毛明

摘要：化學(xué)計(jì)算教學(xué)要考慮怎樣做到“真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情景與化學(xué)計(jì)算”有機(jī)融合？怎樣把握計(jì)算數(shù)據(jù)的合理性和可計(jì)量性？自2008年起蘇州市中考化學(xué)卷中有關(guān)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算試題的命題理念就是：突出化學(xué)學(xué)科真實(shí)性與實(shí)用性的有機(jī)結(jié)合，重視實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)捷性、可計(jì)量性與化學(xué)計(jì)算的有機(jī)融合。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；“可計(jì)量”實(shí)驗(yàn)；計(jì)算 融合；題例研究

文章編號(hào)：1008-0546（2014）10-0067-03 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

初中化學(xué)計(jì)算教學(xué)要考慮怎樣做到“真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情景與化學(xué)計(jì)算”有機(jī)融合？怎樣把握計(jì)算數(shù)據(jù)的合理性？何謂“可計(jì)量”？筆者以為首先要從現(xiàn)行中學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的具體條件出發(fā)，再結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)或計(jì)算課題的目標(biāo)。因此自2008年起，蘇州市中考化學(xué)卷中有關(guān)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算試題的命題理念就是：突出化學(xué)學(xué)科真實(shí)性與實(shí)用性的有機(jī)結(jié)合，重視實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)捷性、可計(jì)量性與化學(xué)計(jì)算的有機(jī)融合。

以下為筆者研究近幾年蘇州市中考化學(xué)卷相關(guān)試題后的評(píng)析。

一、有效的數(shù)據(jù)與計(jì)量的合理性

[評(píng)析]圖1曲線對(duì)于氯堿工業(yè)中電解飽和氯化鈉溶液具有重大意義，也是命題者根據(jù)北京大學(xué)嚴(yán)宣申教授寄給筆者的資料繪制的，也就是用科學(xué)家已經(jīng)實(shí)驗(yàn)計(jì)量得出的數(shù)據(jù)[1]來(lái)編制計(jì)算題，其實(shí)使用相對(duì)原子質(zhì)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等的基本計(jì)算也是一種“可計(jì)量”計(jì)算。為了避免學(xué)生考試過(guò)程中“看圖取數(shù)”的不確定性，題干給出坐標(biāo)點(diǎn)的有效數(shù)據(jù)，要從雙溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)坐標(biāo)系觀察、理解曲線上A、B、C和D點(diǎn)的物理意義，便于學(xué)生解答填空。這樣既有曲線又有坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算題的情境與生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系來(lái)考查學(xué)生數(shù)據(jù)處理和計(jì)算能力，而不是“純理論”的憑空杜撰的化學(xué)計(jì)算。本題是一道關(guān)于兩種溶質(zhì)一種溶劑的混合溶液的有關(guān)溶解度、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算題，多組分變量曲線的辨析和計(jì)算，還有除雜方法的推理判斷，融合了實(shí)驗(yàn)操作，綜合性很強(qiáng)，題型和情境都比較新穎。

怎樣命制將化學(xué)反應(yīng)與實(shí)驗(yàn)結(jié)合再依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的試題呢？往往這類題如果不考慮實(shí)驗(yàn)效果和數(shù)據(jù)的合理性，就是憑空編造的，例如：“將一枚10g鐵釘浸入硫酸銅溶液一段時(shí)間后取出，干燥后稱得10.8g，問(wèn)析出銅多少克？”這道題就屬于“不可計(jì)量”的“偽實(shí)驗(yàn)”計(jì)算題。因?yàn)榈谝贿@枚鐵釘太大、太重不適合進(jìn)行可計(jì)量實(shí)驗(yàn)；第二析出的銅不全部都附著在鐵釘表面，無(wú)法準(zhǔn)確稱量反應(yīng)后鐵釘?shù)脑鲋刭|(zhì)量就是析出銅的質(zhì)量。而例2是一道屬于可計(jì)量的結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作的蘇州中考化學(xué)計(jì)算題。

