邢晶
摘 要:高中化學原理內(nèi)容是教學的難點,主要原因是原理內(nèi)容抽象,不好理解,因此,幫助學生建立直觀正確而深刻的第一印象就更為重要。沉錨效應就是利用先入為主的觀念,讓學生產(chǎn)生第一印象,幫助學生學習。以化學平衡移動原理與鹽類水解的教學為例,具體討論沉錨效應在教學中的應用。
關鍵詞:高中化學;化學原理;沉錨效應
高中化學難學,一方面是因為高中化學知識繁雜,需要記憶的內(nèi)容多,另一方面是因為微觀層面的知識、抽象的化學反應原理難以理解。教師面臨的教學情況是:教學內(nèi)容多、雜,課時緊張;學生的基礎薄弱(初中沒有系統(tǒng)學習化學);學生想象能力差;學生理解、接受抽象理論的能力差。為了讓學生更好地掌握復雜抽象的化學知識以及各種化學原理,教師需要在教學中運用恰當?shù)男睦響?zhàn)術,給學生一個正確的心理導向,這就是今天的研究主題“沉錨效應”。學生容易受到沉錨效應的影響,但如果先入為主的概念和效果過于強大,也會產(chǎn)生相應的弊端,因此,如何在高中化學教學中運用沉錨效應,值得大家思考研究。簡單來說,既要沉錨效應服務于教學,又要防止它所帶來的負面影響。
一、在高中化學教學中運用沉錨效應的意義
高中化學所講述的知識,對于學生來說都是新鮮的、未知的,要讓學生將這些未知的東西清晰地記憶在腦海里,并且能細致準確地分類,這需要采用一定的方法。教師除了幫助學生養(yǎng)成良好的學習習慣、建立化學知識之間的內(nèi)在聯(lián)系之外,還可以根據(jù)知識特點采用一些特殊方法幫助學生。沉錨效應就是利用先入為主的一種心理讓學生對所學知識“第一印象”深刻清晰,固定正確、簡潔、有效的思維格式,形成思維定式。
沉錨效應是一種心理學效應,在教學中運用沉錨效應,也就是要讓學生形成深刻的“第一印象”。當一個事物的信息進入我們大腦的時候,“第一印象”和“第一信息”給我們大腦的刺激是最強的。雖然這些“第一信息”并不一定能反應事物的全部,但不可否認,我們大腦的思維活動在大多數(shù)情況下就是依據(jù)這些信息的表象進行的,所以,“第一信息”對人產(chǎn)生的影響不言而喻,很多心理學家也證實了這個論述。運用沉錨效應的最大好處是讓“第一信息”最深刻地存在于學生腦海中,以至于下一次提到該事物的時候,能條件反射般地想起這些有效信息,印象深刻,記憶也持久,對后續(xù)在此基礎上展開的學習也能起到很好的鋪墊作用。
高中化學知識多而雜,特別是化學原理更是由于其微觀性、抽象性難以被學生理解。而化學理論對生產(chǎn)實際又有很強的指導作用,所以,在教學中運用沉錨效應幫助學生學習理論是必要的。
二、教學中運用沉錨效應的具體案例
平衡思想是化學學科的基本思想之一,而化學平衡移動原理是平衡思想的核心。平衡移動原理內(nèi)容如下:改變影響化學平衡的一個因素,平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。影響化學平衡的外界因素是指濃度、溫度、壓強等。雖然原理內(nèi)容簡單,但想要理解并能靈活應用卻是不易。為了讓學生更好地理解移動原理,可以從兩個方面入手:一是將理論的內(nèi)涵外延分析透徹,二是對于用移動原理解決問題的思維進行固化。在學習過程中,恰當?shù)臅r候拋出“錨”,幫助學生建立正確、深刻的初印象,為后續(xù)學習打下基礎。
1.對平衡移動原理的適用條件理解,拋下原理適用范圍之錨“可逆反應平衡態(tài)”。化學平衡移動原理適用條件:處于平衡狀態(tài)的可逆過程;平衡要發(fā)生移動。如果可逆反應沒有達到平衡,或雖達到平衡,但條件改變時平衡沒有移動,是無法應用該原理進行判斷平衡移動的方向及移動的程度。只要處于平衡狀態(tài),無論是何種平衡類型,如,化學平衡、電離平衡、溶解平衡、水解平衡等均適用此原理。
2.對平衡移動原理的定性理解,拋下原理核心內(nèi)容之錨“對著干”。改變一個影響因素,如升高溫度,則平衡移動的方向必是要向能使溫度降低的方向移動,即向吸熱方向移動;而降低溫度,則反應向放出熱量的方向移動,能使溫度升高。可以認為,在化學反應發(fā)生的過程中,能量也參加了反應。例如,合成氨反應是放熱反應,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),ΔH=-92kJ/mol,方程式也可以表示為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)+92kJ/mol,容易判斷當改變溫度時平衡移動的方向,升溫,即增加了能量,而能量是生成物,所以,反應向逆反應方向(吸熱方向)移動,降低溫度則移動方向相反,向正反應方向(放熱方向)移動。
