新課標高中化學計算的教學策略

陳欣 陳麗

化學計算教學是中學化學教學的重要內容。目的是從量的方面來加深學生對化學概念和理論的理解，加強理論與實際的聯(lián)系，幫助他們進一步掌握物質的性質及其變化規(guī)律，培養(yǎng)他們掌握化學計算的基本技能和邏輯思維能力以及靈活應用知識的本領?；瘜W計算是中學化學的重要教學內容之一，在《普通高中化學課程標準（2017年版）》中，化學計算被定義為一種研究化學物質及其變化的方法和手段，強化了它的計量功能。核心素養(yǎng)強調的是“內涵發(fā)展”和“學習力”的提升，因此基于核心素養(yǎng)的化學計算教學是一個在學科觀念引領下的定量類化學概念的建構過程，也是一個學科原理定量理解的應用過程?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準（2017年版）》在課程性質中規(guī)定“化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質、轉化及其應用的一門基礎性學科……”。從中可以看出化學學科的研究對象是“物質及其轉化”，探尋“物質及其轉化”的基本規(guī)律和建構“物質及其轉化”的科學理論是化學科學認識活動中的兩大基本任務?；瘜W計算應服務于這兩大基本任務，因此化學計算的本質內涵應該是定量研究物質及其轉化的數(shù)學處理過程，是對物質的組成、結構、性質和變化規(guī)律的“量化”過程。在此，筆者對新課標高中化學計算教學策略予以探討。

一、尊重學生認知規(guī)律，利用進階理論作為指導。

在高中化學教學中，教師需要明確一點，學生的學習不可一概而論。教學需要有宏觀且整體的教學目光，需要具備進階理論作為指導并結合學習大綱的基本要求，幫助學生在認識學習規(guī)律的基礎上，提升學習的秩序性和規(guī)律性，確保其具有層次性與整體性，尤其是針對初中升高中的銜接問題，以減輕學生學習負擔，更好的開展化學學習。例如，初中階段在學習離子濃度的計算時，并沒有涉及到化學反應的微觀本質，但到了高中之后，便會直接引入物質的量濃度這一概念，對于學生來說，很難將“離子濃度”與“物質濃度”兩個概念相關聯(lián)，這就是由宏觀到微觀的轉變。對此，教師需要在學習離子方程式的書寫以及電解質的電離后再教授學生混合溶液離子濃度的計算，這樣尊重學生認知規(guī)律且在學習進階理論指導下開展的化學計算教學，不僅不會影響到學生的學習積極性，還能收獲教學效果更高。

二、正確理解基本概念及核心思想內涵，建構化學計算的基本體系。

大量事實證明，只有正確理解概念的外延和內涵，把握概念間縱橫聯(lián)系，建立知識間的意義遷移，才能形成正確的解題思路和解題步驟?；瘜W計算涉及基本概念、物質性質和核心反應等因素，其中基本概念和核心反應是化學計算的直觀依據(jù)和前提基礎。計算時需弄清反應的物質與數(shù)量的對應關系、理解好比例關系、轉化過程及守恒思想。中學化學計算須重點關注7個概念和4類反應：概念包括化學式、物質的量、質量分數(shù)、反應速率、平衡常數(shù)、pH和K_sp，涉及反應有化學反應、離子反應、熱反應、氧化還原反應等?；瘜W計算同時也滲透和反映一定的化學思想，它是化學思想和化學觀念的具體化和操作化過程。常見化學核心思想有：元素觀、微粒觀、分類觀、轉化觀、守恒觀、能量觀、平衡觀等。在核心思想、科學方法到化學計算的不斷演繹和發(fā)展中，化學計算也體現(xiàn)出多樣性、概念性、綜合性和規(guī)范性等特點，核心思想從宏觀上勾勒出化學計算的知識維度和基本體系。

三、精細加工，深入透徹理解重點知識。

高中化學計算類題目雖然涉及絕大部分的知識點，但又有其重點。在教學中教師若能對這些重點知識進行精細化加工，無疑能為學生順利高效地解決化學計算類問題提供有力的保障。高中化學計算中常見的重點內容從元素化合物知識來看主要涉及鈉及其化合物，鋁、鐵及其化合物，鹵素、有機物燃燒和化學式確定等；從基本概念原理方面看主要有氧化還原反應、原電池和電解池原理、化學平衡、酸堿中和滴定等。在教學中對以上知識點進行深入分析、精細加工，不但能強化學生對所學知識的理解，還能促進學生高級知識的形成。當遇到化學計算類問題時便更能簡捷高效地加以解決。例如：對Na₂O₂與H₂O、CO₂反應后固體質量的增加的分析中，不但要讓學生能找出差量，更要引導學生發(fā)現(xiàn)固體質量的增加實質相當于吸收了水中的H元素、CO₂中的CO部分。這樣便形成了更為概括的高級知識，在化學計算類問題解決中就能事半功倍。例如：將20g CO和H₂的混合氣體與足量O₂燃燒后的產(chǎn)物用足量的Na₂O₂固體充分吸收，反應后固體質量增加多少克？分析：根據(jù)已學習得的規(guī)律，比較固體的始終態(tài)可見：Na₂O₂～Na₂CO₃增加的組成為CO；Na₂O₂～2NaOH 增加的組成為H₂，即從質量和組成的角度看相當于Na₂O₂直接“吃進”了CO和H₂。故固體質量增加20g。歸納推廣：W克組成符合通式（CO）_m（H₂）_n（m=0，1，2，3…；n=0，1，2，3…）的物質在O₂中完全燃燒，將產(chǎn)物通過足量的Na₂O₂固體，反應后固體質量增加W克。

四、養(yǎng)成精確思維習慣，提升化學計算能力。

精確思維習慣是科技工作者必須具備的思維習慣，也應該是理科學生要加以培養(yǎng)的素質，養(yǎng)成精確思維習慣的學生自然容易成為解化學計算題的高手。一些隱含數(shù)量關系的問題常讓學生感到棘手。如，標準狀況下，以下各組物質所包含的原子數(shù)由大到小的順序是?????? （填代號）。①1mL水；②10mL?CH₄；③100?mL?C₂H₆；④?1000?mL?CO₂。沒有精確思維，學生僅憑氣體分子間距離很大是無法判斷①和④誰的原子數(shù)多的。教師應該引導學生比較1mol?液態(tài)水與lmol?水蒸氣的體積，標況下lmol?液態(tài)水18毫升，而lmol水蒸氣的體積22.4L，是液態(tài)水體積的一千多倍，體積擴大了一千多倍。學生立馬明白標準狀況下lmL水比1000?mL?CO₂包含的原子多。

總之，計算教學是高中化學教學的難點，也是教學的重點，學生只有提高計算水平，才能更好地運用化學知識，也才能在高考中取得優(yōu)異的成績，實現(xiàn)學生長遠發(fā)展。