[評(píng)析]首先題干給出樣品檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，反應(yīng)物的狀態(tài)和量的基本要求。本題表格內(nèi)提供的數(shù)據(jù)精度為0.1g，是符合初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)用托盤天平精度的實(shí)際，是初中“可計(jì)量”實(shí)驗(yàn)操作加以實(shí)現(xiàn)的。然后由表格內(nèi)數(shù)據(jù)求該樣品中含碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平均值，這是化驗(yàn)室取樣分析的一般方法；再分析引起三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)差異的可能原因。最后利用碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平均值，要求從工業(yè)生產(chǎn)的角度計(jì)算煅燒100t這種石灰石理論上最多能得到多少噸氧化鈣，結(jié)果還要精確到0.1t。本題數(shù)據(jù)既考慮了精確度（表格里的都是小數(shù)點(diǎn)后1位），又考慮了計(jì)算結(jié)果僅僅是理論值，另外表格內(nèi)提供的數(shù)據(jù)是基于鹽酸過(guò)量為前提的，保證了試樣中碳酸鈣能夠充分反應(yīng)。

二、簡(jiǎn)捷的裝置與計(jì)量的可操作性

[評(píng)析]本題圖2氣體發(fā)生、收集和計(jì)量裝置[2]就是取材于原大綱高中化學(xué)教材中類似“測(cè)定乙醇跟鈉反應(yīng)時(shí)放出氫氣的體積的裝置”，后來(lái)某些教輔用書試題或課例[3]利用圖2裝置拓展到凡是液體與固體反應(yīng)產(chǎn)生氣體均用此計(jì)量。按圖2高中實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理和操作是：因?yàn)闅錃怆y溶于水和乙醇，且2.3g固體金屬鈉的體積相對(duì)圓底燒瓶的容積可忽略不計(jì)，被分液漏斗有效控制滴入約5mL不到的乙醇即刻與鈉參與定量反應(yīng)，因此乙醇的體積或產(chǎn)物固態(tài)乙醇鈉的體積相對(duì)1.12L氫氣的體積也可以忽略不計(jì)，而液體乙醇又不必過(guò)量，幾乎可以忽略滴入乙醇的體積而排出燒瓶?jī)?nèi)氣體的體積。另外將這套裝置中的氣體發(fā)生裝置直接連接一個(gè)注射器[4]，用于測(cè)定產(chǎn)生氫氣、氧氣或二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)速率較為妥當(dāng)，而不宜準(zhǔn)確定量測(cè)定完全反應(yīng)時(shí)生成氣體的總體積。

還有部分學(xué)生以為反應(yīng)放熱是造成氣體體積誤差偏大的主要原因，其實(shí)初中產(chǎn)生氧氣、二氧化碳和氫氣等實(shí)驗(yàn)中所用溶液均為稀溶液，且使用溶液的量相對(duì)固體試劑過(guò)量許多，即使反應(yīng)放熱不會(huì)使混合體系溫度抬升很高，所產(chǎn)生的氣體體積因溫度而膨脹的量不是主導(dǎo)因素。其實(shí)造成量筒內(nèi)液體體積（當(dāng)做“氣體體積”）誤差偏大的主要因素與圖3裝置[5]（自2012年起上海教育出版社義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)教材刪去了這個(gè)實(shí)驗(yàn)）的原理一致，是由于加入的液體排開了容器中的空氣造成的偏大誤差甚至可達(dá)反應(yīng)器容積的50%左右，例3試題的特色就是從計(jì)量誤差的角度批判和反思此類實(shí)驗(yàn)可靠性較差。為此蘇州中考化學(xué)試卷10年來(lái)實(shí)驗(yàn)裝置圖都不超過(guò)3個(gè)連接裝置，目的就是為了便于教師在課堂上有效實(shí)施簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)便、簡(jiǎn)捷的實(shí)驗(yàn)。

