浅谈高中化学教学学生信息处理能力的培养

张彩霞 胡志刚

化学信息处理是一个完整的思维过程,它包含对语言文字、化学符号、术语、模型、图表等等的感知和认识,及新概念的形成和内化,信息材料的理解和记忆等活动。同时,化学信息处理过程又是一个不断假设、猜想、推理、验证、归纳整理这样一种积极能动的认知过程。由于化学语言的符号化、逻辑化和严谨性、抽象性等特点,使得化学信息处理又有不同于一般信息处理的特殊性。

一、化学信息处理能力的重要性

在平时教学中我们可以发现,无论是在课堂教学中还是练习考试中,对于呈现出来的大量信息,学生很多都无从下手,缺乏阅读和信息筛选与处理能力。很多学生没有“化感”,不能从大量甚至冗繁的材料、情境或者信息中提炼出需要的化学关键信息。而这一能力的重要性毋庸置疑,我们正生活在一个信息充斥的年代,信息处理能力对每个人来说都是不可或缺的一种能力,也是在这个终身学习型社会中必备的一项技能,是“终身教育,终身学习”这种现代教育思想的集中体现。

2009年全国高考考试大纲(化学)部分对学生阅读信息并处理信息的能力做了明确的要求:

①观察能力:能够通过对实验现象、实物、模型、图形、图表以及自然界、生产和生活中的化学现象的观察,获取有关的感性知识和印象,并对这些感性知识进行初步加工和记忆的能力。

②思维能力:"能将化学信息(含实际事物、实验现象、数据和各种信息、提示、暗示),按题设情境抽象归纳、逻辑地统摄成规律,并能运用此规律,进行推理 (收敛和发散)的创造能力。将化学问题抽象成为数学问题,利用数学工具,通过计算和推理(结合化学知识),解决化学问题的能力。

③自学能力:敏捷地接受试题所给出的新信息的能力。将试题所给的新信息,与课内已学过的有关知识结合起来,解决问题的能力。在分析评价的基础上,应用新信息的能力。

从上述可以看出,考试大纲对学生的阅读能力、处理信息的能力要求比较高,能够敏捷、准确地获取试题所给的相关信息,并与已有知识整合,在分析评价的基础上应用新信息的能力。特别是在自学能力方面的考察上。自学能力的最高层次就是分析评价信息并结合已有知识解决问题的能力。

二、如何提高学生处理化学信息的能力

既然化学信息处理能力如此重要,关系新课改的顺利进行,关系学生将来的学习。那么我们该如何促进学生提高其信息处理能力呢?

1.根基在于培养学生读书用书的好习惯,特别是阅读教材使用教材的能力

化学阅读需要有一定的逻辑思维能力。化学知识尤其是化学概念,比较抽象,逻辑性强,在阅读时必须感知阅读材料中的有关化学术语符号,并根据化学概念、规律,正确分析它们之间的关系,最后达到对阅读材料真正意义的理解,从而形成知识结构。在阅读过程中,学生是带着已有的知识经验来阅读的,事实上已经渗透着接受信息、分析信息、筛选信息以及处理信息的过程。

案例一:我们在阅读到“气体摩尔体积”的概念时,书上有一句话是这么说的“大量的实验表明,在标准状况(273K、101kPa)下,1mol任何气体所占的体积都约为22.4L,即标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L/mol。”

【分析】那么我们就可以找出那样的条件:(1)首先这是针对“气体”而言的,只有“气体”的时候才适用;(2)其次这一定是在“标准状况”下才适用,什么样的情况叫“标准状况”呢,那么括号里面的东西你就不能忽略了,“273K、101kPa”和我们通常状况即“常温”有什么区别,这里又需要动用我们已有的知识经验去比较,更利于理解;(3)“任何”二字也是不能忽略的,“任何”二字值千金,它说明了对所有气体都适用,不只是氧气、氢气等;(4)“22.4L”是体积,并且这一体积对应的气体物质的量是“1 mol”而不是“2mol”、“3mol”等。

