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思维是认识和解决问题的核心环节。高考中对思维能力的考查一直是摆在首要位置。良好的思维方式是一名优秀考生应具备的基本素质。有序思维是指思考和解决化学问题时遵循一定的顺序、按照特定的线索和步骤去探索的一种思维方式。这种思维方式有利于解决较复杂的开放性问题,避免盲目地或纯凭经验来解题。高三是一个以复习为主阶段,对知识的理解和和整合必须上一个台阶,找出同类型题的解题方法。
一、高考对学生的思维能力的要求
高考化学对考生化学学习能力的要求:1.接受、吸收、整合化学信息的能力;2.分析问题和解决(解答)化学问题的能力;3.化学实验与探究能力。
近几年高考试卷,试题的信息量加大,综合性提高,重点考查学生的思维能力和阅读能力。在教学过程中将知识进整合,加强学生思维能力的培养,教师应注意选题、诱导、启迪、总结和训练。同时,能力的提高不能离开知识,要达到较高的能力首先要熟练掌握知识点,
然后,以基础知识为载体,着意培养学生的思维能力。
二、有序性思维在高中化学教学中的运用
化学中的有序思维首先表现为化学的学科思维,如物质分类思维;微粒观的思想;结构决定性质,性质决定用途的思想;由特殊到一般再到特殊的思维;对称思维;守恒思想等等。运用这些思想可以解决很多化学问题。从具体的认知操作角度看,有序思维教学主要从以下几方面开展:
(一)运用有序性思维解答列举型习题
例题1.(07全国II理综)26.(15分)用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子八种微粒(离子或分子)。(1)A元素是 ①、B元素是②、C元素是③(用元素符号表示)。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是④。
(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,其分子式是 ⑤。
(4)F是由两种元素组成的三原子分子,其分子式是⑥。
(5)G分子中含有4个原子,其分子式是⑧。
(6)H分子中含有8个原子,其分子式是⑨。
分析:引导学生总结10电子的规律,以10号单质入手,通过前推9+1、8+2、7+3、6+4、再后推11-1、12-2、13-3找微粒,由于H+只有一个质子,可在原有的微粒上再进行加减H+;再在此基础上找18电子体系,提出9+9的思想,质子数为9的微粒:F、HO、NH2、CH3,微粒能自身组合,也能相互之间组合成18,这样很快能做完此题。在此之后,可让学生再发散思维,寻找14电子的物质,学生很快找到Si、N2,再由6+1可推C2H2,进而推C22-,6+8可知还有CO。
对于这类题型,按微粒观的思想进行分类,先找分子后找离子。由单原子物质前推后推,加减质子,半数相加法来寻找符合要求且存在的物质,将这些物质进行按顺序分类列举,避免遗漏。
引导学生用化学物质的分类思想,按一定的顺序将这些物质进行分类列举,条理化地呈现出来,能让学生快速进入题境。如06年高考全国Ⅰ,按要求写出20号之前的置换反应。
(二)运用有序性思维解答离子反应的优先顺序
例题2:向含等物质的量的Ba(OH)2、KOH溶液中持续通入CO2 ,依次写出反应的离子方程式。
分析:设Ba(OH)2、KOH各1mol,按微粒观思想来进行分析,同时运用元素守恒和电子守恒的分析反应产物和剩余离子数目:
反应离子方程式即为前后变化的离子和分子:
① Ba2+ + 2OH-+ CO2 = BaCO3↓+ H2O
② 2OH-+ CO2= CO32-
③ CO32-+ CO2 + H2O = 2HCO3-
④ BaCO3 + CO2 + H2O = Ba2+ + 2HCO3-
这种类型考题,通过采用微粒观的方法分析,学生能从深层上理解离子反应的实质,易于接受,从而解决学生经常提出的一个问题:与CO2的反应的OH-是来自于Ba(OH)2还是KOH?
同样,在解决氧化还原反应的离子优先顺序上也非常凑效,如:3molFeI2溶液与4molCl2反应,溶液中有3molFe2+、6molI-向其中通入4molCl2,根据得失电子守恒,先氧化6molI-再氧化2 molFe2+,这样离子方程式就容易写出。采用微粒观的思想,对于限定条件和限定量的离子方程式解决起来就轻松多啦!