三、真實(shí)的情景與計(jì)量的可靠性

[評(píng)析]本題的難點(diǎn)是：學(xué)生要理解通過(guò)中和反應(yīng)“得到只有一種溶質(zhì)的溶液”，再根據(jù)圖示情景和范例，編寫計(jì)算題，并完成相關(guān)內(nèi)容，對(duì)自學(xué)能力是一個(gè)較高要求。本題先從簡(jiǎn)單的配制10%的氯化鉀溶液入手，既有操作又有計(jì)算；再?gòu)哪芮『猛耆磻?yīng)的酸堿中和反應(yīng)的角度，又可以配制10%的氯化鉀溶液，把編題、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算進(jìn)行有機(jī)融合，富有創(chuàng)意?；瘜W(xué)計(jì)算中融合實(shí)驗(yàn)操作，即便進(jìn)行化學(xué)計(jì)算也考慮到初中實(shí)驗(yàn)“可計(jì)量”的實(shí)際條件：用托盤天平、燒杯、玻璃棒等簡(jiǎn)單儀器就能操作。因此本題的情景是真實(shí)的，提供的數(shù)據(jù)具有可計(jì)量性和可靠性。

四、結(jié)論

初中化學(xué)計(jì)算題涉及到的數(shù)據(jù)的真實(shí)化、可計(jì)量化、可操作化，是限制命題者隨意杜撰編制計(jì)算題的有效策略。也就是說(shuō)命題者要在計(jì)算題的命題過(guò)程中辯證地看待“聯(lián)系實(shí)際、情景真實(shí)”的規(guī)則[6]，避免脫離學(xué)生認(rèn)知實(shí)際和環(huán)境，以期達(dá)到切實(shí)減輕學(xué)生做許多無(wú)謂的化學(xué)計(jì)算題負(fù)擔(dān)的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 嚴(yán)宣申. 化學(xué)原理選講 [M]. 北京：北京大學(xué)出版社，2012：19～20

[2] 人民教育出版社化學(xué)室編. 高級(jí)中學(xué)課本化學(xué)（甲種本）第三冊(cè)[M]. 北京：人民教育出版社，1985：105

[3] 閆蒙鋼，蔣建偉. 基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)主題的綜合實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)——蛋殼中碳酸鈣含量的測(cè)定[J]. 化學(xué)教育，2014，35（11）：33

[4] 宋心琦主編. 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)反應(yīng)原理[M]. 北京：人民教育出版社，2007：18

[5] 王祖浩主編. 義務(wù)教育教科書：化學(xué)（九年級(jí) 上冊(cè)）[M].上海： 上海教育出版社，2011：28

[6] 中華人民共和國(guó)教育部制定. 義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S].第1版，北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：42endprint

摘要：化學(xué)計(jì)算教學(xué)要考慮怎樣做到“真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情景與化學(xué)計(jì)算”有機(jī)融合？怎樣把握計(jì)算數(shù)據(jù)的合理性和可計(jì)量性？自2008年起蘇州市中考化學(xué)卷中有關(guān)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算試題的命題理念就是：突出化學(xué)學(xué)科真實(shí)性與實(shí)用性的有機(jī)結(jié)合，重視實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)捷性、可計(jì)量性與化學(xué)計(jì)算的有機(jī)融合。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；“可計(jì)量”實(shí)驗(yàn)；計(jì)算 融合；題例研究

文章編號(hào)：1008-0546（2014）10-0067-03 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

初中化學(xué)計(jì)算教學(xué)要考慮怎樣做到“真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情景與化學(xué)計(jì)算”有機(jī)融合？怎樣把握計(jì)算數(shù)據(jù)的合理性？何謂“可計(jì)量”？筆者以為首先要從現(xiàn)行中學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的具體條件出發(fā)，再結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)或計(jì)算課題的目標(biāo)。因此自2008年起，蘇州市中考化學(xué)卷中有關(guān)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算試題的命題理念就是：突出化學(xué)學(xué)科真實(shí)性與實(shí)用性的有機(jī)結(jié)合，重視實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)捷性、可計(jì)量性與化學(xué)計(jì)算的有機(jī)融合。

