概念影響、用三大主線構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)以及化學(xué)等量等四大策略突破解題的難點(diǎn)，以此防錯(cuò)和糾錯(cuò)，并讓錯(cuò)題成為有效的教學(xué)資源。

初中化學(xué)；錯(cuò)因分析；錯(cuò)題教學(xué)

一般意義上，錯(cuò)題就是學(xué)生做錯(cuò)了的題，可以是試題，也可以是作業(yè)題。錯(cuò)題的背后反映的是學(xué)生在知識(shí)背景、認(rèn)識(shí)水平、思維能力、解題習(xí)慣等方面存在的種種問題。

一、錯(cuò)題現(xiàn)象

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

類似于這樣的題有高達(dá)60%以上的學(xué)生出錯(cuò)，而且有的學(xué)生甚至一錯(cuò)再錯(cuò)。學(xué)生能認(rèn)識(shí)到錯(cuò)題對(duì)學(xué)習(xí)的影響，在情感上也不回避錯(cuò)題，但普遍缺乏良好的錯(cuò)題管理意識(shí)和系統(tǒng)的錯(cuò)題管理策略。［1］很少有學(xué)生能夠主動(dòng)高屋建瓴自上而下地去發(fā)現(xiàn)問題和處理問題，剖析錯(cuò)題成因，從知識(shí)板塊、知識(shí)點(diǎn)、題型、解題的方法和思路，以及涉及到的基礎(chǔ)知識(shí)的角度去判斷分析，彌補(bǔ)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(cuò)題研究發(fā)現(xiàn)，錯(cuò)因分析能幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的本質(zhì)原因進(jìn)而改善自身的學(xué)習(xí)，同時(shí)有利于教師的補(bǔ)償教學(xué)，發(fā)現(xiàn)教學(xué)規(guī)律，因此，錯(cuò)題是一種生成的學(xué)習(xí)資源，也是一種重要的教學(xué)資源。

二、錯(cuò)因分析

初中化學(xué)學(xué)習(xí)的一般過程，是通過感知、加工、形成、聯(lián)系整合和運(yùn)用，將化學(xué)知識(shí)信息傳遞、運(yùn)動(dòng)的過程。在這個(gè)過程中學(xué)生某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差都可能導(dǎo)致學(xué)習(xí)出現(xiàn)問題，發(fā)生錯(cuò)誤。初中化學(xué)易錯(cuò)題形成主要有三方面的成因：

1.化學(xué)前概念的影響

前概念是指學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)水平，是學(xué)習(xí)科學(xué)概念的基礎(chǔ)，人們往往是根據(jù)親身體驗(yàn)來理解概念的［2］。合理因素占主導(dǎo)成分的前概念對(duì)概念的學(xué)習(xí)起積極作用；反之，則對(duì)概念的學(xué)習(xí)起阻礙作用。例如，在學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)中，燃燒是一個(gè)質(zhì)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(jīng)驗(yàn)即為概念學(xué)習(xí)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(cuò)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(xué)生的前概念就是量可以簡(jiǎn)單加減，體積也不例外。這一前概念已經(jīng)得到了無數(shù)次的強(qiáng)化，因此在不同微粒間存在空隙，不同的物質(zhì)間混合后的體積不再等于兩者體積簡(jiǎn)單相加之和，這個(gè)新的概念學(xué)習(xí)沒有能替代前概念，仍舊運(yùn)用錯(cuò)誤的前概念解決問題。

