摘 要:在新課改背景下,高中化學(xué)教學(xué)在關(guān)注學(xué)生知識(shí)掌握的同時(shí),更關(guān)注對(duì)學(xué)生問題解決能力的培養(yǎng)。而高中化學(xué)計(jì)算的解題技巧,一直是高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)的重難點(diǎn)?;诖?,文章以2020年全國化學(xué)高考Ⅰ卷中的試題為例,綜合探討高考中化學(xué)計(jì)算的內(nèi)容、類型,分析影響學(xué)生解決高中化學(xué)計(jì)算類問題的因素,并提出可行性教學(xué)策略,以期提高化學(xué)計(jì)算教學(xué)的效益和高中生的化學(xué)計(jì)算能力,希望對(duì)相關(guān)工作者有所幫助。
關(guān)鍵詞:高中化學(xué);2020高考試題;試題分析;影響因素;解題技巧探究
高中化學(xué)試題中的計(jì)算,是從定量的角度來研究物質(zhì)及其變化規(guī)律,這與化學(xué)概念、化合物、有機(jī)物以及實(shí)驗(yàn)等,都有密切的聯(lián)系。同時(shí),學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)計(jì)算類知識(shí)、解決問題,也是一個(gè)對(duì)高中化學(xué)學(xué)科綜合理解與應(yīng)用化學(xué)概念、原理的過程,計(jì)算并非只是單純的數(shù)學(xué)運(yùn)算,由此,高中化學(xué)計(jì)算的解題技巧在高中化學(xué)教學(xué)中,一直都是重點(diǎn)與難點(diǎn)。
一、 2020年全國卷化學(xué)高考試題解析
高中化學(xué)知識(shí)龐雜,且不同的計(jì)算題有不同的解題技巧,尤其是非選擇類的綜合計(jì)算題,綜合性更強(qiáng)、信息量更大,這種較大難度的計(jì)算題,不僅需要學(xué)生具有扎實(shí)的知識(shí)積累,還需要學(xué)生具有靈活的解題技巧。并且,近年來全國卷化學(xué)高考試題模式相對(duì)固化,如,一直采用七道選擇題,四道非選擇題的模式。在這固化的模式中,能夠總結(jié)出高考化學(xué)試題的考查目的,這對(duì)于高中化學(xué)計(jì)算解題技巧教學(xué),也有一定的促進(jìn)作用。
(一)7道選擇題
第一道題,考查的大多都是知識(shí)與生活,也就是化學(xué)與STSE,它包括化學(xué)與社會(huì)、環(huán)境與生活等一些相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。它考查的非常廣泛,涉及各個(gè)方面。如,環(huán)境污染、溫室效應(yīng)、新材料、物質(zhì)制備原理等,但都是較為基礎(chǔ)的內(nèi)容。2020年全國卷化學(xué)高考試題中,第一題考查的是生活中消毒液的一些性質(zhì),只有C選項(xiàng)有相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算。
第二題與第四題,都是考查學(xué)生的有機(jī)化學(xué)知識(shí)掌握情況,第二題雖有計(jì)算部分,但過于基礎(chǔ),主要考查學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)性質(zhì)的掌握情況。而第四題難度就加大了不少,考查學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)“鍵”生成與斷裂的掌握,同時(shí),這類題多數(shù)以新的知識(shí)點(diǎn)為例題,目的是讓學(xué)生分析反應(yīng)的起點(diǎn)與終點(diǎn),通過計(jì)算找到催化劑、中間物及其中的相關(guān)反應(yīng),讓學(xué)生做到“以不變應(yīng)萬變”。
第三題,并沒有計(jì)算的部分,只是考查學(xué)生氣體除雜的方法。