以下為筆者研究近幾年蘇州市中考化學(xué)卷相關(guān)試題后的評(píng)析。

一、有效的數(shù)據(jù)與計(jì)量的合理性

[評(píng)析]圖1曲線對(duì)于氯堿工業(yè)中電解飽和氯化鈉溶液具有重大意義，也是命題者根據(jù)北京大學(xué)嚴(yán)宣申教授寄給筆者的資料繪制的，也就是用科學(xué)家已經(jīng)實(shí)驗(yàn)計(jì)量得出的數(shù)據(jù)[1]來(lái)編制計(jì)算題，其實(shí)使用相對(duì)原子質(zhì)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等的基本計(jì)算也是一種“可計(jì)量”計(jì)算。為了避免學(xué)生考試過(guò)程中“看圖取數(shù)”的不確定性，題干給出坐標(biāo)點(diǎn)的有效數(shù)據(jù)，要從雙溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)坐標(biāo)系觀察、理解曲線上A、B、C和D點(diǎn)的物理意義，便于學(xué)生解答填空。這樣既有曲線又有坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算題的情境與生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系來(lái)考查學(xué)生數(shù)據(jù)處理和計(jì)算能力，而不是“純理論”的憑空杜撰的化學(xué)計(jì)算。本題是一道關(guān)于兩種溶質(zhì)一種溶劑的混合溶液的有關(guān)溶解度、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算題，多組分變量曲線的辨析和計(jì)算，還有除雜方法的推理判斷，融合了實(shí)驗(yàn)操作，綜合性很強(qiáng)，題型和情境都比較新穎。

怎樣命制將化學(xué)反應(yīng)與實(shí)驗(yàn)結(jié)合再依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的試題呢？往往這類題如果不考慮實(shí)驗(yàn)效果和數(shù)據(jù)的合理性，就是憑空編造的，例如：“將一枚10g鐵釘浸入硫酸銅溶液一段時(shí)間后取出，干燥后稱得10.8g，問(wèn)析出銅多少克？”這道題就屬于“不可計(jì)量”的“偽實(shí)驗(yàn)”計(jì)算題。因?yàn)榈谝贿@枚鐵釘太大、太重不適合進(jìn)行可計(jì)量實(shí)驗(yàn)；第二析出的銅不全部都附著在鐵釘表面，無(wú)法準(zhǔn)確稱量反應(yīng)后鐵釘?shù)脑鲋刭|(zhì)量就是析出銅的質(zhì)量。而例2是一道屬于可計(jì)量的結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作的蘇州中考化學(xué)計(jì)算題。

[評(píng)析]首先題干給出樣品檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，反應(yīng)物的狀態(tài)和量的基本要求。本題表格內(nèi)提供的數(shù)據(jù)精度為0.1g，是符合初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)用托盤天平精度的實(shí)際，是初中“可計(jì)量”實(shí)驗(yàn)操作加以實(shí)現(xiàn)的。然后由表格內(nèi)數(shù)據(jù)求該樣品中含碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平均值，這是化驗(yàn)室取樣分析的一般方法；再分析引起三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)差異的可能原因。最后利用碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平均值，要求從工業(yè)生產(chǎn)的角度計(jì)算煅燒100t這種石灰石理論上最多能得到多少噸氧化鈣，結(jié)果還要精確到0.1t。本題數(shù)據(jù)既考慮了精確度（表格里的都是小數(shù)點(diǎn)后1位），又考慮了計(jì)算結(jié)果僅僅是理論值，另外表格內(nèi)提供的數(shù)據(jù)是基于鹽酸過(guò)量為前提的，保證了試樣中碳酸鈣能夠充分反應(yīng)。

