高中化学计算类问题解题障碍探究

陈 菊

(江苏省太仓高级中学 215400)

化学计算类问题是高考化学试题中的重要题型，是考查学生对高中化学知识掌握熟练程度和学生利用化学知识解决实际问题能力的重要途径.在教育部颁布的《普通高中化学课程标准》中明确提出：高中化学教学要从定性和定量两个方面入手，提高学生对化学知识应用能力，将简单的运算融入到具体主题单元中，进一步提高学生利用化学知识解决实际问题的能力.化学计算问题就是落实高中化学课程标准要求的重要体现，是检测学生深入了解化学知识情况的重要途径.

一、高中化学计算类问题概述

高中化学计算类问题是高中化学教学的重要组成部分，是学生在化学学科教学中需要掌握的一项必备技能.它将化学知识中的“物质”与数学学科中的“定量化”联系起来，与其他的化学问题有着明显的区别.从本质上来说，高中化学计算类问题就是以定量化手段来考查学生对高中化学知识掌握情况.相反，借助化学计算问题，能够帮助学生加深对物质变化规律的理解，提高学生的化学学习效果.

整体上来看，高中化学计算类问题设计的基点在于不同概念之间的联系，学生想要顺利的完成解题，需要对相关的概念有一个全面的认识，这样才能够更好地理解题目进行正确的解答.相反，通过定量化的计算，还能够辅助学生加深对相关概念的理解和认识.高中化学计算类问题与数学计算相融合，学生在解题过程中要理清其中的量的关系，对学生的综合能力要求较高，在审题初期需要学生具备较强的审题能力，能够理清题目中的已知条件和未知条件；在表征阶段，需要学生能够正确地对题目中涉及到的化学符号、化学语言和化学图式做出正确的表征；在列式解题阶段，需要学生能够应用正确的公式完成解题；在检验阶段，需要学生能够具备较强的反思能力，能够及时回顾解题方法应用是否正确，计算过程是否准确.因此，高中化学计算类问题的解题过程不仅是一个考查学生化学知识掌握情况的过程，还是考查学生综合能力的一个过程.

二、高中化学计算类问题常用解题方法

在高中化学计算类问题中，解题方法有很多，常见的解题方主要有以下几种：差量法、守恒法、极端假设法、平均值、关系式、公式法和图解分析法等.差量法主要应用于有关剩余物和气体成分的计算类问题中，是通过把寻找反应前后某种差量和造成这种差量的实质及其关系，进而列出比例式进行求解的方法.其中主要包括“理论差量”和“实际差量”两种情况，此处的差量主要包括质量差、体积差、压强差等，其实质就是数学教学中的“等比定理”.守恒法主要应用于题目中蕴含守恒关系的问题中，核心思想就是根据化学反应中的质量守恒、电荷守恒、氧化还原反应中的的是电子守恒等关系，设立条件未知数，进而列出方程进行求解，这是化学计算类问题中较为常用的解题方法之一.平均值法主要应用于缺少数据的混合物的判断中(混合物是两组分且需要满足相应的混合计算规律)，是根据两种或者多种物质的某一平均值来推断物质的范围的解题方法，其主要包括平均摩尔质量法、平均碳原子法、平均氢原子法和平均分子式法等.公式法主要应用于解决关于溶液和化学反应速率相关问题的计算，其主要就是通过化学原理和化学定律总结出的一般公式解题的一种方法，是化学概念原理的一种数学表达方式.图像分析法主要应用于化学平衡、物质的量方面的计算，是学生通过阅读题意，根据所学的知识作图求解的一种解题方法，其本质就是借助图形来表示化学反应原理和物质之间数量变化的情况，主要包括数据分析法、抽象图示法和平衡图像法等.

三、高中化学计算类问题解题存在的障碍分析

1.审题方面存在的障碍

审题是高中化学计算类问题顺利解决的保障和前提，审题方面存在的问题是导致高中化学计算类问题存在障碍的重要因素.首先，学生的审题意识不强，他们不愿意花费过多的时间放在审题上，最常见的就是通读一遍问题就开始下手，无法完整的挖掘出题目中蕴含的隐藏条件.其主要表现为旋风式的读题，拿到题目以后囫囵吞枣式的扫一遍题目就开始解题，导致漏掉部分关键信息，从而导致解题错误.

例如：某硫酸和硝酸的混合液100mL，其中硫酸的浓度为0.3mol/L，硝酸的浓度为0.4mol/L，将1.92g铜粉倒入其中进行加热，充分反应后发现生成的NO物质的量为( )mol.