3.對平衡移動原理的定量理解,拋下原理中平衡移動程度之錨“減弱不抵消”。改變一個影響因素,例如,使反應物濃度由0.1mol/L增大至0.2 mol/L,根據(jù)“對著干”確定平衡移動方向——向正反應方向移動。學生需要理解“這種改變”指的是什么。例如濃度由0.1 mol/L增加到0.2 mol/L,則“這種改變”是指“濃度增加了0.1 mol/L”,而“減弱這種改變”是指濃度增加的量小于0.1 mol/L。達到新平衡時反應物濃度介于0.1 mol/L與0.2 mol/L之間,如果濃度小于或等于0.1 mol/L,則說明平衡移動的程度將濃度改變中增加的0.1mol/L
完全抵消甚至更多,不符合“減弱這種改變”的程度限制。
4.應用化學平衡移動原理解決問題時,拋下解題格式之錨。不同類型的問題,解題格式也不同。讓學生在接觸問題之初就形成正確且易模仿的思維模式。
例如:下列事實不能用化學平衡移動原理解釋的是( )
A.打開微搖過的盛裝可樂飲料的瓶蓋,液體噴出
B.將發(fā)生反應H2(g)+I2(g) 2HI(g)的容器壓縮后,氣體顏色變深
C.新制氯水久置后無漂白性,而酸性增加
D.可用濃氨水和氫氧化鈉固體快速制取氨氣
解題格式:
[尋找可逆過程或反應] [確定事實的產(chǎn)生是由于平衡移動的結果]
A項存在著CO2(g) CO2(aq),打開瓶蓋后,由于壓強減小,所以,平衡逆向移動,大量CO2(g)連帶液體一起噴出??梢杂闷胶庖苿釉斫忉尅?
B項存在可逆反應,且由于I2(g)而使混合氣體呈現(xiàn)紫色。但壓縮體積后平衡并不移動,顏色加深是由于體積縮小所至,而非平衡移動的結果,故不能用平衡移動原理解釋。
C項Cl2(aq)+H2O(l) H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),2HClO(aq) 2H+(aq)+2Cl-(aq)+O2(g),由于光照使HClO分解,而導致HClO濃度減小,使Cl2與H2O反應向正向移動,可用平衡移動原理解釋。
D項存在NH3(aq)+H2O(l) NH3·H2O(aq) NH4+(aq)+OH-(aq),使用氫氧化鈉固體,會增加c(OH-),促使反應向生成氨氣方向移動。
例如:在密閉容器中發(fā)生反應A(g)+B(g) C(g),達到平衡時,A的濃度是a mol/L,此時將體積壓縮為原體積的一半,再次達到平衡后,A的濃度是( )
A.c(A)>a mol/L B.c(A)<2a mol/L
C.c(A)>2a mol/L D.a mol/L 【學生錯解】根據(jù)平衡移動原理,壓縮體積,增大壓強,平衡向分子數(shù)減小的方向移動,即向正向移動,所以A(g)的濃度減小,選擇B。 【錯解原因】學生能夠正確判斷出平衡移動的方向,但確定濃度變化情況時卻思考不深入,忽略了體積變?yōu)樵w積一半時,A的濃度就已變?yōu)樵瓉淼膬杀读?,之后再平衡正向移動,根?jù)“減弱不抵消”確定a mol/L 學生理解得不深入,導致解錯題目。從分析過程看,可形成如下的解題格式: [確定條件改變時刻各物質的某物理量的瞬時值] [利用化學平衡移動原理進行判斷] 化學平衡移動原理應用很廣,是很重要的基礎化學理論。上述要點無論是新授課還是復習課,都應重點講解,只不過方式上有所不同。新授課應以教師講授為主,授課過程中,為了讓學生形成深刻印象,可在講授過程中,用實驗來驗證這個理論。實驗會讓學生進入原理之中,具體體會“對著干”和“減弱不抵消”。此時利用具體實驗沉下錨,使學生接收直觀的視覺觸覺感受,在大腦中建立清晰而深刻的印象。而復習課時,應以學生自主整理為主,教師輔助,形成特定思維方式,可因人而異,形式各異。 三、過猶不及,避免沉錨效應帶來的負面影響 任何事物都是有兩面性的?;瘜W知識多而雜,相似的知識點也有不少,如果先入為主的概念過于強烈,那么就容易將知識混淆。在授課過程中,老師過于強調沉錨效應,可能容易讓學生對一些知識產(chǎn)生根深蒂固的印象,從而不易被改變。