二、簡(jiǎn)捷的裝置與計(jì)量的可操作性

[評(píng)析]本題圖2氣體發(fā)生、收集和計(jì)量裝置[2]就是取材于原大綱高中化學(xué)教材中類似“測(cè)定乙醇跟鈉反應(yīng)時(shí)放出氫氣的體積的裝置”，后來(lái)某些教輔用書試題或課例[3]利用圖2裝置拓展到凡是液體與固體反應(yīng)產(chǎn)生氣體均用此計(jì)量。按圖2高中實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理和操作是：因?yàn)闅錃怆y溶于水和乙醇，且2.3g固體金屬鈉的體積相對(duì)圓底燒瓶的容積可忽略不計(jì)，被分液漏斗有效控制滴入約5mL不到的乙醇即刻與鈉參與定量反應(yīng)，因此乙醇的體積或產(chǎn)物固態(tài)乙醇鈉的體積相對(duì)1.12L氫氣的體積也可以忽略不計(jì)，而液體乙醇又不必過(guò)量，幾乎可以忽略滴入乙醇的體積而排出燒瓶?jī)?nèi)氣體的體積。另外將這套裝置中的氣體發(fā)生裝置直接連接一個(gè)注射器[4]，用于測(cè)定產(chǎn)生氫氣、氧氣或二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)速率較為妥當(dāng)，而不宜準(zhǔn)確定量測(cè)定完全反應(yīng)時(shí)生成氣體的總體積。

還有部分學(xué)生以為反應(yīng)放熱是造成氣體體積誤差偏大的主要原因，其實(shí)初中產(chǎn)生氧氣、二氧化碳和氫氣等實(shí)驗(yàn)中所用溶液均為稀溶液，且使用溶液的量相對(duì)固體試劑過(guò)量許多，即使反應(yīng)放熱不會(huì)使混合體系溫度抬升很高，所產(chǎn)生的氣體體積因溫度而膨脹的量不是主導(dǎo)因素。其實(shí)造成量筒內(nèi)液體體積（當(dāng)做“氣體體積”）誤差偏大的主要因素與圖3裝置[5]（自2012年起上海教育出版社義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)教材刪去了這個(gè)實(shí)驗(yàn)）的原理一致，是由于加入的液體排開了容器中的空氣造成的偏大誤差甚至可達(dá)反應(yīng)器容積的50%左右，例3試題的特色就是從計(jì)量誤差的角度批判和反思此類實(shí)驗(yàn)可靠性較差。為此蘇州中考化學(xué)試卷10年來(lái)實(shí)驗(yàn)裝置圖都不超過(guò)3個(gè)連接裝置，目的就是為了便于教師在課堂上有效實(shí)施簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)便、簡(jiǎn)捷的實(shí)驗(yàn)。

三、真實(shí)的情景與計(jì)量的可靠性

[評(píng)析]本題的難點(diǎn)是：學(xué)生要理解通過(guò)中和反應(yīng)“得到只有一種溶質(zhì)的溶液”，再根據(jù)圖示情景和范例，編寫計(jì)算題，并完成相關(guān)內(nèi)容，對(duì)自學(xué)能力是一個(gè)較高要求。本題先從簡(jiǎn)單的配制10%的氯化鉀溶液入手，既有操作又有計(jì)算；再?gòu)哪芮『猛耆磻?yīng)的酸堿中和反應(yīng)的角度，又可以配制10%的氯化鉀溶液，把編題、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算進(jìn)行有機(jī)融合，富有創(chuàng)意?；瘜W(xué)計(jì)算中融合實(shí)驗(yàn)操作，即便進(jìn)行化學(xué)計(jì)算也考慮到初中實(shí)驗(yàn)“可計(jì)量”的實(shí)際條件：用托盤天平、燒杯、玻璃棒等簡(jiǎn)單儀器就能操作。因此本題的情景是真實(shí)的，提供的數(shù)據(jù)具有可計(jì)量性和可靠性。