第五題,考查反應(yīng)方程的質(zhì)量守恒問題,這也可以歸類為元素周期表計(jì)算問題,只要學(xué)生在高考復(fù)習(xí)階段對(duì)于元素周期表熟練掌握,并對(duì)他們的特征非常敏感,對(duì)于這類試題的,就可以非常輕松的解決。
第六題,電化學(xué)問題,這也是高中化學(xué)的重難點(diǎn)部分。學(xué)生先要區(qū)分例題要考的內(nèi)容是原電池還是電解池。2020化學(xué)高考考查的就是電解池,而它的考點(diǎn)大致分為四個(gè)方向,“電極反應(yīng)方程式書寫”“電極判斷”“離子的游動(dòng)方向”“產(chǎn)物、氣體等計(jì)算”。
第七題,這也是選擇題的壓軸題,難度較大。2020化學(xué)高考中考查的是阿伏加德羅常數(shù),涉及內(nèi)容比較廣,考查的內(nèi)容比較多。很多學(xué)生面對(duì)此類型題的計(jì)算也比較“頭大”,這就需要學(xué)生在做題時(shí),更為細(xì)心一點(diǎn)。如,試題中雖然沒有說二元酸為弱酸,但如果它是強(qiáng)酸,則就沒有平衡這一說法,學(xué)生在這一點(diǎn)一定要注意。
(二)4道非選擇題
這4道非選擇題,常以填空的方式出現(xiàn),并且每個(gè)空之間都有一定的聯(lián)系,不僅考查學(xué)生的化學(xué)知識(shí)掌握情況,對(duì)學(xué)生的計(jì)算能力也是一種考查。
26題,這是工業(yè)流程題,考查無機(jī)物的性質(zhì),而這類試題的計(jì)算大多包括,陌生反應(yīng)方程式的書寫、一些工藝條件的選擇、工業(yè)制作的簡(jiǎn)單原理等。
27題,就是學(xué)生經(jīng)常會(huì)遇到的實(shí)驗(yàn)大題,它會(huì)從最基本的實(shí)驗(yàn)操作,到原理,滴定等。滴定包括酸堿滴定,氧化還原滴定,而本題考的就是氧化還原滴定。
28題,考查的是化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算問題。這類平衡問題可能是氣體平衡,也可能是液體平衡。而本題考查的是液體平衡,在輔以阿伏加德羅常數(shù)、蓋斯定律等知識(shí)點(diǎn),不僅考查的知識(shí)點(diǎn)多,計(jì)算量也大,并都是字母型的數(shù)據(jù),難度再度增加??疾榈牟粌H是學(xué)生的計(jì)算能力,更考查學(xué)生的意志力,只有巧妙假設(shè),小心求算,才能得到正確結(jié)果。本題的最后一問,既是本試題的點(diǎn)睛,也是最難的問題。需要學(xué)生明確化學(xué)反應(yīng)速率與速度常數(shù)及平衡轉(zhuǎn)化率之間的函數(shù)關(guān)系,學(xué)生只有足夠的耐心與細(xì)心,才能做出正確解答,這才是學(xué)生計(jì)算最好的保證。
35,36題,通常為選考題。是針對(duì)高中化學(xué)選修三、選修五的內(nèi)容設(shè)計(jì),既有解題的技巧,也有選題的技巧。如,學(xué)生學(xué)習(xí)比較好,想要拿選考題滿分,就比較推薦選擇有機(jī)化學(xué)題,即36題,因?yàn)檫@類題知識(shí)體系比較連貫,學(xué)生推出一個(gè)物質(zhì)后,后面的基本上都能推出。如果學(xué)生學(xué)習(xí)不好,就不推薦此題,因?yàn)橐粋€(gè)問題推不出,后面的根本沒有辦法去做,只能拿到1-2分。對(duì)于成績(jī)不好的學(xué)生,推薦他們做物質(zhì)結(jié)構(gòu)題,即35題,因?yàn)閱栴}的關(guān)聯(lián)性較小,學(xué)生能夠輕松得8-10分。
二、 影響學(xué)生解決高中化學(xué)計(jì)算類問題的因素分析
學(xué)生解決高中化學(xué)計(jì)算類問題時(shí),由于其心理、知識(shí)的掌握、能力與思維等多方面原因,會(huì)讓他們?cè)诮忸}過程中進(jìn)入誤區(qū),進(jìn)而出現(xiàn)解不出、解錯(cuò)的情況。只有充分了解影響學(xué)生解題時(shí)的障礙,了解他們經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤,才能有的放矢,設(shè)計(jì)具有針對(duì)性的教學(xué)策略。