2.除了阅读教材以外,还应鼓励学生多阅读课外科普读物及其他的相关资料

课外阅读不仅可以扩大知识面,促进知识的理解,而且在阅读科普及课外资料时,要善于发现与自己所学知识联系起来,带着问题去看,这样也有利于培养分析和处理信息的能力。

案例二:1772年,英国化学家普利斯特利发现了一种令人发笑的气体,“笑气”-N2O,与O2不同,N2O是一种无色带有令人愉快的甜味气体,在水中的溶解度比O2的溶解度大得多,他把一块燃着的木炭投进去,木炭燃烧更旺。26年后,普利斯特利实验室来了一位年轻的实验员——戴维,他制备了N2O并亲自嗅了几口,结果他不由自主地大声发笑、手舞足蹈,好久才安静下来。

【分析】看到这一信息,你是否会这样思考:“笑气”-N2O物理性质:无色有甜味的气体,溶解度比氧气大得多。那么它的溶解度为什么比氧气大得多呢?这和它的分子结构有关吗?它的电子式或结构式怎么写?它的结构会和我们学过的什么气体相似?联想到等电子体CO2,那么它应该也是直线型分子等。“燃着的木炭投进去,木炭燃烧更旺”这说明他什么样的化学性质。“结果他不由自主地大声发笑、手舞足蹈”,这句话你想到了什么等。

3.重视文字叙述,更要重视表格、图表、插图等其他信息呈现形式

表格中横行纵行表示什么,有什么变化趋势,蕴涵什么信息;图表特别是坐标轴,横坐标纵坐标表示什么?有什么变化趋势;插图中画了什么?蕴涵什么化学信息?能够通过对实际事物、实验现象、模型、图形、图表等的观察,以及对自然界、生产、生活和科学实验中化学现象的观察,获取有关的感性知识和印象,并运用分析、比较、概括、归纳等方法对所获取的信息进行初步加工和应用的能力。这些在化学反应速率和化学平衡中比较常见,当然在元素周期表以及《化学反应原理》的电离能、物质的熔沸点中也经常出现,这就非常能够考察学生的观察分析和处理信息的能力。

对于坐标式的图例,我们要利用数学思维方法,学会四看:一看横纵坐标表示什么,二看图象中有哪些变量,三看那些变量之间有什么关联,四看利用已有知识从这些关联可以推导出隐含在里面的什么结论。对于表格形式的我们可以看一个例子。

案例三(2007年高考海南化学卷)(9分)下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据表

分析上述数据,回答下列问题:

(1)实验4和5表明,________________________对反应速率有影响,___________反应速率越快,能表明同一规律的实验还有_________(填实验序号);

(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有_______________(填实验序号);

(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有_____________,其实验序号是___________。

(4)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近,推测其原因:__________________。

【分析】这道题很符合我们新课改的方向。我们要学会分析图表中有什么特征,比如第一问“实验4和5表明,________________________对反应速率有影响,”我们通过分析实验4和5可知两者不同在于“金属状态”和“金属消失的时间”,那么可以知道“消失时间”其实就是“反应速率”的同义转化,那么影响因素就只有“金属的状态”,我们用书本上的规范语言来说即是“固体反应物的接触面积”。新课程改革注重培养学生分析和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力。在新课程高考大纲中也明确提出了类似的要求。但是考试出来却不理想,这说明了考生信息加工能力的欠缺,同时提醒咱们老师,学生的失分的原因可能正是我们过于注重知识的传授,而忽略了过程与方法的学习。

[参 考 文 献]

[1]杨惠琴.三个环节培养学生的化学阅读能力[J].甘肃教育.2008(9).

[2]谭功晟.在化学教学中应重视指导学生阅读[J].内蒙古教育.2003(12).

[3]索金龙.化学教学中培养自学能力的尝试[J].教师论坛.2001(4).

(责任编辑:张华伟)