學(xué)生在學(xué)習(xí)初三化學(xué)課程之前已經(jīng)有了十多年的生活經(jīng)驗(yàn)，接觸了形形色色的化學(xué)現(xiàn)象，因而他們頭腦中自發(fā)形成的前概念涉及的范圍是相當(dāng)廣泛的。當(dāng)然這種廣泛是相對(duì)的，他們對(duì)能看得見、摸得著、日常生活經(jīng)常接觸的事物形成了較多的前概念，而對(duì)那些比較抽象的化學(xué)知識(shí)則很少有前概念。例如學(xué)生對(duì)燃燒、溶解等均有較多的前概念，而對(duì)化合價(jià)、化學(xué)反應(yīng)方程式等則很少有前概念。學(xué)生所具有的這些前概念情況對(duì)化學(xué)教學(xué)既有好的一面也有不利的一面。學(xué)生的前概念（片面的、甚至錯(cuò)誤的）有極強(qiáng)的頑固性。學(xué)生甚至在學(xué)習(xí)了化學(xué)課程幾周后，又恢復(fù)了最初的原有概念。為什么前概念如此頑固呢？這是因?yàn)閷W(xué)生花費(fèi)了相當(dāng)?shù)臅r(shí)間與精力建構(gòu)了自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、知識(shí)體系（都是樸素的），他們?cè)谛睦砩弦约霸诶碇巧隙茧x不開它們。學(xué)生頭腦中的那些前概念含有對(duì)自然界的先入為主的印象，又是自己切身體驗(yàn)到的東西。因此，學(xué)生往往對(duì)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(xué)知識(shí)中去。在化學(xué)實(shí)際教學(xué)中，我們教師如果無視學(xué)生的前概念，學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的前概念不但會(huì)妨礙新知識(shí)的獲得，而且會(huì)導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生更多的片面的、甚至是錯(cuò)誤的概念。

2.元素化合物知識(shí)欠缺

元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)經(jīng)過感知、加工、理解階段后，應(yīng)使獲得的某物質(zhì)的各個(gè)片斷知識(shí)相互聯(lián)系、綜合起來，借助于化學(xué)符號(hào)系統(tǒng)使這符號(hào)化，形成對(duì)該物質(zhì)的完整認(rèn)識(shí)。

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

請(qǐng)回答下列問題：

（1）若A在常溫下為液體，則C的化學(xué)式為______；

（2）若A在常溫下為氣體，則C的化學(xué)式為______；

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

（4）寫出A→E的化學(xué)方程式：__________________。

錯(cuò)解錯(cuò)誤情況較多。

分析常溫為液體，這是水突出的一個(gè)性質(zhì)，但僅僅知道這一點(diǎn)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。還得知道水能和什么物質(zhì)之間可以相互轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化。CO2與CO、CO2與葡萄糖、CO2與碳酸、CO2與O2之間也都能相互轉(zhuǎn)化，在同一題目中同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，學(xué)生只要其一有遺漏就不能正確推導(dǎo)出來。只有完整地認(rèn)識(shí)該物質(zhì)，聯(lián)系整合，使新舊知識(shí)聯(lián)系形成一個(gè)整體系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)才能避免這類錯(cuò)誤。

3.化學(xué)解題策略缺失

形成化學(xué)易錯(cuò)題還有一大重要原因是解題策略和方法的缺失?；瘜W(xué)解題策略是以研究化學(xué)原理和定律來揭示原型的形態(tài)、特征和本質(zhì)的方法，是以簡(jiǎn)化和直觀的形式來顯示復(fù)雜事物或過程的手段。如何在實(shí)際問題中構(gòu)建思想方法，借助相關(guān)規(guī)律解決問題是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

【例3】一定量的木炭在盛有氮?dú)馀c氧氣混合氣體的密閉容器中充分燃燒后，生成CO和CO2，且測(cè)得反應(yīng)后混合氣體中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%，則其中氮?dú)獾馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)可能為（）

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

錯(cuò)解A、C、D都有。

分析此題有三種物質(zhì)，卻只有一個(gè)已知數(shù)據(jù)24%。學(xué)生錯(cuò)在缺乏“極限策略”的解題方法?！皹O限策略”是中學(xué)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(zhì)的量，而事實(shí)數(shù)據(jù)就在這兩個(gè)極端值之間。