四、結(jié)論

初中化學(xué)計(jì)算題涉及到的數(shù)據(jù)的真實(shí)化、可計(jì)量化、可操作化，是限制命題者隨意杜撰編制計(jì)算題的有效策略。也就是說(shuō)命題者要在計(jì)算題的命題過(guò)程中辯證地看待“聯(lián)系實(shí)際、情景真實(shí)”的規(guī)則[6]，避免脫離學(xué)生認(rèn)知實(shí)際和環(huán)境，以期達(dá)到切實(shí)減輕學(xué)生做許多無(wú)謂的化學(xué)計(jì)算題負(fù)擔(dān)的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 嚴(yán)宣申. 化學(xué)原理選講 [M]. 北京：北京大學(xué)出版社，2012：19～20

[2] 人民教育出版社化學(xué)室編. 高級(jí)中學(xué)課本化學(xué)（甲種本）第三冊(cè)[M]. 北京：人民教育出版社，1985：105

[3] 閆蒙鋼，蔣建偉. 基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)主題的綜合實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)——蛋殼中碳酸鈣含量的測(cè)定[J]. 化學(xué)教育，2014，35（11）：33

[4] 宋心琦主編. 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)反應(yīng)原理[M]. 北京：人民教育出版社，2007：18

[5] 王祖浩主編. 義務(wù)教育教科書：化學(xué)（九年級(jí) 上冊(cè)）[M].上海： 上海教育出版社，2011：28

[6] 中華人民共和國(guó)教育部制定. 義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S].第1版，北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：42endprint

摘要：化學(xué)計(jì)算教學(xué)要考慮怎樣做到“真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情景與化學(xué)計(jì)算”有機(jī)融合？怎樣把握計(jì)算數(shù)據(jù)的合理性和可計(jì)量性？自2008年起蘇州市中考化學(xué)卷中有關(guān)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算試題的命題理念就是：突出化學(xué)學(xué)科真實(shí)性與實(shí)用性的有機(jī)結(jié)合，重視實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)捷性、可計(jì)量性與化學(xué)計(jì)算的有機(jī)融合。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；“可計(jì)量”實(shí)驗(yàn)；計(jì)算 融合；題例研究

文章編號(hào)：1008-0546（2014）10-0067-03 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

初中化學(xué)計(jì)算教學(xué)要考慮怎樣做到“真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情景與化學(xué)計(jì)算”有機(jī)融合？怎樣把握計(jì)算數(shù)據(jù)的合理性？何謂“可計(jì)量”？筆者以為首先要從現(xiàn)行中學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的具體條件出發(fā)，再結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)或計(jì)算課題的目標(biāo)。因此自2008年起，蘇州市中考化學(xué)卷中有關(guān)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算試題的命題理念就是：突出化學(xué)學(xué)科真實(shí)性與實(shí)用性的有機(jī)結(jié)合，重視實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)捷性、可計(jì)量性與化學(xué)計(jì)算的有機(jī)融合。

以下為筆者研究近幾年蘇州市中考化學(xué)卷相關(guān)試題后的評(píng)析。

一、有效的數(shù)據(jù)與計(jì)量的合理性

[評(píng)析]圖1曲線對(duì)于氯堿工業(yè)中電解飽和氯化鈉溶液具有重大意義，也是命題者根據(jù)北京大學(xué)嚴(yán)宣申教授寄給筆者的資料繪制的，也就是用科學(xué)家已經(jīng)實(shí)驗(yàn)計(jì)量得出的數(shù)據(jù)[1]來(lái)編制計(jì)算題，其實(shí)使用相對(duì)原子質(zhì)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等的基本計(jì)算也是一種“可計(jì)量”計(jì)算。為了避免學(xué)生考試過(guò)程中“看圖取數(shù)”的不確定性，題干給出坐標(biāo)點(diǎn)的有效數(shù)據(jù)，要從雙溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)坐標(biāo)系觀察、理解曲線上A、B、C和D點(diǎn)的物理意義，便于學(xué)生解答填空。這樣既有曲線又有坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算題的情境與生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系來(lái)考查學(xué)生數(shù)據(jù)處理和計(jì)算能力，而不是“純理論”的憑空杜撰的化學(xué)計(jì)算。本題是一道關(guān)于兩種溶質(zhì)一種溶劑的混合溶液的有關(guān)溶解度、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算題，多組分變量曲線的辨析和計(jì)算，還有除雜方法的推理判斷，融合了實(shí)驗(yàn)操作，綜合性很強(qiáng)，題型和情境都比較新穎。

