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高中学生化学解题思维的定式与突破

本站原创   发布时间:2018-11-01   [点击量:716]  


摘  要:初中化学在实验的基础上,更多的是对概念的理解、反应方程式、物体性质的识记,教师主要对实验结果和概念进行合理的引导、分析、归纳,抓住教学要点,讲练结合,均能取得很好的教学效果。而学生只要肯下苦功夫,在理解的基础上区分概念,做好物质属性的识记,加上适当的练习,学习化学应该是没有什么问题的。高中化学由无机化学逐渐进入了有机化学领域,更加细致的分析物质的组成、属性及变化规律。由于有机物的种类繁多,结构千变万化。识记是必须的,因为它能帮助学生辨别不同物质的属性及物质间发生的各种反应,但更加重要的是对不同类型的物质的区别,以及同系物之间的规律的掌握,这样一来化学的推断,或者叫做对化学的敏感思维,举一反三、分析归纳的能力就显得尤为重要。

然而对于高中化学的学习,有的同学容易受初中化学学习方法的影响,仍采用识记、理解分析、定式的思维方式来解决问题,当知识由浅入深以后,学生的学习开始出现水平的分层,据相关调查分析,对学习方法是否满意从很满意、较满意、一般、到不满意比例分别是从5%到45%逐渐递增的情况,可见学生对于学习方法的重要性有较为清醒的认识;对于教师来讲,只有着眼于教学,从实际出发,在教学中探究教学方法及交给学生实用的学习方法,授人与鱼不如授人与渔,对教学方能起到积极的促进作用。

关键词:高中化学  思维  定式   

一.高中学生化学学习的思维定式

思维定势的概念:是由先前的学习方式造成的影响,在不同的条件下仍然采用固有的方式解决问题,是一种保守、经验思维的表现,容易对新事物的认知造成消极的影响。

高中化学思维定式的表现:在以往化学学习的基础上,学生对以往的概念、逻辑、实验形成固有的判断。

(一)用物质的同一属性解释普遍性

例如:测定对应盐的酸碱性。

(2013江苏灌南高级中学期中试题)常温下,下列离子在制定溶液中能大量共存的是()

A.PH=1的溶液中Fe2+、NO3-、SO42-、Na+

B.水电离出的c(H+)=10-12mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCO3-

C.c(H +)/c(ON -)=1012的水溶液中:NH4+、Al3+、NO3-、CL-

D.c(Fe3+)=0.1mol·L-1的溶液中:K+、CLO-、SO42-、SCN -

解析:答案C,有些同学容易选择A选项,虽然PH=1的溶液为酸性但NO3- 酸性条件下具有强氧化性,能氧化Fe2+,所以A选项中的离子不能大量共存

强酸、强碱以及大多数的盐,这些强电解质的电离,基本上是完全的,而弱电解质的电离程度虽然较小,但电离过程是可逆的特别注意弱酸、弱碱和水的电离。如果我们只记住了PH=1的弱酸物质较不易电离的特点,忽略了其他物质与酸性物质会发生反映的情况就犯了用物质的同一属性解释普遍性的错误。

(二)用孤立看待问题的方法,忽略化学的内在联系。

(2013北京理综28)某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究:

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(1)Cl2和Ca(OH) 制取漂粉精的化学方程是。 

(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是  。 

(3)向水中持续通入SO2,未观察到白雾。推测现象i的白雾由HCl小液滴形成,进行如下实验: 

a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化; b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。 

①实验a目的是                                                         。

②由实验a、b、不能判断白雾中含有HCl,理由是           。

(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和Cl-发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是                                                       。 

(5)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X。 

①向沉淀X中加入稀HCl,无明显变化。取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是              。 

②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因            。

答案:(1)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 

(2)碱性、漂白性 

(3)①检验白雾中是否含有Cl2,排除Cl2干扰 ②白雾中混有SO2,SO2可与酸化的AgNO3反应产生白色沉淀 (4)向漂白精溶液中逐滴加入硫酸,观察溶液是否变为黄绿色 (5)①CaSO4 ②SO2+Cl2+2H2O=SO+2Cl-+4H+

解析:(2)pH试纸先变蓝说明溶液显碱性,后褪色说明漂白粉具有漂白性;(3)湿润淀粉碘化钾试纸是检验氧化性气体的,所以实验a目的是检验白雾中是否含有氯气,排除氯气的干扰;白雾中可能含有SO2气体,SO2被硝酸氧化生成SO,硫酸银微溶于水,所以不能判断白雾中含有HCl;(4)依据信息可知只要使溶液中含有H+、Cl-、ClO-便可排除SO2与ClO-生成氯气的可能性,即向漂白粉精中滴加盐酸(或硫酸)看是否变为黄绿色;(5)由信息可知SO2与H2O 反应生成H2SO3使溶液呈酸性,在酸性条件下Cl-与ClO-生成Cl2,Cl2把SO2氧化为SO生成微溶于水的CaSO4白色沉淀。溶液黄绿色退去。

实验题目,其实就是一个很好的演绎推理过程,在现有前提条件下,以各种物质属性为媒介,将融合于一个实验过程的各种物质看作是一个不可分割的整体,仔细发现他们之间的相互关联,从而进行合理的逻辑推理,然而很多高中生碰到类似问题的时候,往往习惯性孤立的看待问题,认为各小题之间的化学反应、各物质间并不存在密切联系,从而难以推断出正确、合乎逻辑的结果。