三、教學(xué)對(duì)策

在整理錯(cuò)題、歸類錯(cuò)題和分析錯(cuò)題成因的基礎(chǔ)上，我們可以充分運(yùn)用錯(cuò)題編寫“初中化學(xué)經(jīng)典易錯(cuò)題”的各類糾錯(cuò)試卷、錯(cuò)題網(wǎng)站和糾錯(cuò)游戲來幫助學(xué)生糾錯(cuò)，建立個(gè)人錯(cuò)題管理和個(gè)人作業(yè)質(zhì)量分析工具。除此之外，教師在課堂教學(xué)中針對(duì)學(xué)情、把握教學(xué)起點(diǎn)，進(jìn)行“防錯(cuò)”預(yù)設(shè)。

1.概念辨析干預(yù)前概念影響

教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)調(diào)查、誘導(dǎo)學(xué)生暴露原有的概念以獲得學(xué)生前概念的準(zhǔn)確信息，然后認(rèn)真分析、辨別學(xué)生頭腦中已有的概念對(duì)新概念學(xué)習(xí)的作用是消極的還是積極的，以便正確選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略。

教師教學(xué)可從多角度引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，即讓學(xué)生意識(shí)到正確的結(jié)果與自己所想的不一樣，二者有沖突，進(jìn)而主動(dòng)去思考為什么會(huì)出現(xiàn)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(xué)生的錯(cuò)誤觀點(diǎn)、錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。還可以通過預(yù)先設(shè)置的“陷阱”、以錯(cuò)誤誘導(dǎo)錯(cuò)誤，有意識(shí)地把學(xué)生思維深處的東西挖掘出來，同時(shí)通過概念的錯(cuò)誤羅列激活學(xué)生思維的廣度，將往屆學(xué)生錯(cuò)題庫中常見錯(cuò)誤解法進(jìn)行羅列，在問題情景中教，讓學(xué)生分析其他學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的障礙，瓦解自身的錯(cuò)誤觀念、分享幫助他人從錯(cuò)誤走向成功的快樂感。

概念辨析時(shí)還要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)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(xué)時(shí)可抓住關(guān)鍵特征進(jìn)行對(duì)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(xué)過的物質(zhì)，但是將四個(gè)概念進(jìn)行組成分析，學(xué)生馬上發(fā)現(xiàn)，它屬于鹽。

氧化物酸堿鹽組成特點(diǎn)X+氧氫+X X+氫氧根X+酸根…

學(xué)生頭腦中的不少前概念會(huì)促進(jìn)科學(xué)概念的建構(gòu)與掌握。這樣的前概念對(duì)教師和學(xué)生來說都是一種資源，我們應(yīng)該把這種“資源”作為讓學(xué)生理解新知識(shí)的“生長(zhǎng)點(diǎn)”，引導(dǎo)學(xué)生從原有的前概念生長(zhǎng)出新的科學(xué)概念。

2.三大主線構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

以“知識(shí)主線、知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)網(wǎng)”的方式，將元素化合物知識(shí)結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化，防錯(cuò)止漏。學(xué)習(xí)具體的單質(zhì)、化合物時(shí)既要以“結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→用途→制法→保存”為思路，又要從該單質(zhì)到各類化合物之間的橫向聯(lián)系進(jìn)行復(fù)習(xí)，同時(shí)結(jié)合元素周期律，將元素化合物知識(shí)形成一個(gè)完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，這樣就給學(xué)生自主學(xué)習(xí)和形成知識(shí)腦圖提供方向與策略。

（1）根據(jù)重要物質(zhì)組成性質(zhì)用途為主線構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)

組成性質(zhì)用途等關(guān)系

以氧氣為例構(gòu)建物質(zhì)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

（2）根據(jù)含相同元素的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化為主線構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)

以碳元素為例的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化網(wǎng)絡(luò)

（3）根據(jù)常見的不同物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化為主線構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)

