摘 要:依據(jù)課程標準,分析2017年至2021年福建省中考化學試卷中化學計算題的考查要素,歸納學生做答化學計算題時出現(xiàn)的常見問題,由此結(jié)合初中化學課堂教學的實踐,對如何高效提高學生的化學計算能力展開思考。
關(guān)鍵詞:計算題;中考化學;化學計算能力;教學思考
為加深學生對化學理論知識與化學原理的理解,化學計算從量的方面為基點,使學生逐漸掌握化學知識中的變化及規(guī)律,為提升學生分析問題與解決問題的能力打下堅實的基礎(chǔ),計算題是中考化學試題中的常規(guī)題型?;谡鎸嵣a(chǎn)生活情景的化學計算題,一方面,加深了學生對理論知識的掌握,加強學生對宏微結(jié)合的認識,以此為基點;另一方面,使學生具備了定量守恒思想的化學學科思維方式,并認識到化學計算具有解決工業(yè)生產(chǎn)中相關(guān)化學反應(yīng)的實際應(yīng)用價值。
化學計算的教學是要讓學生在解決化學實際問題的同時,積累化學解題經(jīng)驗,從而逐漸提升學生對化學的計算能力與思維能力,有助于學生逐漸了解并掌握化學知識。在此過程中,化學知識包括物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律,與此同時,運用理論與實際相結(jié)合的教學方法,使學生在不斷的練習中培養(yǎng)學生使用化學知識分析并解決實際問題的能力。因此,要讓學生在解決化學實際問題中逐漸提升化學計算思維。文章依據(jù)《義務(wù)教育化學課程標準(2011年版)》(以下簡稱《課程標準》),從初中課堂教學實踐出發(fā),分析和歸納初中學生在做答化學計算題時出現(xiàn)的常見問題,并由此談?wù)勗诔踔谢瘜W教學過程和有關(guān)化學計算專題復習時的教學思考。
一、 中考化學計算題的考查要素
初中化學計算主要以化學概念和化學原理為基礎(chǔ),在解決問題的過程中,會使用數(shù)學工具。化學計算作為初中學生學習化學時需要掌握的知識之一,分布于《課程標準》不同主題內(nèi)容中,見表1。由表中內(nèi)容可知,化學計算在初中教學及考試評價中占有重要地位。
縱觀2017年至2021年福建省中考化學試卷中化學計算題,試題情境注重與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、新時代科學技術(shù)的聯(lián)系。試題雖然所占的分值不大,但其充分展現(xiàn)了化學計算的學科價值和教學導向。目前試卷中化學計算題有兩種題型:一種是已知一種純凈物的質(zhì)量,直接根據(jù)化學方程式計算另一種純凈物的質(zhì)量;另一種是計算參加反應(yīng)的混合物的質(zhì)量。這種類型的問題設(shè)置具有“高起點,低落點”的特點,因此試題的整體難度不大。在今后的試卷中很有可能會出現(xiàn)第三種類型,即計算參加化學反應(yīng)的某種溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。
二、 學生做答中考化學計算題的常見問題
依據(jù)化學方程式進行計算時,學生要在具備相對原子質(zhì)量的概念、相對分子質(zhì)量的計算及質(zhì)量守恒定律的含義等基礎(chǔ)上進行定量計算。福建省中考化學卷的化學計算題在題干中直接給出相應(yīng)的化學方程式,這種設(shè)置避免了學生因?qū)戝e化學方程式而失分,從而有效考查學生在應(yīng)用化學基本概念的基礎(chǔ)上進行化學計算的能力。經(jīng)過多年的初中化學課堂教學實踐,筆者將學生在做答化學計算題時出現(xiàn)的主要問題歸納為以下四個方面,見表2。
從以上所列的問題類型中可以看出,學生解答化學計算題時出錯主要原因是知識結(jié)構(gòu)的缺陷,審題的疏忽,以及解題策略的缺失。因此,在教學中教師應(yīng)注重引導學生準確理解化學方程式的宏微觀含義,熟練運用數(shù)學運算的思路和技巧,在鞏固練習中嚴格要求解題規(guī)范。
三、 對中考化學計算題的教學思考