首先,在題目情景較新、信息量多,且分散,其中會(huì)有很多的干擾信息時(shí),學(xué)生不僅讀題速度慢,也不能很好把握題中已知條件的關(guān)系,如選擇題的第六題,第七題,不僅有文字信息,還有圖形信息,學(xué)生一時(shí)很難把握,計(jì)算時(shí)的錯(cuò)誤率也較高。其次,在一些概念、原理表征關(guān)系的計(jì)算題,如選擇題第五題,在教師眼里,只要學(xué)生熟練掌握化學(xué)元素周期表,這就是一道送分題,但部分學(xué)生基礎(chǔ)概念掌握不扎實(shí),對(duì)其本質(zhì)也不能很好地理解,進(jìn)而造成計(jì)算中的錯(cuò)誤。最后,學(xué)生解題時(shí)的心理素質(zhì)。高考化學(xué),無論是選擇題,還是非選擇題,最后的壓軸題,如非選擇題的28題,不僅需要學(xué)生較強(qiáng)、靈活的計(jì)算能力,更需要學(xué)生計(jì)算時(shí)的耐心與細(xì)心。與此同時(shí),學(xué)生面對(duì)問題時(shí)興奮狀態(tài)、解題成功后的喜悅、耐挫折的意志力等都會(huì)以情緒體驗(yàn)的形式介入學(xué)生的思維過程,對(duì)解決問題產(chǎn)生直接影響。由此,計(jì)算解題的過程,不僅考驗(yàn)學(xué)生的計(jì)算能力,還考驗(yàn)學(xué)生的心理素質(zhì),只有保持良好的心理狀態(tài)去應(yīng)對(duì)問題,才能更好地去解決。
三、 提升高中生化學(xué)計(jì)算的解題技巧的教學(xué)策略
(一)高中化學(xué)計(jì)算的基本解題技巧
學(xué)生在解決計(jì)算類化學(xué)問題時(shí),既是思考的過程,也是策略實(shí)施的過程,而這種策略,就是學(xué)生解決問題時(shí)的一般路徑與方式方法的籌謀、計(jì)劃與安排的過程。面對(duì)問題,需要學(xué)生以怎樣的策略進(jìn)行解決,既基于問題本身的內(nèi)容與性質(zhì),也依賴于學(xué)生原有的知識(shí)體系,但后者尤為關(guān)鍵。這也是為什么大多數(shù)學(xué)生都選擇“刷題”的原因,就是以勤補(bǔ)拙,鞏固自己的知識(shí),增加自己的經(jīng)驗(yàn)。而策略基本包括算法與啟發(fā)兩種。算法,是指學(xué)生按照問題可能發(fā)生的情況逐個(gè)去嘗試,最終得到解決問題的方法,它有自己的一套方法,明確的解題步驟。而啟發(fā),是學(xué)生根據(jù)該類型題的規(guī)律和自己的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等進(jìn)行解決問題的方法,它是一種憑借經(jīng)驗(yàn)的解題方法,因而能形成學(xué)生自身的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律,這種規(guī)律不一定是正確的,也不一定能夠有效解決問題,但可以減少學(xué)生嘗試的次數(shù),甚至在選擇題中,能夠做到“秒殺”,馬上選出正確答案。
(二)高中化學(xué)計(jì)算類問題的教學(xué)策略
化學(xué)計(jì)算解題技巧的重要性不言而喻,為了培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算類問題的解決能力,提高化學(xué)計(jì)算教學(xué)的效率,在教學(xué)中,應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面
