初中化学复杂计算问题解决的教学策略

初中化学复杂计算问题解决的教学策略

龚建勋（甘肃省庆城县庆城中学，甘肃庆城745100）初中化学教学中的计算比重虽然较低，却是学科思维转变的重要节点，一系列化学计算的基本规则与思考方式在该阶段逐步形成，为后续的化学知识学习以及运用化学知识解决实际问题奠定坚实的基础。然而也正因为如此，初中化学计算问题的教学现状很难满足当下需求，具有进一步提升的紧迫性。一、初中化学计算问题类别与特点（一）初中化学计算问题的基本类别初中化学更多是倾向于定性分析，如化合物与单质的识别，不同化合物之间的各类型反应等。对于计算能力相关的知识点相对较少，大致可以按照具体内容分为三个基本类别。其一是针对物质自身的计算，主要包括了物质组成的表示层面，原子质量、相对分子质量或某种原子所占的质量分数计算等。如计算甲烷中氢元素的质量比重等。其二是以质量守恒定律为核心知识点的化学反应中的计算。对反应前后生成物质量的变化计算、对化学反应式进行的配平计算等。如在置换反应中，3g锌与足量的氯化铁溶液反应可以生成多少克的铁。其三是对溶液或气体反应中质量分数的计算。如将1mol氢氧化钠加入3L12%氯化铁溶液充分反应后钠元素的质量分数计算。上述三种模式是初中化学阶段较为常见的计算类别，在实际计算中常常会应用到两种或两种以上的计算原理与公式，这种可以被认定为是初中化学所需要面对的复杂计算。（二）初中化学计算的特点从对计算问题的类别中不难发现，初中化学计算题的计算要求相对简单，即使是涉及多个知识点的复杂计算，在实际操作中也存在一定的一般性规律，具体表现为如下四个方面：1.物质分析清晰。初中化学涉及的反应方程式相对简单，如化合反应、分解反应等一般仅涉及1—2种反应物与1—2种生成物，其中利用高锰酸钾制取氧气便属于较难的化学反应。而初中化学计算题中的物质分析相对清晰。但是值得注意的是，清晰的物质反应正是后续计算准确的客观保障，部分初中生对于化学方程式的把握成为了计算题求解的“短板”，这也使得复杂计算能否有效求解并不在于计算而在于对过程的理解，进而形成了独特的化学计算方式。2.计算过程简便。更多情况下，初中化学的计算较为简便。在能够分析出化学反应的过程并列明化学反应方程式的基础上，剩余计算部分仅仅是比例的计算。如二价的锌在置换反应中与三价的铁元素之间的比例是3：2的关系，从而可以推演出参与反应的锌的摩尔数是铁的三分之二的结论性关系，后根据不同元素之间的摩尔质量差异可以在简单的乘法中求解具体反应物质的质量。基于此，初中化学计算的复杂性在于干扰因素的排出以及化学反应过程的分析上，对于具体的计算能力要求并不高。在实际的学生解答实践中也发现，对于过程分析的错误占比能够超过80%，而由于计算失误造成求解错误的情况相对少见，且绝大多数均可以通过检验来予以避免。3.障碍元素较多。在实际计算问题的设计过程中会提供多种干扰选项，进而影响学生计算结果的准确性。较为常见的分为三种：其一是提供过量物质。在初中阶段基本上不考查反应速率及化学平衡的相关知识点，可以认为全部可反应物质均能够完全反应。在此过程中提供多余的物质，即实际反应量小于给出量作为干扰选项。其二是问题的干扰。在具体的题目中并不对具体的求解问题直接设问，而是在设问中提供限定条件。如在求解溶液中质量分数时，对于生成沉淀的部分应该予以剔除。其三是对已知条件进行干扰，如提供并不参加反应的物质或反应前后质量不变的物质作为干扰。这就需要学生在计算的同时明确掌握化学反应发生的原理。4.步骤特性明显。初中化学计算题在实际求解过程中可以遵循基本步骤，对干扰因素进行去除，进而使得计算过程较为明晰。