(三)运用有序性思维解答有关同分异构体的习题
同分异构体的知识虽然在高中化学教材中只占较少的篇幅,但它却贯穿于中学有机化学的始终。同分异构体的知识可以说是起点低,但综合性强。从有机物结构、性质的推导,直至有机计算,无处不与同分异构体的知识紧密相连。同分异构体的知识既是高考的热点,同时也是困扰学生学习的难点,所以掌握同分异构体的书写规律是非常必要的。
学生书写同分异构体时常犯的错误有:遗漏和重复,其原因是思维混乱,没有选准角度按一定逻辑顺序逐一书写,因而复习时告诉学生要按“物质类别异构→碳链异构→官能团位置异构”的顺序思考、书写,在“碳链异构”中则按“主链先长后短→取代基先整后散→取代基位置由中间到两边”思维顺序来分析。一般教学过程中,学生能掌握上述的有序性思维,但遇到双官能团及酯键时,由于官能团位置具有不定性,学生易出错。笔者认为可按如下处理。
例3:(08北京卷)高考25.(16分)苯氧乙酸 有多种酯类的同分异构体,其中能与FeCl3溶液发生显色反应,且有2种一硝基取代物的同分异构体是(写出任意2种的结构简式)。
分析:由题意可知,苯环有两个对位取代基,且处于对位,其中一个为 ,对位有两碳原子,先写出一个碳氧双键,要注意等价碳;在双键的两侧“补O”,未端不能补,否则成酸;之后再按碳四价键“补H”。
(四)运用有序性思维解答实验型习题
新课程化学实验试题履行“从知识立意向能力立意转化”,试题以教材实验为原型,进行适当拓展和延伸,考查学生的知识迁移能力、实验创新能力。新高考化学实验试题有以下几个特点:①源于课本、强调创新,②突出基础、注重综合,③联系实际、重视STSE,④立足探究、注重能力。
新课程实验题以课本典型实验为原型,经过改造、拓展、深化来考查学生的知识迁移能力、实验创新能力等,这类试题给学生的感觉是似曾相识,得分容易但得满分难,因此,在实验复习过程中要求学生对课本上的每一个实验都做到:①弄清原理、仪器、装置和操作细节。②做以下连串思考:怎么做?为什么要这样做?如果不这样做,会引起什么后果?还能怎么做?在平时的训练中要用这种有序性的思维方式来强化实验意识。
气体制备实验,按“原理→发生装置→净化装置→收集(方法与装置)→尾气处理”的顺序来思考;固体物质的制备,按“原理→装置→产品的保护→产品的提纯”顺序来设计,检验实验就按“操作过程→实验现象→结论”的顺序去表述,等等。学生掌握这种思维规律后在设计实验和回答实验问答题时自然就有条理了。
再将实验的有序性具体化有:组装仪器按从下向上,从左向右顺序进行;描述实验现象也可按从下向上,从左向右顺序或者按固、液、气顺序;分离、除杂及检验的有序性。
例4:(06年重庆26)(4)为检验精盐纯度,需配制150 mL.0.2 mol/L NaCl(精盐)溶液,如图是该同学转移溶液的示意图,图中的错误是___ 。
分析:采用由下向上原则就容易找出错误,未采用150 mL容量瓶,未用玻璃棒引流。
溶液配制、中和滴定、硫酸铜结晶水的测定、中和热测定等实验中都涉到仪器选择问题,如按操作的先后顺序就容易啦。
有序地思考,能使学生分析问题清晰明了,解题思路顺畅,且能从题给信息的各个方面人手,考虑到各种可能情况,使解答的结果完美无缺。高三学习过程中形成学科思维的有序性的同时,对所学的知识也就更系统化、网络化,提升学科的素养。
参考文献:
[1]魏忠仁.重视化学课堂的总结教学[J].化学教学,1996,(8):17-19.
[2]王志庚.化学开放题及其编制方法[J].化学教学,2000,(8):35-37.
[3]陈志远.有序思维规律与高三化学教学[J].化学教学 2007,(11):24-27.
