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高中化学的学习方法与初中化学有一定差异,部分同学用学习初中化学的方法来学习高中化学,很不适应,导致学习化学兴趣降低、化学成绩落后。从初中到高中,最关键的是调整思维方法,结合实际找到适合自己的学习方法。本文从思维方法角度出发,谈谈如何突破初中和高中化学衔接:
一、整体思维法
初中化学分析的对象比较简单,只要求分析每个化学方程式涉及的各种问题,而高中化学讨论的对象往往由一个反应到两个或两个以上的化学反应,分析问题要求纵观全局,并从中找到规律。
1.初中只要求根据氢气或CO燃烧反应方程式计算,而高中要求根据H2、CO混合气体在氧气中完全燃烧计算:2H2+O2[点燃]2H2O,2CO+O2[点燃]2CO2,研究表明同条件下气体分子数之比等气体体积之比。2体积氢气完全燃烧要1体积氧气,2体积一氧化碳完全燃烧要1体积氧气,得出:两体积氢气和一氧化碳的混合气体完全燃烧,需要1体积氧气。类似的有,CH4+H2O[高温]CO+3H2,CH4+CO2[高温]2CO+2H2,CO+CuO[△]Cu+CO2,H2+CuO[△]Cu+H2O,等体积甲烷与水蒸气完全反应、等体积甲烷与二氧化碳完全反应、等体积的甲烷与水蒸气和二氧化碳混合气体完全反应,产生的还原气体(CO+H2)体积相等。
2. 初中只要求根据单一化学式计算,而高中往往要求根据多种物质组成的混合物计算。例如,初中要求根据C2H4或C2H4O2计算元素的质量分数,而高中要求根据C2H4和C2H4O2组成的混合物中某元素质量分数,求另一种元素质量分数。这就要求用整体思维法将混合物看成C、H和O,而C、H原子个数比(或质量比)固定,碳、氢质量分数可以互推。
二、发散思维法
初中化学受知识限制,重点关注具体的化学反应、实验现象、物质性质、一种解题方法等,只看到“局部”,将局部知识理解好、掌握牢固就能取得好成绩,而高中化学往往根据一个事实、一个现象可以用多角度、多方法解释或一题有多解,要求运用发散思维方法学化学。
1. 初中强调“点”,高中强调“面”。由C→CO2,初中要求掌握碳与氧化铁、氧化铜、水蒸气、氧气等具体反应,而高中要求由“非金属单质→氧化物”寻找多种转化方法,并且由此推知其他非金属单质转化氧化物的方法,如磷、硅、硫、氮等;甚至发散到金属单质到氧化物的方法,如钠、镁、铝、铁、铝。
2. “单质(I)+化合物(I)=单质(Ⅱ)+化合物(Ⅱ)”,初中要求掌握金属与酸、盐溶液反应;高中要求多角度分类。可以根据单质种类分,也可以根据单质状态分。如根据种类可分为:①非金属单质制非金属单质(如C+H2O[高温]CO+H2等);②金属单质制非金属单质(如活泼金属与稀硫酸、稀盐酸反应);③金属单质制金属单质(活泼金属与盐溶液反应置换较不活泼金属);④非金属单质制金属单质(如氢气、碳与氧化铜反应,氧化铁反应等)。
3. 初中知识面窄,往往题目给出信息具体且丰富,直接推出未知物质;而高中阶段,知识越多,符合同一条件的实例越来越多,发散思维法是解答推断题的有效方法。可以从物质性质、现象、反应特点等多角度发散。例如,两种溶液混合产生白色沉淀M,符合条件的M在初中只有几种;而到高中,M越来越多,需要先列出可能的组成,再根据其他信息进一步缩小范围。如在白色沉淀中滴加硝酸:若M不溶解,则M可能是硫酸钡、氯化银等;若M完全溶解,则M可能是碳酸钡、碳酸钙等;若M不完全溶解,则M可能是碳酸钙和硫酸钡、硫酸钡和碳酸钡组成的混合物等。通过发散,拓展思维空间,灵活运用所学知识。
三、分合思维法
初中分析的问题较简单,反应物和产物都较简单,而高中多数问题中包含几个小问题,分合思维法就是把一个整体分成几个部分,通过部分解决整体问题。
1. 在一定温度下,蒸发一定量的饱和硫酸钠溶液,当蒸发掉a g水时,析出W g Na2SO4·10H2O晶体,(温度不变)。计算蒸发水后溶液的溶质质量分数。初中只介绍了常规方法——计算溶液中溶质和溶剂,显然缺数据无法计算。用分合法可以巧解,即饱和溶液(1)=饱和溶液(2)+饱和溶液(3);饱和硫酸钠溶液(1)=饱和硫酸钠溶液(2)+硫酸钠晶体+蒸发的水。在该温度下,析出晶体与蒸发的水可以组成该温度下饱和硫酸钠溶液,这样轻松解决问题。