按照一般性复杂计算题的基本出题思路，其主要步骤可以分为四个。首先，需要列明化学反应方程式，在这一过程中需要对反应方程式的配平进行计算，这是后续计算开展的先决条件。针对部分常见的反应，学生可以通过记忆的方式降低计算量。其次，需要按照题干要求对部分干扰项进行去除，如针对溶液组分的计算中，反应中生成的沉淀、固体等物质应该予以去除。再次，利用物质守恒定律对化学反应过程中的物质形态发生的变化进行检验，进而达到提高准确性的根本目的。最后，按照物质的比例进行对应的计算。二、初中化学计算问题解决中存在的问题（一）学生存在的问题1.忽视基础。初中化学为初中阶段开设的新学科，课程前期的内容要求相对较低。如对混合物、纯净物、单质的判断相对简单，学生也很容易掌握。但是，正是此种情况导致学生的化学基础知识往往并不扎实。当上述知识点在复杂计算中以干扰项进行呈现时，学生容易忽略，进而造成题目计算得不准确。从上文的类别分析中也不难发现，针对干扰项的排出是复杂计算中的关键，由于学生忽视基础知识，这一部分常常成为解题过程中的“丢分项”。除了基础知识相对简单容易被忽略的客观因素之外，还存在由于熟悉而忽视变化的情况出现。部分化学反应在不同条件下表现不一，学生往往习惯了一种化学反应方程式，而忽视了具体题目的变化。2.急于求成。初中化学计算更多的是针对比例的计算，如对于置换反应中反应物与生成物的摩尔数相同，在实际计算中仅需要按照配平比例对摩尔质量进行计算便可以解决该类型的计算。但是，部分学生由于急于求成，并没有理清全部化学反应方程式的基本过程与原理，便采用“简便算法”压缩计算步骤，造成中间过程的缺失，进而产生错误。（二）教师存在的问题1.过程分析重视不足。教师在教学过程中对于化学反应的过程往往是一句带过，认为这是学生应该掌握的基础性能力。实际上，初中化学复杂计算错误的大部分原因均来源于学生对于化学反应的过程以及其中参与的具体物质了解得比较模糊。简而言之，正是“基础性知识不好”而导致的化学复杂计算问题压力较大。教师并未针对这一问题对教学方法进行有效的调整，而是采用“题海”或者变相的“题海”战术来解决计算问题。此种方式不仅无法起到提升能力的效果，相反还会使得学生感到“厌倦”，从而降低对于化学学习的主观能动性。2.评价体系不科学。对于学生的评价多以学生的成绩为代表。即使是在计算题的单项评价中也往往更重视计算结果的准确性。在前文的分析中不难发现，初中化学的复杂计算求解中，计算能力并非起到决定性作用。而没有对学生的具体计算过程与分析过程进行独立的评价不利于学生找到问题的关键。且此种评价方式还容易打击学生的自信心，长此以往使得学生失去了对化学计算的兴趣，甚至产生不必要的“畏惧”心理，不利于学生的化学知识学习。除此之外，教师对于学生计算过程缺少有效的评价，也无法帮助学生改善当下的学习现状，不利于问题的发现与解决，很容易产生一道题一错再错的情况出现。3.回顾性教学较少。受限于教学内容与课时，在教学过程中对于学生的回顾性培养主要交由学生自主完成。如几乎全部的教师均要求或建议学生建立“错题本”定期对做错的题目进行总结与复习。但是，此种教学方式收获的成果却十分有限。一方面，学生具有一定的“惰性”，如果教师不加强检查力度，由学生自主建立的“错题本”将流于形式；另一方面，学生缺少必要的回顾方法，即使是对错题进行回顾也往往仅能够发现一道题的出错原因，甚至部分学生通过记忆强化的方式“背下”了题目的具体答案，但是对于解决步骤中可能存在的问题规避作用相对较弱，无法在同类题目中发挥实效。