怎樣命制將化學(xué)反應(yīng)與實(shí)驗(yàn)結(jié)合再依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的試題呢？往往這類題如果不考慮實(shí)驗(yàn)效果和數(shù)據(jù)的合理性，就是憑空編造的，例如：“將一枚10g鐵釘浸入硫酸銅溶液一段時(shí)間后取出，干燥后稱得10.8g，問(wèn)析出銅多少克？”這道題就屬于“不可計(jì)量”的“偽實(shí)驗(yàn)”計(jì)算題。因?yàn)榈谝贿@枚鐵釘太大、太重不適合進(jìn)行可計(jì)量實(shí)驗(yàn)；第二析出的銅不全部都附著在鐵釘表面，無(wú)法準(zhǔn)確稱量反應(yīng)后鐵釘?shù)脑鲋刭|(zhì)量就是析出銅的質(zhì)量。而例2是一道屬于可計(jì)量的結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作的蘇州中考化學(xué)計(jì)算題。

[評(píng)析]首先題干給出樣品檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，反應(yīng)物的狀態(tài)和量的基本要求。本題表格內(nèi)提供的數(shù)據(jù)精度為0.1g，是符合初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)用托盤天平精度的實(shí)際，是初中“可計(jì)量”實(shí)驗(yàn)操作加以實(shí)現(xiàn)的。然后由表格內(nèi)數(shù)據(jù)求該樣品中含碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平均值，這是化驗(yàn)室取樣分析的一般方法；再分析引起三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)差異的可能原因。最后利用碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平均值，要求從工業(yè)生產(chǎn)的角度計(jì)算煅燒100t這種石灰石理論上最多能得到多少噸氧化鈣，結(jié)果還要精確到0.1t。本題數(shù)據(jù)既考慮了精確度（表格里的都是小數(shù)點(diǎn)后1位），又考慮了計(jì)算結(jié)果僅僅是理論值，另外表格內(nèi)提供的數(shù)據(jù)是基于鹽酸過(guò)量為前提的，保證了試樣中碳酸鈣能夠充分反應(yīng)。

二、簡(jiǎn)捷的裝置與計(jì)量的可操作性

[評(píng)析]本題圖2氣體發(fā)生、收集和計(jì)量裝置[2]就是取材于原大綱高中化學(xué)教材中類似“測(cè)定乙醇跟鈉反應(yīng)時(shí)放出氫氣的體積的裝置”，后來(lái)某些教輔用書試題或課例[3]利用圖2裝置拓展到凡是液體與固體反應(yīng)產(chǎn)生氣體均用此計(jì)量。按圖2高中實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理和操作是：因?yàn)闅錃怆y溶于水和乙醇，且2.3g固體金屬鈉的體積相對(duì)圓底燒瓶的容積可忽略不計(jì)，被分液漏斗有效控制滴入約5mL不到的乙醇即刻與鈉參與定量反應(yīng)，因此乙醇的體積或產(chǎn)物固態(tài)乙醇鈉的體積相對(duì)1.12L氫氣的體積也可以忽略不計(jì)，而液體乙醇又不必過(guò)量，幾乎可以忽略滴入乙醇的體積而排出燒瓶?jī)?nèi)氣體的體積。另外將這套裝置中的氣體發(fā)生裝置直接連接一個(gè)注射器[4]，用于測(cè)定產(chǎn)生氫氣、氧氣或二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)速率較為妥當(dāng)，而不宜準(zhǔn)確定量測(cè)定完全反應(yīng)時(shí)生成氣體的總體積。