不同物質(zhì)間相互轉(zhuǎn)化形成網(wǎng)絡(luò)

在復(fù)習(xí)構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的過程中，還要培養(yǎng)學(xué)生的概括與比較、歸納與總結(jié)、融合與抽象等化學(xué)學(xué)科的思想方法，從而培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和自學(xué)能力。

3.四種解題策略突破難點(diǎn)

（1）化學(xué)等量策略

有些題，需要根據(jù)題目的內(nèi)容和要求，尋找解題的關(guān)鍵條件——元素質(zhì)量不變或物質(zhì)質(zhì)量不變，如何尋找到這些相等的量至關(guān)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(xué)式為（）

A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe3O2

此題要求鐵的氧化物是哪種，其實(shí)是求化學(xué)式中鐵原子和氧原子的個(gè)數(shù)比，找到問題的關(guān)鍵就容易了，想一想，原子個(gè)數(shù)比等于元素質(zhì)量比除以相對(duì)原子質(zhì)量，反應(yīng)前后鐵元素質(zhì)量不變，氧元素的質(zhì)量=3.2g-2.24g= 0.96g，用公式就能求出鐵與氧的原子個(gè)數(shù)比。

（2）化學(xué)轉(zhuǎn)化策略

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

【例6】在由CO2和O2組成的混合氣體中，測(cè)知碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，則混合氣體中CO2和O2的質(zhì)量比為多少？

分析這是常州市的一道中考題，學(xué)生錯(cuò)誤率很高，涉及到的已知條件不是那么具體，學(xué)生不能從中分析出要求物質(zhì)的具體數(shù)值，這時(shí)我們可以引導(dǎo)學(xué)生采用轉(zhuǎn)化的思想，設(shè)混合氣體的質(zhì)量為100g，這樣各個(gè)量就有了真實(shí)可推的數(shù)據(jù)。

（3）化學(xué)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(xiàn)取一定質(zhì)量的該金屬樣品與足量稀硫酸反應(yīng)，鎂在金屬樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（x）與反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量（y）為右圖所示的一次函數(shù)關(guān)系。根據(jù)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(zhì)量的鎂和鋅組成，生成氫氣的質(zhì)量為___________g。（用帶有b1、b2的代數(shù)式表示）

分析根據(jù)題中提示，橫坐標(biāo)是鎂在金屬樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，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(xué)整體計(jì)算策略

在題中給出的已知條件很有限，若求單個(gè)的物質(zhì)或元素的量很困難甚至不可能，這時(shí)，我們可以尋找與其相關(guān)的整體物質(zhì)（也可能是某些元素）的量，利用它們間的聯(lián)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(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的稀硫酸恰好完全反應(yīng)，將反應(yīng)后的混合物蒸發(fā)水份得固體（不含結(jié)晶水）11g，則反應(yīng)中生成氫氣的質(zhì)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(zhì)量11g，還有三種金屬混合物的質(zhì)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(zhì)量11g-3.8g=7.2g，如果不采用整體計(jì)算的思想，將無從下手求氫氣的質(zhì)量。

化學(xué)解題策略運(yùn)用的同時(shí)還不能忽略易錯(cuò)題中的一些隱蔽條件，解題時(shí)學(xué)生要仔細(xì)分析，審題，推敲關(guān)鍵詞語，從化學(xué)變化、化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)條件和操作步驟等方面去尋找挖掘隱含條件。

［1］符愛琴.錯(cuò)題管理：從一道經(jīng)典易錯(cuò)題談起［J］.化學(xué)教育，2008，(12)：39～41

［2］王磊，蘇伶俐，黃燕寧.初中生化學(xué)前科學(xué)概念的探查——科學(xué)學(xué)習(xí)心理的研究［J］.心理發(fā)展與教育，2000，(1)：37-42

［3］周青.化學(xué)學(xué)習(xí)論［M］.西安：科學(xué)出版社，2010：9

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