二.某高中学生化学解题思维定势调查统计分析

本次调查分析本着实事求是的原则,在江苏省某高级中学高中一、二、三年级分别选取50名学生,对不同年级学生进行了有针对性的化学练习题测试,试题内容根据各年级所学知识,紧紧围绕教学大纲,做到不超出学生所学知识范围,不过难过偏,不透露此次考察是以调查思维定势解题方式在高中学生中存在的几率,还有思维定势对学生化学成绩是否造成影响为目的的测试,精心设计题目,突出高中化学中需要知识的迁移来举一反三的重要性,强调逻辑性、发散性思维的作用,难度由浅入深。通过学生对测试题目中干扰选项的选择频率来进行统计分析,得出结论。(注:“干扰选项“为试题中设置的错误选项,也是学生惯性利用思维定式解题的选项。)

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通过调查分析,我们发现①高中各年级学生在解题的过程中,定式思维的影响是共同存在的问题。随着题目难度的增加定式思维的局限性越发明显;②高一、高二年级在省统考的教学目标要求下,教学难易度相对适中,定式思维对学习的影响约占一半以上人数,而高三年级根据高考大纲的要求,难度相对提高,定式思维导致学生的出错率达3/4以上,这也许是刚刚进入高考复习状态的高三学生容易出现的问题。③调查中我们发现无论是哪一个年级的学生,如果不在最恰当的时间采取贴近教学实际的措施,例如,针对学生存在的定式思维,在高一的时候纠正、高二年级的时候培养好的思维习惯,高三时形成正确解题的思路和方法,那么定式思维对高中学生化学科目的学习造成的影响只会增加,难以减少。

三.多角度突破解题定式思维

(一).培养良好的学习兴趣

兴趣是学习的动力,兴趣是最好的老师。大部分学生对化学形成了元素周期表、反应方程式、物质的属性及变化等刻板的映象。其实化学远远不止这些,它不停留于书本,实际上它就是我们的生活。化学是工业发展的支柱,国家实力的标志,农业丰收的基础,战胜疾病的武器提高生活的保证。

 (二).勇于突破传统,敢于创新。

“燃素说”起源于欧洲上世纪,很多科学家在它的基础上一些新的化学现象,瑞典化学家普利斯特由“燃素说”发现了氧气对生物的作用;英国化学家克拉克发现了二氧化碳等,但由于人们知识结构的局限“燃素说”被证实是以错误的结论,后来的一些化学家收到思维定式的影响未能走出“燃素说”的枷锁,最终无所建树,而18世纪的拉瓦锡敢于突破传统,提出的《燃烧概论》、质量守恒定律将“燃素说”的影响一扫而光,带领化学进入科学的实验和定量的研究领域,成为了近代化学之父。

高中学生在学习化学的过程中,要学会去腐出新,要了解原有的思维模式,解题方法已经不适应学习的需要,要在已有的知识和经验的基础上,勇于探索,大胆创新,通过对物质的了解、分析,利用科学的方法,寻找不同的解题思路。

(三)认真的审题

审题不当容易受错误选项的干扰,是解题的禁忌。解题时要养成仔细认真的习惯。 

案例:一定条件下,A、B、C三种物质的起始浓度分别为0.5mol/L、0.1mol/L和1.6mol/L。当可逆反应A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡状态时,下列数据合理的是(    )。

A. c(A)=1.0mol/L,c(B)=0.2mol/L

B. c(B)=0.1mol/L,c(C)=1.2mol/L

C. c(A)=0.4mol/L,c(C)=1.8mol/L

D. c(A)=0.9mol/L,c(B)=0.5mol/L

在判断该题时,易得到错解C。得到错解的原因是盲目认为,C项中A的浓度减少了0.1mol/L,C的浓度增大了0.2mol/L,A、C两种物质的浓度变化符合化学计量关系。解答该题时,要把握两个要点:一是各物质的浓度变化量与其化学计量数成比例关系;二是可逆反应不能进行完全,各物质的浓度只能在一定范围内变动。根据第一个要点可以迅速排除A、B两个选项。假设反应物完全转化为生成物,则c(A)=0.4mol/L,c(B)=0mol/L,c(C)=1.8mol/L;再假设生成物全部转化为反应物,则c(A)=1.3mol/L,c(B)=0.9mol/L,c(C)=0mol/L。由于可逆反应是不能进行完全的,各物质的浓度应当介于两个极值之间,易得:0.4mol/L<c(A)<1.3mol/L,0mol/L<c(B)<0.9mol/L,0mol/L<c(C)<1.8mol/L。因此这道题的正确答案是D项。造成错解的原因是忽略了隐含条件,即可逆反应的限度,这实际上也是由于审题习惯不当形成的思维定势。

(四)建立解决问题的逻辑思维

前面讲到化学各物质间不是孤立的,当物质相遇的时候,不要忽略他们之间的联系和可能产生的反应。这是解化学题目时所需要的建立事物内在联系的逻辑思维,也就我们是对化学反应的敏感。

在高中化学的教学过程中,我们找到一些学习的方法,把这些方法通过归纳总结,我们发现了他们的共性,通过学生的学习情况分析,走出思维的局限的解决问题的前提,希望本文能给化学老师一些教学上的启发,给高中的学生一些学习上的帮助,当然关键还在于你对化学的理解,对化学的热爱。

【参考文献】

[1]梁晓灵.高中学生化学学习风格和认知特点研究[D].四川师范大学.2012.01

[2]李  明.影响高中生化学学习困难的因素以及对策[J].中学教育.2006.02

[3]吴佩国.高一学生化学学习苦难原因探析及对策[J].化学教育.1996.07

[4]张玉莲.高中化学学习方法探析[J].才智.2011.21

[5]涂平菊.新课改后初高中化学教学衔接[J].科教新报(教育科研).2011.25

[6]张玉莲.高中化学学习方法探析[J].才智.2011.21

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