2. 根据初中知识,金属氧化物与酸反应生成盐和水。氧化铁和氧化亚铁与盐酸反应,FeO+2HCl=FeCl2+H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O。高中要求会写四氧化三铁与盐酸反应,可以用分合法理解四氧化三铁与盐酸反应:四氧化三铁(Fe3O4)可以看成是FeO和Fe2O3组成,,将两个反应式加合得出:Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O。
上述例证说明,分合法可以将复杂的化学问题简单化,优化思维过程,降低理解难度。
四、发展思维法
发展思维法就是要求用发展观点看待初中化学知识到高中化学知识,知识在每个阶段可能有局限性,即某些结论在初中阶段是正确的,到高中阶段,需要补充、修正、完善。
1. “燃烧”概念初中与高中不同,初中一般认为助燃剂就是氧气,而高中在初中基础上“拓展”了初中概念,助燃剂还可以是氮气、氯气、二氧化碳等。
2. 碳与氧化铜反应实验,初中只给出化学反应:C+2CuO[高温]2Cu+CO2↑,强调产物是铜和二氧化碳;而到高中,要求多角度探究其产物,碳过量,碳与二氧化碳可能反应生成一氧化碳,这样化学方程式可能还有:C+CO2[高温]2CO,CO+CuO[高温]Cu+CO2,C+CuO[高温]Cu+CO↑。初中只介绍氧化铜提供氧,生成铜,而高中就产生了疑问:氧化铜中氧一定完全提供吗?碳与氧结合,一定生成二氧化碳吗?可能得出新的化学方程式:2CuO+C[高温]Cu2O(红色)+CO↑等。因此,学习时不能将教材已有知识绝对化。
3. 初中用元素符号表示物质组成,高中可以用通式表示化学反应,如碳酸盐与盐酸反应,可以表示为MCO3+2HCl=MCl2+CO2↑+H2O(M为Ca2+、Mg2+、Ba2+等),M2CO3+2HCl=2MCl+CO2↑+H2O(M=Na+、K+、NH4+等)。
4. 学习高中化学内容,经常联系初中相关问题,从中找到差异,深入探究,加深理解。如初中教材给出“常见”元素化合价表,氧只给出-2价,氢只给出+1价,碳只给出-4价、+2价和+4价;到高中后,氧有-1价,氢有-1价,碳有-4价至+4价之间任意一种化合价。
五、跳跃思维法
初中开设科目少,时间充足,对同一个知识点,反复巩固。高中开设科目多、课程较难,并且没有过多的训练时间,不可能在课堂上理解所有问题。跳跃思维对高中学习非常重要,主要表现两个方面:
1. 听讲。上课时,如果前一个问题没有听懂,不要停留在这个“结点”上,应该放下,紧跟老师讲课思路往后走。避免思考前一个问题,后面的内容没有听。高中化学内容比初中深得多,有疑问说明在思考,学习的过程就是不断解决疑问的过程。
2. 解题。化学综合题都有多个“瓶颈”(难点),如果从前到后,按顺序思考、分析,遇到难点,就应跳过“难点”,通过后面信息解决前面的难点。答题时,如果遇到中间有一小题不会做,可以先做后面的题,有时候小题之间是没有联系的。不能因前面小题不会做,而放弃后面会做的小题。
六、类比思维法
初中内容少,每个知识点,反复训练,多数同学习惯于紧跟老师走,自学时间少,自学意识淡;而高中要求大家用大量时间获取知识,即通过多途径自学,获取教材以外的知识,这也是新课标教材编写内容很少的原因之一。类比思维法是高中学习的重要方法,与初中不同,高中化学要求根据教材原理解决教材以外的新问题。只会教材知识,不会迁移解决新问题,不能灵活运用所学知识,很难学好高中化学。
1. 初中教材有碳酸钙在高温下分解反应式,高中就不再介绍碳酸盐分解,要求类比书写化学方程式:CuCO3[高温]CuO+CO2↑,MgCO3[高温]MgO+CO2↑,ZnCO3[高温]ZnO+CO2↑,MnCO3[高温]MnO+CO2↑。
2. 初中根据氯原子最外层有7个电子,得到1个电子达到稳定结构,氯元素表现-1价,高中要求类推:氢原子得到1个电子达到稳定结构,即有H-存在。进一步推知:Ca+H2[△]CaH2,2Na+H2[△]2NaH,通过类比思维,降低学习新知识的难度。