A.0.01 B.0.015 C.0.02 D.0.025

在这一题目中，多数学生出错就是因为选了答案D，其主要原因就是他们没有进行仔细审题，没有搞清楚应该利用哪些物质的量进行计算.

另外，审题方法不当和审题信心不足也是导致审题问题的重要因素.很多学生在审题过程中不能够抓住关键词，仅仅是停留在单纯的读题和思考上，不能够利用纸笔将题目展开分析，这样审题的结果就是提取的信息较为有限，一旦出现综合性较强的题目就会导致审题错误.还有部分学生缺乏审题信心，一遇到题干信息较长的题目就开始出现抵触情绪，还没开始分析题目条件就开始打退堂鼓，但实际上这类题型则是“纸老虎”.

2.思维方面存在的障碍

首先，部分学生的认知结构不完善，无法将面对的问题同化为原来所接触过的问题.主要表现为他们拿到题目以后找不思路，有的问题刚刚做过，并且讲解过，但是依然会出现“断片”的情况.

其次，部分学生定量思维欠缺，不能够从定量的角度来把握物质及其反应之间的关系，这就导致学生对于化学知识的学习，仅仅是停留在定性的描述阶段，不能够借助其中的数量关系来预测物质结构及性质，这就给学生的问题分析带来的障碍.例如，在高中化学学习中，学生能够从宏观的角度去认识化学反应，并且能够从微观粒子的角度去理解电解质在水溶液中的行为，但是让学生从电解质在水溶液中存在的形式(分子、离子)和相对大小的定量的角度去理解难度就较大.

第三，部分学生元认知缺失，在面对新问题时，虽然具备了解决问题的的相关知识，说那是不能够确定自己的解题方案.即使能够快速的找出一种解题方案，也不能够确定是否能够顺利完成解题.

第四，思维定式影响学生的解题思路，当学生解决具体的化学计算类问题时，常常会用已经定型化了的思维去思考问题，依然机械套用以前的解题模式，进而导致解题失败.主要表现为麻痹大意，忽略问题细节线索，这主要与“题海战术”有关；部分学生一看到见过的术语就会套用相对应的公式，不管是否合适就开始解题，更有甚者只能够进行顺向思维，不能够进行逆向思维，这些都是思维定式导致的思维固着.

3.知识方面存在的障碍

化学计算类问题是化学问题的重要组成部分，学生想要顺利进行求解，掌握扎实的知识基础和熟练地解题技巧是保障.部分学生知识基础掌握不够牢固，导致在计算类问题的解题中存在问题.例如，部分学生脑海中的化学知识是零散无序的，并没有形成完整的认知系统，当在解题过程中需要提取的时候，就会出现提取失败的情况，进而导致在解题过程中不能够应用相应的化学知识.在实际的教学中还存在这样一群学生，他们时常会抱怨“这么简单的问题，当时怎么没有想起来呢？”这就是知识记忆不牢固的结果.

四、高中化学计算类问题障碍的矫正策略

1.审题方面存在的障碍矫正策略

首先，要强化学生的审题训练，对于那些一看到问题就退缩的学生，教师要引导他们进行问题分析，寻找解题突破口，让他们认识到审题在整个解题过程中的重要性.其次，要培养学生良好的审题习惯，教育学生拿到问题后不要盲目的去作答，要多想一想，引导他们养成边读题边思考的习惯.另外，教师再进行例题讲解的时候，要有意识的引导学生去全面分析问题，引导学生理清问题中各个条件之间的联系，教授学生寻找隐含条件的方法，在潜移默化中培养学生良好的审题习惯.

2.思维方面存在的障碍矫正策略

首先，借助认知冲突，帮助学生构建完善的认知体系.例如，教师在化学教学中可以利用化学规律的适用条件来引起学生的认知冲突，在这个基础上引导学生整理思路，进行知识构建，进而优化学生的认知.另外，教师还可以借助化学计算题中的“特例”来引发学生的认知冲突，在此基础上对学生的认知进行转换和扩展，使原有的认知体系得到完善，甚至得到重建.

其次，借助变式训练，增加思维的深度.借助变式训练，能够避免大量练习题给学生带来的思维定式的影响，提高学生灵活应用知识的能力.

3.知识方面存在的障碍矫正策略

教授学生灵活应用记忆策略，构建完善的知识体系.例如，在学习某一化学概念时，教师就可以引导学生使用复述策略，让学生在学习了物质的量浓度概念后，让学生根据自己的理解重新描述这一概念，加深学生的理解.