探究式學(xué)習(xí)走進(jìn)化學(xué)計(jì)算

顏秉升

摘要：探究式學(xué)習(xí)是指在老師的指導(dǎo)下學(xué)生通過自主地參與探索而獲得知識的過程。在這個過程中，由原來的被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃犹骄?，學(xué)生既獲得概念與規(guī)律，又能掌握研究的方法，形成研究事物所必需的探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，避免題海戰(zhàn)術(shù)，在實(shí)際教學(xué)中更具有實(shí)效性。

關(guān)鍵詞：探究式學(xué)習(xí)；化學(xué)計(jì)式；溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；化學(xué)方程式

一、問題的提出

初中化學(xué)計(jì)算包括有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算、有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算及有關(guān)溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算。初中生初學(xué)化學(xué)，對抽象概念如相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量、化學(xué)方程式、溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等概念理解不是很深刻，應(yīng)用不夠靈活，蘊(yùn)含在實(shí)際問題中的化學(xué)計(jì)算往往不知如何解決，成為初中生學(xué)習(xí)化學(xué)的難點(diǎn)與分化點(diǎn)之一。

二、有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算

有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算需要相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量、化學(xué)式的意義為基礎(chǔ)。在教學(xué)中，我先讓學(xué)生閱讀自學(xué)教材，師生共同分析教材例題，使學(xué)生充分理解化學(xué)式計(jì)算的意義后，再由學(xué)生利用所學(xué)物質(zhì)的化學(xué)式，按化學(xué)式計(jì)算的三種基本類型自編習(xí)題，全班共同完成。

例如：（1）計(jì)算H2O、KMnO4、Ca（OH）2、NH4NO3的相對分子質(zhì)量。

（2）計(jì)算H2O、KMnO4、Ca（OH）2、NH4NO3中各元素的質(zhì)量比。

（3）計(jì)算H2O、KMnO4、Ca（OH）2、NH4NO3中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

通過上述練習(xí)，學(xué)生已掌握有關(guān)化學(xué)式基本計(jì)算的思路，再結(jié)合教材例題提出新的問題：硝酸銨（NH4NO3）中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是35%，表示的含義是什么？學(xué)生很容易回答出：表示100g NH4NO3中含有氮元素的質(zhì)量是35g，你是怎樣計(jì)算出來的？學(xué)生回答：100gⅹ35%=35g。接著提問：若35%并沒有作為已知條件直接給出，該如何計(jì)算？學(xué)生思考后很容易得出，可以根據(jù)NH4NO3的化學(xué)式計(jì)算得到，這樣由淺到深，逐步深人，學(xué)生深刻理解了物質(zhì)中某一元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的含義，這一類計(jì)算就迎刃而解了，最后以一種典型物質(zhì)如尿素[CO（NH2）2]為例，學(xué)生自編習(xí)題，將有關(guān)化學(xué)式計(jì)算的題型統(tǒng)一到一種物質(zhì)中。

例如學(xué)生自編的題：

尿素（CO（NH2）2）是農(nóng)業(yè)上常用的一種氮肥，試計(jì)算：

（1）CO（NH2）2的相對分子質(zhì)量；

（2）CO（NH2）2各元素的質(zhì)量比；

（3）CO（NH2）2中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？

（4）60kgCO（NH2）2中含氮元素的質(zhì)量是多少？

通過變式練習(xí)，預(yù)設(shè)學(xué)生的易錯點(diǎn)，不斷地呈現(xiàn)矛盾，解決矛盾，一步一個臺階，循序漸進(jìn)，最終達(dá)到熟練掌握根據(jù)化學(xué)式計(jì)算的技能。

三、有關(guān)溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算

有關(guān)溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算必備知識是溶液的組成（溶質(zhì)、溶劑）、溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的概念和計(jì)算式。學(xué)生必須掌握了必備知識，才能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。

下面以“溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)”教學(xué)為例：

創(chuàng)設(shè)問題情景1：我們學(xué)過的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的公式是怎樣書寫？

創(chuàng)設(shè)問題情景2：我們學(xué)過哪些有溶液參加的化學(xué)反應(yīng)？

為下面的學(xué)習(xí)作鋪墊。

溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與化學(xué)方程式之間有什么關(guān)系呢？拋出這個問題后，同桌之間就開始找化學(xué)方程式，沒有溶液的不行，有溶液的，溶質(zhì)、溶劑和溶液這三個量，怎么用？配上什么數(shù)據(jù)計(jì)算更簡便？