初中到高中化学的过渡方法还有思维转化法、终态分析法等,灵活运用这些方法需要一个过程,只有经常使用这些方法,才会取得好成绩。
一、整体思维法
初中化学分析的对象比较简单,只要求分析每个化学方程式涉及的各种问题,而高中化学讨论的对象往往由一个反应到两个或两个以上的化学反应,分析问题要求纵观全局,并从中找到规律。
1.初中只要求根据氢气或CO燃烧反应方程式计算,而高中要求根据H2、CO混合气体在氧气中完全燃烧计算:2H2+O2[点燃]2H2O,2CO+O2[点燃]2CO2,研究表明同条件下气体分子数之比等气体体积之比。2体积氢气完全燃烧要1体积氧气,2体积一氧化碳完全燃烧要1体积氧气,得出:两体积氢气和一氧化碳的混合气体完全燃烧,需要1体积氧气。类似的有,CH4+H2O[高温]CO+3H2,CH4+CO2[高温]2CO+2H2,CO+CuO[△]Cu+CO2,H2+CuO[△]Cu+H2O,等体积甲烷与水蒸气完全反应、等体积甲烷与二氧化碳完全反应、等体积的甲烷与水蒸气和二氧化碳混合气体完全反应,产生的还原气体(CO+H2)体积相等。
2. 初中只要求根据单一化学式计算,而高中往往要求根据多种物质组成的混合物计算。例如,初中要求根据C2H4或C2H4O2计算元素的质量分数,而高中要求根据C2H4和C2H4O2组成的混合物中某元素质量分数,求另一种元素质量分数。这就要求用整体思维法将混合物看成C、H和O,而C、H原子个数比(或质量比)固定,碳、氢质量分数可以互推。
二、发散思维法
初中化学受知识限制,重点关注具体的化学反应、实验现象、物质性质、一种解题方法等,只看到“局部”,将局部知识理解好、掌握牢固就能取得好成绩,而高中化学往往根据一个事实、一个现象可以用多角度、多方法解释或一题有多解,要求运用发散思维方法学化学。
1. 初中强调“点”,高中强调“面”。由C→CO2,初中要求掌握碳与氧化铁、氧化铜、水蒸气、氧气等具体反应,而高中要求由“非金属单质→氧化物”寻找多种转化方法,并且由此推知其他非金属单质转化氧化物的方法,如磷、硅、硫、氮等;甚至发散到金属单质到氧化物的方法,如钠、镁、铝、铁、铝。
2. “单质(I)+化合物(I)=单质(Ⅱ)+化合物(Ⅱ)”,初中要求掌握金属与酸、盐溶液反应;高中要求多角度分类。可以根据单质种类分,也可以根据单质状态分。如根据种类可分为:①非金属单质制非金属单质(如C+H2O[高温]CO+H2等);②金属单质制非金属单质(如活泼金属与稀硫酸、稀盐酸反应);③金属单质制金属单质(活泼金属与盐溶液反应置换较不活泼金属);④非金属单质制金属单质(如氢气、碳与氧化铜反应,氧化铁反应等)。
3. 初中知识面窄,往往题目给出信息具体且丰富,直接推出未知物质;而高中阶段,知识越多,符合同一条件的实例越来越多,发散思维法是解答推断题的有效方法。可以从物质性质、现象、反应特点等多角度发散。例如,两种溶液混合产生白色沉淀M,符合条件的M在初中只有几种;而到高中,M越来越多,需要先列出可能的组成,再根据其他信息进一步缩小范围。如在白色沉淀中滴加硝酸:若M不溶解,则M可能是硫酸钡、氯化银等;若M完全溶解,则M可能是碳酸钡、碳酸钙等;若M不完全溶解,则M可能是碳酸钙和硫酸钡、硫酸钡和碳酸钡组成的混合物等。通过发散,拓展思维空间,灵活运用所学知识。
三、分合思维法
初中分析的问题较简单,反应物和产物都较简单,而高中多数问题中包含几个小问题,分合思维法就是把一个整体分成几个部分,通过部分解决整体问题。
1. 在一定温度下,蒸发一定量的饱和硫酸钠溶液,当蒸发掉a g水时,析出W g Na2SO4·10H2O晶体,(温度不变)。计算蒸发水后溶液的溶质质量分数。初中只介绍了常规方法——计算溶液中溶质和溶剂,显然缺数据无法计算。用分合法可以巧解,即饱和溶液(1)=饱和溶液(2)+饱和溶液(3);饱和硫酸钠溶液(1)=饱和硫酸钠溶液(2)+硫酸钠晶体+蒸发的水。在该温度下,析出晶体与蒸发的水可以组成该温度下饱和硫酸钠溶液,这样轻松解决问题。