加之教师未进行有效的引导，学生的回顾性分析往往无法抓住重点，进而降低了回顾性分析的有效性。4.缺少总结性知识体系建设。在教学过程中，教师并没有从知识体系的角度帮助学生对复杂计算题目的规律进行客观总结。在学生的视角下，复杂计算是一道道陌生的练习题而不是成体系的知识点。这一现象直接限制了学生的“举一反三”能力，也使得在某类习题中所取得的经验无法有效推广到同类型题目上，极大地降低了授课效率与学生的学习效率，并提升了学生的学习疲劳感，对于学习兴趣的培养、学习能力的提升以及学习成绩的提高均具有一定的负面效应。三、初中化学复杂计算问题的教学策略（一）夯实学生基础知识教师可以通过多种手段对学生的基础知识掌握情况进行强化，如通过布置课外作业的方式强调基础知识的重要性。值得注意的是教师在布置作业的过程中要避免“题海”战术，转而利用新颖的、基础性的知识点模式进行实现。如教师可以组织学生以特定反应物为核心，对其全部的可掌握的化学反应进行总结。以铁元素为例，其可以作为反应物与氧气、氯化物进行化合反应，也可以在溶液中与氢氧化物产生沉淀反应等。通过此种模式的总结不仅夯实了学生的基础知识，更在一定程度上进行了作业创新，降低了学生的疲劳感，同时增加了学生与知识点之间的联系，有助于学生建立自己的知识体系，找到知识体系中存在的问题与漏洞并加以优化。除此之外，教师要通过学生的课堂表现、作业完成情况、习题完成情况等对学生的基础知识掌握情况进行客观分析与评价，通过此种方式对当前授课进度与效果进行分析，并进行有针对性的调整，必要时可以按照不同的基础知识掌握水平对学生进行分组，采用分级教学的策略重点对基础知识薄弱的学生进行强化。（二）强化化学计算的过程分析教师在讲解化学计算题目的过程中要重点进行过程的分析，尤其是让学生了解题目设置过程中何种因素属于干扰项，何种已知条件是计算过程中的决定项，并对其判断依据与方式进行系统讲解。必要时可以按照干扰项的来源对具体的题目进行分组划分，提高学生在完成相应试题过程中的举一反三能力。化学计算的基本过程可以分为方程式确定、方程式配平、物质比例计算以及结果计算等四个步骤。教师可以要求学生按照上述四个基本步骤分别列明计算过程，使得学生对于化学计算具有更为清晰的认知。此种方式使得学生在自我练习的过程中也能够延续此种模式，进而达到更大效率的能力提升。（三）按步骤对学生计算予以评价当前在考试过程中，化学计算题目的给分原则分为过程分与结果分。在日常的练习过程中，教师也应该采用此种模式，进而提高学生对于计算过程的重视程度。计算过程的正确要远比计算结果正确更重要。在确定了这一原则的基础上，教师在进行化学计算题目的专项练习过程中将更为有的放矢。同时，通过对学生计算过程的评价还能够了解学生对化学基础知识的掌握情况，从而制定更有针对性的教学计划，帮助相对落后的学生得到提高。与此同时，教师对于学生的过程评价还有助于学生建立学习自信，找到计算中的问题，长此以往能够在不断的强化练习中逐步提高自己的基础知识水平以及对化学知识的掌握能力与识别能力，进而达到提升学习成绩的根本目的。（四）引导学生建立回顾总结的学习习惯组织学生将“错题本”真正用起来。教师可以通过制定模板、明确范围等方式教会学生对错误进行系统的总结，通过定期检查或分享的方式不断培养并强化学生对错题的总结能力。利用自习或者复习课的机会对学生错题进行专项总结，从学生的“错题本”中筛选具有代表性的问题，由学生分享或者教师讲解的方式，逐步对问题产生的原因、解题的全过程以及所属的类型进行深入分析。此种方式不仅能够达到建立学生知识体系与解题脉络的根本目的，更能够激起学生对于“错题