例題1：100g硫酸溶液與13g鋅恰好完全反應(yīng)，求該硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？

教師引導(dǎo)學(xué)生討論分析，采用逆推法求解，怎樣從要解決的問題出發(fā)，利用上題目中提供的已知量？

若要求硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算公式，已知溶液的質(zhì)量100g，先求硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量即100g溶液中H2SO4的質(zhì)量。根據(jù)化學(xué)方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，已知Zn的質(zhì)量13g，能夠求出溶質(zhì)H2SO4的質(zhì)量，然后學(xué)生動手由已知條件做突破口，在練習(xí)本上形成解題過程。

教師再次提出問題：若直接設(shè)溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為X，如何？

通過探究式學(xué)習(xí)，舉一反三，使學(xué)生的認(rèn)識從感性上升到理性，達(dá)到質(zhì)的飛躍。在探究的過程中，學(xué)生能充分感悟和體驗(yàn)運(yùn)用化學(xué)概念進(jìn)行化學(xué)計(jì)算的方法，自然形成化學(xué)計(jì)算能力，培養(yǎng)了解題技能。

在教學(xué)中要充分利用不同學(xué)生的不同特點(diǎn)，因勢利導(dǎo)，允許一部分學(xué)生先會，一部分學(xué)生慢半拍，可以按照成績和性格特點(diǎn)，劃分學(xué)習(xí)小組，實(shí)行小組合作，快的帶慢，互助探究學(xué)習(xí)，并把問題集中起來，反饋到課堂上，教師適時適度適當(dāng)答疑點(diǎn)撥，所有學(xué)生引以為誡，達(dá)到知識的升華。實(shí)行“兵教兵”的方式，增加了更多的“老師”，教人者是同齡人，更容易理解對方的思維盲點(diǎn)，理清自己的解題思路，掌握的更牢固，被教者領(lǐng)悟所學(xué)知識，得到進(jìn)步，最終達(dá)到統(tǒng)一要求，活躍了學(xué)生的思維，充分發(fā)揮他們的想象力和創(chuàng)造力。

例題2：73g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的鹽酸與足量大理石反應(yīng)，生成二氧化碳的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）是多少？（在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，二氧化碳的密度為1.977g/L）

教師點(diǎn)撥：在進(jìn)行化學(xué)方程式計(jì)算求二氧化碳的質(zhì)量時，是用73g做已知量？還是用73g×20%做已知量？

教師點(diǎn)睛：化學(xué)方程式的計(jì)算滿足：一是純量的計(jì)算，二要遵守質(zhì)量守恒定律。

學(xué)生只有在應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題中，才能把知識學(xué)活。化學(xué)計(jì)算題往往與生產(chǎn)生活緊密結(jié)合，一些習(xí)題問題情景也較長，學(xué)生讀題時不能篩選有用信息，排除干擾信息。有的學(xué)生讀題時抓不住題目關(guān)鍵點(diǎn)，甚至讀不懂題。這就要求教師指導(dǎo)他們學(xué)會讀題審題，學(xué)會分析方法，讀題時明確題目要求是什么，給了哪些數(shù)據(jù)，哪些數(shù)據(jù)可用，哪些數(shù)據(jù)不可用，是純物質(zhì)還是含有雜質(zhì)；哪些是明顯條件，哪些是隱含條件，哪些是問題情景，哪些才是題干。先是教師帶領(lǐng)學(xué)生讀題分析，之后由學(xué)生讀題分析，教師或?qū)W生評價(jià)補(bǔ)充。這種學(xué)習(xí)方式既培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力，又培養(yǎng)了師生間的情誼，使學(xué)生的能力在解決實(shí)際問題中不斷提高。

古人云：不積跬步，無以至千里。教學(xué)也是一樣，要將探究式學(xué)習(xí)有機(jī)融入初中化學(xué)計(jì)算中，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時，應(yīng)注意步伐要小，階梯要小，學(xué)生攀登不感到困難。同時要注意變式練習(xí)，舉一反三，靈活應(yīng)用，逐步掌握化學(xué)計(jì)算技能，充分認(rèn)識定量計(jì)算對于化學(xué)科學(xué)發(fā)展的重大作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部制定.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)：2011年版；北京師范大學(xué)出版社，2012.1

[2]魏明貴.初中化學(xué)計(jì)算教學(xué)的問題與對策.化學(xué)教育，2016（5）

（作者單位：遼寧省撫順市東洲中學(xué)113004）