2. 根据初中知识,金属氧化物与酸反应生成盐和水。氧化铁和氧化亚铁与盐酸反应,FeO+2HCl=FeCl2+H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O。高中要求会写四氧化三铁与盐酸反应,可以用分合法理解四氧化三铁与盐酸反应:四氧化三铁(Fe3O4)可以看成是FeO和Fe2O3组成,,将两个反应式加合得出:Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O。
上述例证说明,分合法可以将复杂的化学问题简单化,优化思维过程,降低理解难度。
四、发展思维法
发展思维法就是要求用发展观点看待初中化学知识到高中化学知识,知识在每个阶段可能有局限性,即某些结论在初中阶段是正确的,到高中阶段,需要补充、修正、完善。
1. “燃烧”概念初中与高中不同,初中一般认为助燃剂就是氧气,而高中在初中基础上“拓展”了初中概念,助燃剂还可以是氮气、氯气、二氧化碳等。
2. 碳与氧化铜反应实验,初中只给出化学反应:C+2CuO[高温]2Cu+CO2↑,强调产物是铜和二氧化碳;而到高中,要求多角度探究其产物,碳过量,碳与二氧化碳可能反应生成一氧化碳,这样化学方程式可能还有:C+CO2[高温]2CO,CO+CuO[高温]Cu+CO2,C+CuO[高温]Cu+CO↑。初中只介绍氧化铜提供氧,生成铜,而高中就产生了疑问:氧化铜中氧一定完全提供吗?碳与氧结合,一定生成二氧化碳吗?可能得出新的化学方程式:2CuO+C[高温]Cu2O(红色)+CO↑等。因此,学习时不能将教材已有知识绝对化。
3. 初中用元素符号表示物质组成,高中可以用通式表示化学反应,如碳酸盐与盐酸反应,可以表示为MCO3+2HCl=MCl2+CO2↑+H2O(M为Ca2+、Mg2+、Ba2+等),M2CO3+2HCl=2MCl+CO2↑+H2O(M=Na+、K+、NH4+等)。
4. 学习高中化学内容,经常联系初中相关问题,从中找到差异,深入探究,加深理解。如初中教材给出“常见”元素化合价表,氧只给出-2价,氢只给出+1价,碳只给出-4价、+2价和+4价;到高中后,氧有-1价,氢有-1价,碳有-4价至+4价之间任意一种化合价。
五、跳跃思维法
初中开设科目少,时间充足,对同一个知识点,反复巩固。高中开设科目多、课程较难,并且没有过多的训练时间,不可能在课堂上理解所有问题。跳跃思维对高中学习非常重要,主要表现两个方面:
1. 听讲。上课时,如果前一个问题没有听懂,不要停留在这个“结点”上,应该放下,紧跟老师讲课思路往后走。避免思考前一个问题,后面的内容没有听。高中化学内容比初中深得多,有疑问说明在思考,学习的过程就是不断解决疑问的过程。
2. 解题。化学综合题都有多个“瓶颈”(难点),如果从前到后,按顺序思考、分析,遇到难点,就应跳过“难点”,通过后面信息解决前面的难点。答题时,如果遇到中间有一小题不会做,可以先做后面的题,有时候小题之间是没有联系的。不能因前面小题不会做,而放弃后面会做的小题。
六、类比思维法
初中内容少,每个知识点,反复训练,多数同学习惯于紧跟老师走,自学时间少,自学意识淡;而高中要求大家用大量时间获取知识,即通过多途径自学,获取教材以外的知识,这也是新课标教材编写内容很少的原因之一。类比思维法是高中学习的重要方法,与初中不同,高中化学要求根据教材原理解决教材以外的新问题。只会教材知识,不会迁移解决新问题,不能灵活运用所学知识,很难学好高中化学。
1. 初中教材有碳酸钙在高温下分解反应式,高中就不再介绍碳酸盐分解,要求类比书写化学方程式:CuCO3[高温]CuO+CO2↑,MgCO3[高温]MgO+CO2↑,ZnCO3[高温]ZnO+CO2↑,MnCO3[高温]MnO+CO2↑。
2. 初中根据氯原子最外层有7个电子,得到1个电子达到稳定结构,氯元素表现-1价,高中要求类推:氢原子得到1个电子达到稳定结构,即有H-存在。进一步推知:Ca+H2[△]CaH2,2Na+H2[△]2NaH,通过类比思维,降低学习新知识的难度。
初中到高中化学的过渡方法还有思维转化法、终态分析法等,灵活运用这些方法需要一个过程,只有经常使用这些方法,才会取得好成绩。