新課標(biāo)高中化學(xué)課程計(jì)算教學(xué)的實(shí)踐與研究

化學(xué)計(jì)算是化學(xué)課程系統(tǒng)中重要的子系統(tǒng)，它從量的方面去研究物質(zhì)的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)變化和應(yīng)用。隨著化學(xué)學(xué)習(xí)的深入，學(xué)生會遇到較多的用定性方法無法解決的問題，定量計(jì)算也就成為一種必然要求?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》要求：“運(yùn)用物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度之間的相互關(guān)系進(jìn)行簡單計(jì)算?！薄澳苓M(jìn)行反應(yīng)焓變的簡單計(jì)算?！薄澳苓M(jìn)行平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的簡單計(jì)算，能利用平衡常數(shù)和濃度商的關(guān)系判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡及平衡移動的方向?！薄澳苓M(jìn)行化學(xué)反應(yīng)速率的簡單計(jì)算。”“能進(jìn)行溶液pH的簡單計(jì)算。”“能結(jié)合實(shí)驗(yàn)或生產(chǎn)、生活中的實(shí)際數(shù)據(jù)，并應(yīng)用物質(zhì)的量計(jì)算物質(zhì)的組成和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中的質(zhì)量關(guān)系?！被瘜W(xué)計(jì)算作為化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分，無論是從應(yīng)試還是從培養(yǎng)能力、發(fā)展思維的角度來講都是不容忽視的。在此，筆者就新課標(biāo)高中化學(xué)計(jì)算教學(xué)作了一定的實(shí)踐與研究。

一、掌握化學(xué)概念是提高化學(xué)計(jì)算能力的前提

化學(xué)計(jì)算不是單純、孤立的數(shù)學(xué)運(yùn)算，它是化學(xué)概念的運(yùn)用和數(shù)學(xué)運(yùn)算的集合，準(zhǔn)確、清晰、熟練地掌握化學(xué)概念是提高化學(xué)計(jì)算能力的前提。學(xué)生（尤其是學(xué)困生）害怕化學(xué)計(jì)算，其根本原因在于他們對基本的概念和化學(xué)原理理解得不夠全面、不夠深入。譬如高一學(xué)生在初學(xué)了物質(zhì)的量后，對有關(guān)物質(zhì)的量用于化學(xué)方程式的計(jì)算普遍感到困難，就是由于對物質(zhì)的量及其濃度、氣體摩爾體積與質(zhì)量等之間的關(guān)系理解不透，運(yùn)用不熟。此時教師應(yīng)對這部分知識精講細(xì)練，循序漸進(jìn)地幫助學(xué)生理清思路，熟悉各種量之間的轉(zhuǎn)換。對于這類知識的教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生對概念與概念之間聯(lián)系的認(rèn)識與理解，從而提高對概念的掌握程度，是有效進(jìn)行計(jì)算教學(xué)的基礎(chǔ)。

二、深入透徹理解重點(diǎn)知識

高中化學(xué)計(jì)算類題目雖然涉及絕大部分的知識點(diǎn)，但又有其重點(diǎn)。在教學(xué)中教師若能對這些重點(diǎn)知識進(jìn)行精細(xì)化加工，無疑能為學(xué)生順利高效地解決化學(xué)計(jì)算類問題提供有力的保障。高中化學(xué)計(jì)算中常見的重點(diǎn)內(nèi)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(jī)物燃燒和化學(xué)式確定等；從基本概念原理方面看主要有氧化還原反應(yīng)、原電池和電解池原理、化學(xué)平衡、酸堿中和滴定等。在教學(xué)中對以上知識點(diǎn)進(jìn)行深入分析、精細(xì)加工，不但能強(qiáng)化學(xué)生對所學(xué)知識的理解，還能促進(jìn)學(xué)生高級知識的形成。當(dāng)遇到化學(xué)計(jì)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(yīng)后固體質(zhì)量的增加的分析中，不但要讓學(xué)生能找出差量，更要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量的增加實(shí)質(zhì)相當(dāng)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(xué)計(jì)算類問題解決中就能事半功倍。