化學計算的學習是一個綜合理解和應(yīng)用化學基本概念、計算原理的過程,同時也是初中化學學習的分化點。因此,初中生學習化學計算題是一個循序漸進的過程,實現(xiàn)從化學式的計算到化學方程式的計算,并將學生的認知意識從計算方法的掌握、技巧逐步提升到運用數(shù)學手段定量地研究化學問題。當前有關(guān)中考化學計算題的教學與復習階段中出現(xiàn)了一些問題,如題目設(shè)置脫離化學實際情況、增大數(shù)據(jù)的計算量、大量機械重復訓練等,這些增加了學生的學習負擔。筆者對福建省中考化學計算題進行考察,并依據(jù)學生的做題水平以及知識掌握程度,從三個方面對化學計算類試題進行研究。
(一)遵循認知規(guī)律,設(shè)計不同層次的校本作業(yè)
教師應(yīng)依據(jù)不同學生的化學學習現(xiàn)狀,以及知識掌握程度,合理建立層次結(jié)構(gòu),設(shè)計有進階性校本練習題以供不同學習能力的學生選擇,以達到因材施教的教學效果。在布置作業(yè)時,教師還要避免讓學生陷入題海之中。例如,筆者以“不同的氧氣獲取途徑”為化學情境,設(shè)計了有關(guān)化學計算專題的校本作業(yè),將不同的中考化學計算類型融入試題情境中,使學生在解決實際化學問題中進行化學計算題的鞏固訓練,見表3。
(二)培養(yǎng)化學計算思維,適時進行深度反思
在復習階段教師以小專題的形式開展有關(guān)化學計算的深度教學,設(shè)計課堂練習以培養(yǎng)學生的高階化學計算思維能力。如以實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的情景為例,設(shè)計以下計算問題:①已知消耗的高錳酸鉀質(zhì)量為ag,則生成的氧氣質(zhì)量為多少?②若收集bL氧氣,則消耗的高錳酸鉀質(zhì)量是多少?③已知反應(yīng)前高錳酸鉀固體質(zhì)量為mg,一段時間后剩余固體的質(zhì)量為ng,則可計算哪些物質(zhì)的質(zhì)量?通過代數(shù)符號的表達,培養(yǎng)學生依據(jù)化學方程式中各物質(zhì)的質(zhì)量比建立數(shù)學的計算模型。同時教師應(yīng)適時引導學生進行自我糾錯反思,包括對化學計算知識的反思、對解題方法和策略的反思。如,求解過程中對數(shù)據(jù)的使用有什么要求?題干中已知量和未知量之間依據(jù)化學方程式存在什么樣的定量關(guān)系?在以后的計算中應(yīng)注意哪些事項?
(三)注重解題規(guī)范,教學互動提升學科素養(yǎng)
在化學計算題的教學過程中,教師從審題、問題設(shè)置,以及書寫運算角度引導學生進行分析,即審題時如何明確題干的含義、隱含條件等;分析問題時如何建立條件間的內(nèi)在聯(lián)系;解答時的計算思路、數(shù)學方法等。然后為學生示范規(guī)范的解題過程,培養(yǎng)學生在化學計算中的學科素養(yǎng)。在中考復習階段,教師選編的試題要符合《課程標準》的要求、控制試題的難度,符合大多數(shù)學生的知識基礎(chǔ),以避免學生面對中考化學計算題時產(chǎn)生畏難心理而選擇放棄?;瘜W計算題的解題規(guī)范也是學生是否得分的因素之一,在中考閱卷過程中,教師不僅要關(guān)注計算結(jié)果是否正確,而且也要關(guān)注學生的計算過程是否嚴謹,是否符合化學學科的解題規(guī)范。尤其在中考復習階段,教師更要嚴格要求所有學生落實計算解題的規(guī)范訓練,并在課堂上開展有針對性的相互糾錯。
綜上分析,有關(guān)中考化學計算題教與學的過程是培養(yǎng)學生從化學角度體驗并認識解決化學計算題的方法,形成有關(guān)的解題思路等策略性知識,然后將所掌握的方法遷移運用到不同的生產(chǎn)生活情境中,提升學生分析和解決問題的能力。
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作者簡介:
林磊,福建省福州市,福建省福州第一中學。