首先,注重概念教學(xué),夯實(shí)學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)。概念是化學(xué)知識(shí)組成的重要元素,它可以看成是化學(xué)思維的理性材料,是解決化學(xué)計(jì)算類問題的基礎(chǔ)。學(xué)生如果對(duì)化學(xué)概念掌握不清,概念之間的聯(lián)系也沒有清晰的認(rèn)知,那么學(xué)生在解答計(jì)算類問題時(shí),就無法在問題的已知條件中構(gòu)建聯(lián)系,它們內(nèi)在的關(guān)系和規(guī)則也無法進(jìn)行表征。如,選擇第五題,學(xué)生雖然通過計(jì)算能夠得出X為Al元素,Y為P元素,但如果對(duì)它們的性質(zhì)等概念沒有一個(gè)很好的掌握,這道題也很難計(jì)算出正確答案。
其次,組織歸類建模,構(gòu)建學(xué)生知識(shí)體系。知識(shí)是逐漸積累的過程,而不是堆積的過程,學(xué)生只有把自身的化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化,才能有條不紊的應(yīng)用。很多學(xué)生在遇到較為復(fù)雜的問題時(shí),并不是知識(shí)沒有掌握,而是知識(shí)沒有系統(tǒng)的組織歸類建模,知識(shí)完全是以混亂、僵化的形式貯存在學(xué)生的腦海里。由此,教師在教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行整理、歸納、形成條件化、結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系,這樣會(huì)更方便學(xué)生的應(yīng)用與解決計(jì)算類問題。
再次,展示思維過程,形成學(xué)生解題思路。解題思路,是學(xué)生思考問題的方式、線索與過程,是學(xué)生運(yùn)用已有的知識(shí)進(jìn)行判斷推理的關(guān)鍵步驟,是學(xué)生思維邏輯方式的展示過程。這就需要教師精選一些例題,來清晰地向?qū)W生展示、示范自己的解題思路,引導(dǎo)學(xué)生,通過觀摩、模仿、練習(xí)等,內(nèi)化成為自己的解題思路,這樣學(xué)生在面對(duì)計(jì)算類問題時(shí),不僅思路清晰,錯(cuò)誤率也會(huì)大大降低。如,26題的工業(yè)工程題。以粘土釩礦制備NH4VO3為載體,考查學(xué)生對(duì)工業(yè)流程的分析、物質(zhì)的分離與提純、反應(yīng)方程式的書寫等,學(xué)生只要按照工業(yè)制備流程的走向,分析每一個(gè)步驟的作用和目的,這道題的解題思路也就呈現(xiàn)在學(xué)生面前,計(jì)算的正確答案也就書寫在試卷上。
最后,進(jìn)行變式練習(xí),熟練學(xué)生解題技巧。與其他技能掌握一樣,計(jì)算的解題技巧也需要在大量的練習(xí)中才能不斷掌握,并熟練運(yùn)用,但重復(fù)機(jī)械的練習(xí)并不會(huì)發(fā)揮太大的作用。由此,學(xué)生在注重“量”的練習(xí)過程中,也要有“質(zhì)”的保證,針對(duì)每一類題,試著變化題中的已知條件、因果關(guān)系等,就會(huì)出現(xiàn)更有價(jià)值、更有新意、更有廣度、綜合性更強(qiáng)的新問題。同時(shí)學(xué)生也要在練習(xí)的過程中不斷反思,總結(jié)自己的不足,這樣才會(huì)練得更有針對(duì)性,在鞏固的基礎(chǔ)上提升,達(dá)到事半功倍的效果。
總而言之,教師應(yīng)考慮如何在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生從已有的化學(xué)計(jì)算認(rèn)知中,通過科學(xué)的解題思路與解題策略訓(xùn)練,讓學(xué)生著眼于化學(xué)問題的分析與解決,使學(xué)生在解決問題過程中,增進(jìn)對(duì)化學(xué)概念的理解,促進(jìn)解決問題能力的提升。
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作者簡(jiǎn)介:謝亞蘋,福建省漳州市,漳州高新區(qū)龍海五中。