三、加大解題思路的教學(xué)力度

化學(xué)計(jì)算類題目的解決離不開解題思路，在教學(xué)過程中，教師要向?qū)W生細(xì)致展示計(jì)算題目解答過程，從審題階段開始讓學(xué)生對問題進(jìn)行通讀、細(xì)讀，找出關(guān)鍵點(diǎn)并做好記號。比如題目中出現(xiàn)的一定量、充分燃燒、常溫下等詞語。然后讓學(xué)生分析題目已知信息中是否隱藏了某些信息，比如物質(zhì)組成、摩爾質(zhì)量等。在分析階段教師要做好問題情境的品讀，將所學(xué)知識與實(shí)際問題結(jié)合起來，找尋二者之間的聯(lián)系，在確定某一具體知識點(diǎn)后羅列出與此相關(guān)的公式、化學(xué)方程式以及數(shù)學(xué)表達(dá)式，然后建立量的關(guān)系。在進(jìn)行題目計(jì)算時，要嚴(yán)格解題步驟表明相關(guān)量。在評價時要檢查單位是否正確、解題范圍是否合理，并對題目問題進(jìn)行變換，拓展學(xué)生的思考，進(jìn)一步強(qiáng)化教學(xué)效果。

四、掌握化學(xué)計(jì)算中的解題方法

高中化學(xué)計(jì)算中常見解題方法主要有這八種：（1）關(guān)系式法。關(guān)系式法是根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的巧用，其解題的核心思想是化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量守恒，各反應(yīng)物與生成物之間存在著最基本的比例（數(shù)量）關(guān)系。（2）方程或方程組法。根據(jù)質(zhì)量守恒和比例關(guān)系，依據(jù)題設(shè)條件設(shè)立未知數(shù)，列方程或方程組求解，是化學(xué)計(jì)算中最常用的方法，其解題技能也是最重要的計(jì)算技能。（3）守恒法?；瘜W(xué)方程式既然能夠表示出反應(yīng)物與生成物之間物質(zhì)的量、質(zhì)量、氣體體積之間的數(shù)量關(guān)系，那么就必然能反映出化學(xué)反應(yīng)前后原子個數(shù)、電荷數(shù)、得失電子數(shù)、總質(zhì)量等都是守恒的。巧用守恒規(guī)律，常能簡化解題步驟、準(zhǔn)確快速將題解出，收到事半功倍的效果。（4）差量法。找出化學(xué)反應(yīng)前后某種差量和造成這種差量的實(shí)質(zhì)及其關(guān)系，列出比例式求解的方法，即為差量法。其差量可以是質(zhì)量差、氣體體積差、壓強(qiáng)差等。差量法的實(shí)質(zhì)是根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的巧用。它最大的優(yōu)點(diǎn)是：只要找出差量，就可求出各反應(yīng)物消耗的量或各生成物生成的量。（5）平均值法。平均值法是巧解方法，它也是一種重要的解題思維和解題，斷MA或MB的取值范圍，從而巧妙而快速地解出答案。（6）極值法。巧用數(shù)學(xué)極限知識進(jìn)行化學(xué)計(jì)算的方法，即為極值法。（7）十字交叉法。十字交叉法是二元混合物（或組成）計(jì)算中的一種特殊方法，它由二元一次方程計(jì)算演變而成。若已知兩組分量和這兩個量的平均值，求這兩個量的比例關(guān)系等，多可運(yùn)用十字交叉法計(jì)算。（8）討論法。討論法是一種發(fā)現(xiàn)思維的方法。解計(jì)算題時，若題設(shè)條件充分，則可直接計(jì)算求解；若題設(shè)條件不充分，則需采用討論的方法，計(jì)算加推理，將題解出。以討論法為例，將NO₂和O₂裝入量簡這一容器中并設(shè)計(jì)為30毫升后通過反應(yīng)得出五毫升的氣體，讓學(xué)生針對此題的條件來求出原混合氣體中氧氣的體積，在對這一問題進(jìn)行解答時便可以利用討論法來將全班學(xué)生分為若干小組并且將學(xué)生的能力水平等都當(dāng)作劃分依據(jù)，而后幫學(xué)生營造一個輕松的氛圍讓學(xué)生將自己的思維想法踴躍的說出并據(jù)此來將問題考慮的更加全面，這樣的做法不僅可以幫助學(xué)生在輕松的環(huán)境中表述出自己的思維想法展示自己的智慧與參與活力，還可以讓教師在討論中感知到學(xué)生的思維水平以及知識的學(xué)習(xí)程度。

總之，在高中化學(xué)計(jì)算教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會審題，加強(qiáng)練習(xí)，正確運(yùn)用計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力，提高化學(xué)學(xué)習(xí)效果。