還有部分學(xué)生以為反應(yīng)放熱是造成氣體體積誤差偏大的主要原因，其實(shí)初中產(chǎn)生氧氣、二氧化碳和氫氣等實(shí)驗(yàn)中所用溶液均為稀溶液，且使用溶液的量相對(duì)固體試劑過(guò)量許多，即使反應(yīng)放熱不會(huì)使混合體系溫度抬升很高，所產(chǎn)生的氣體體積因溫度而膨脹的量不是主導(dǎo)因素。其實(shí)造成量筒內(nèi)液體體積（當(dāng)做“氣體體積”）誤差偏大的主要因素與圖3裝置[5]（自2012年起上海教育出版社義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)教材刪去了這個(gè)實(shí)驗(yàn)）的原理一致，是由于加入的液體排開了容器中的空氣造成的偏大誤差甚至可達(dá)反應(yīng)器容積的50%左右，例3試題的特色就是從計(jì)量誤差的角度批判和反思此類實(shí)驗(yàn)可靠性較差。為此蘇州中考化學(xué)試卷10年來(lái)實(shí)驗(yàn)裝置圖都不超過(guò)3個(gè)連接裝置，目的就是為了便于教師在課堂上有效實(shí)施簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)便、簡(jiǎn)捷的實(shí)驗(yàn)。

三、真實(shí)的情景與計(jì)量的可靠性

[評(píng)析]本題的難點(diǎn)是：學(xué)生要理解通過(guò)中和反應(yīng)“得到只有一種溶質(zhì)的溶液”，再根據(jù)圖示情景和范例，編寫計(jì)算題，并完成相關(guān)內(nèi)容，對(duì)自學(xué)能力是一個(gè)較高要求。本題先從簡(jiǎn)單的配制10%的氯化鉀溶液入手，既有操作又有計(jì)算；再?gòu)哪芮『猛耆磻?yīng)的酸堿中和反應(yīng)的角度，又可以配制10%的氯化鉀溶液，把編題、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算進(jìn)行有機(jī)融合，富有創(chuàng)意?；瘜W(xué)計(jì)算中融合實(shí)驗(yàn)操作，即便進(jìn)行化學(xué)計(jì)算也考慮到初中實(shí)驗(yàn)“可計(jì)量”的實(shí)際條件：用托盤天平、燒杯、玻璃棒等簡(jiǎn)單儀器就能操作。因此本題的情景是真實(shí)的，提供的數(shù)據(jù)具有可計(jì)量性和可靠性。

四、結(jié)論

初中化學(xué)計(jì)算題涉及到的數(shù)據(jù)的真實(shí)化、可計(jì)量化、可操作化，是限制命題者隨意杜撰編制計(jì)算題的有效策略。也就是說(shuō)命題者要在計(jì)算題的命題過(guò)程中辯證地看待“聯(lián)系實(shí)際、情景真實(shí)”的規(guī)則[6]，避免脫離學(xué)生認(rèn)知實(shí)際和環(huán)境，以期達(dá)到切實(shí)減輕學(xué)生做許多無(wú)謂的化學(xué)計(jì)算題負(fù)擔(dān)的目的。

參考文獻(xiàn)

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[3] 閆蒙鋼，蔣建偉. 基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)主題的綜合實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)——蛋殼中碳酸鈣含量的測(cè)定[J]. 化學(xué)教育，2014，35（11）：33

[4] 宋心琦主編. 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)反應(yīng)原理[M]. 北京：人民教育出版社，2007：18

[5] 王祖浩主編. 義務(wù)教育教科書：化學(xué)（九年級(jí) 上冊(cè)）[M].上海： 上海教育出版社，2011：28

[6] 中華人民共和國(guó)教育部制定. 義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S].第1版，北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：42endprint