如何運用好沉錨效應,巧妙地避開其所產(chǎn)生的負面影響,對高中化學教學無疑是一個挑戰(zhàn)。下面,以具體教學案例說明運用沉錨效應所產(chǎn)生的負面影響: 例如:在一密閉容器中發(fā)生分解反應CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g),在一定溫度下達到平衡狀態(tài),此時c(CO2)=a mol/L。若保持溫度不變,將體積壓縮為原體積的一半,則再次達到平衡時c(CO2)的濃度是多少?學生根據(jù)平衡移動原理中“減弱不抵消”的原則得出再次達到平衡時a mol/L 鹽類水解規(guī)律是高中教學的一個難點。在教學過程中,用實驗沉錨,學生能理解鹽的水解本質。但是學生在應用水解原理解決問題時,困難很大:一是對鹽類水解的本質理解不夠透徹;二是因為形成鹽的酸的多元性導致的;三是因為規(guī)律眾多,而沉錨效應的先入為主導致學生太依賴于各種規(guī)律去解題,由于理解不深入,一知半解,所以出錯。 例如:向10 mL 0.1 mol/L的氨水中滴加0.1mol/L鹽酸。 (1)恰好中和時,消耗鹽酸的體積是多少?此時溶液中各離子濃度大小的順序是什么? (2)當溶液恰好呈中性時,消耗鹽酸的體積是多少?此時溶液中各離子濃度大小的順序是什么? 學生出錯的原因就是不能正確理解“恰好中和”與“溶液呈中性”的區(qū)別?!扒『弥泻汀笔欠磻獙傩?,“中和”是指酸與堿反應生成鹽和水;“溶液呈中性”是指溶液屬性,最終溶液中的H+、OH-濃度相等。而通過實驗的影響,學生會認為強酸與弱堿的反應中,由于水解的存在,總會有一點弱堿不能被完全反應,所以恰好中和時所需的酸要么比理論所需大一點或者是無法準確求得。這就是由于先入為主的深刻印象導致的思維混亂,不能正確分析問題。 沉錨效應帶來的負面影響是使學生的思維定式嚴重,不能正確分析遇到的新問題,思維不清晰,最后只能生搬硬套。正如上面的例子所講,原有的舊知識遇到新情境,而學生卻不能在新情境中運用。根據(jù)奧蘇貝爾的理論——同化論來講,學生缺少將已有的學習基礎(認知結構中)與所遇到的新情境建立相關聯(lián)系的能力。再有,沉錨效應可能減弱了學生思考的意愿與能力,遇到相同情境,代入相同的方法,卻不會去認真思考知識的內(nèi)在含義,這不利于培養(yǎng)學生發(fā)散思維,不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。 所以,在實際教學中,要從以下幾個方面來避免沉錨效應帶來的不良影響: 首先,要引導學生多從不同的角度來看問題。對于學習中遇到的疑難問題、化學實驗中的“非正?,F(xiàn)象”都不要隨意放過,引導學生思考各種可能性,并用各種手段進行求證,這對于鍛煉思考能力是很必要的。 其次,要有質疑的意識。以往的經(jīng)驗結論不都是正確的,隨著科學技術的發(fā)展,人們能更多地看清以往看不清楚的結構,能夠進行更精確的物質組成分析,正如原子結構的發(fā)現(xiàn)過程一樣。鼓勵學生敢于大膽假設,用嚴謹?shù)目茖W實驗驗證,這才是科學的精神。 最后,在應試時,要注意運用一些心理戰(zhàn)術,不要認為高考中可能遇到做過的原題。雖然有可能會遇到相似的題目,但不要盲目樂觀,仔細看一看題目中的情境,說不準在哪里就有“陷阱”等著你呢。 綜上所述,沉錨效應在教學中還有著廣泛的應用,作為一種心理效應學說,運用得當會對學習產(chǎn)生積極促進的作用。通過實例可以看出,對于抽象的化學原理的教學中,恰當?shù)剡\用該效應能促進學生的理解與接受。因為化學原理比較抽象,不好想象與理解,如果可以運用一些技術手段、實驗手段支持,效果便好多了。只不過,在運用過程中,教師應該更關注如何利用沉錨效應讓學生理解知識的內(nèi)涵與用途。很多學生迷茫的是不知道學了有什么用,在學習過程中不能很好地發(fā)揮主觀能動性,但思維定式也帶來不良影響,所以,如何用、怎么用是值得研究的。 參考文獻: [1]胡飛飛.小議教學中的沉錨效應[J].校園英語,2012. [2]劉國玉.淺談沉錨效應在物理教學中的應用[J].數(shù)理化學習,2012. [3]雷清蘭.審慎對待教學中的“沉錨效應”[J].遼寧教育,2013. [4]張東升,張鋼.克服“沉錨效應”[J].政治指導員,2010.