[4]顾晔.由一道高考实验题想到的中学化学教学参考,2008,(1-2)
[5]谢春风.新课程下的教育研究方法与策略北京: 首师大出版社, 2004
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
一、高考对学生的思维能力的要求
高考化学对考生化学学习能力的要求:1.接受、吸收、整合化学信息的能力;2.分析问题和解决(解答)化学问题的能力;3.化学实验与探究能力。
近几年高考试卷,试题的信息量加大,综合性提高,重点考查学生的思维能力和阅读能力。在教学过程中将知识进整合,加强学生思维能力的培养,教师应注意选题、诱导、启迪、总结和训练。同时,能力的提高不能离开知识,要达到较高的能力首先要熟练掌握知识点,
然后,以基础知识为载体,着意培养学生的思维能力。
二、有序性思维在高中化学教学中的运用
化学中的有序思维首先表现为化学的学科思维,如物质分类思维;微粒观的思想;结构决定性质,性质决定用途的思想;由特殊到一般再到特殊的思维;对称思维;守恒思想等等。运用这些思想可以解决很多化学问题。从具体的认知操作角度看,有序思维教学主要从以下几方面开展:
(一)运用有序性思维解答列举型习题
例题1.(07全国II理综)26.(15分)用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子八种微粒(离子或分子)。(1)A元素是 ①、B元素是②、C元素是③(用元素符号表示)。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是④。
(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,其分子式是 ⑤。
(4)F是由两种元素组成的三原子分子,其分子式是⑥。
(5)G分子中含有4个原子,其分子式是⑧。
(6)H分子中含有8个原子,其分子式是⑨。
分析:引导学生总结10电子的规律,以10号单质入手,通过前推9+1、8+2、7+3、6+4、再后推11-1、12-2、13-3找微粒,由于H+只有一个质子,可在原有的微粒上再进行加减H+;再在此基础上找18电子体系,提出9+9的思想,质子数为9的微粒:F、HO、NH2、CH3,微粒能自身组合,也能相互之间组合成18,这样很快能做完此题。在此之后,可让学生再发散思维,寻找14电子的物质,学生很快找到Si、N2,再由6+1可推C2H2,进而推C22-,6+8可知还有CO。
对于这类题型,按微粒观的思想进行分类,先找分子后找离子。由单原子物质前推后推,加减质子,半数相加法来寻找符合要求且存在的物质,将这些物质进行按顺序分类列举,避免遗漏。
引导学生用化学物质的分类思想,按一定的顺序将这些物质进行分类列举,条理化地呈现出来,能让学生快速进入题境。如06年高考全国Ⅰ,按要求写出20号之前的置换反应。
(二)运用有序性思维解答离子反应的优先顺序
例题2:向含等物质的量的Ba(OH)2、KOH溶液中持续通入CO2 ,依次写出反应的离子方程式。
分析:设Ba(OH)2、KOH各1mol,按微粒观思想来进行分析,同时运用元素守恒和电子守恒的分析反应产物和剩余离子数目:
反应离子方程式即为前后变化的离子和分子:
① Ba2+ + 2OH-+ CO2 = BaCO3↓+ H2O
② 2OH-+ CO2= CO32-
③ CO32-+ CO2 + H2O = 2HCO3-
④ BaCO3 + CO2 + H2O = Ba2+ + 2HCO3-
这种类型考题,通过采用微粒观的方法分析,学生能从深层上理解离子反应的实质,易于接受,从而解决学生经常提出的一个问题:与CO2的反应的OH-是来自于Ba(OH)2还是KOH?
同样,在解决氧化还原反应的离子优先顺序上也非常凑效,如:3molFeI2溶液与4molCl2反应,溶液中有3molFe2+、6molI-向其中通入4molCl2,根据得失电子守恒,先氧化6molI-再氧化2 molFe2+,这样离子方程式就容易写出。采用微粒观的思想,对于限定条件和限定量的离子方程式解决起来就轻松多啦!
(三)运用有序性思维解答有关同分异构体的习题
同分异构体的知识虽然在高中化学教材中只占较少的篇幅,但它却贯穿于中学有机化学的始终。同分异构体的知识可以说是起点低,但综合性强。从有机物结构、性质的推导,直至有机计算,无处不与同分异构体的知识紧密相连。同分异构体的知识既是高考的热点,同时也是困扰学生学习的难点,所以掌握同分异构体的书写规律是非常必要的。
学生书写同分异构体时常犯的错误有:遗漏和重复,其原因是思维混乱,没有选准角度按一定逻辑顺序逐一书写,因而复习时告诉学生要按“物质类别异构→碳链异构→官能团位置异构”的顺序思考、书写,在“碳链异构”中则按“主链先长后短→取代基先整后散→取代基位置由中间到两边”思维顺序来分析。一般教学过程中,学生能掌握上述的有序性思维,但遇到双官能团及酯键时,由于官能团位置具有不定性,学生易出错。笔者认为可按如下处理。
例3:(08北京卷)高考25.(16分)苯氧乙酸 有多种酯类的同分异构体,其中能与FeCl3溶液发生显色反应,且有2种一硝基取代物的同分异构体是(写出任意2种的结构简式)。
分析:由题意可知,苯环有两个对位取代基,且处于对位,其中一个为 ,对位有两碳原子,先写出一个碳氧双键,要注意等价碳;在双键的两侧“补O”,未端不能补,否则成酸;之后再按碳四价键“补H”。
(四)运用有序性思维解答实验型习题
新课程化学实验试题履行“从知识立意向能力立意转化”,试题以教材实验为原型,进行适当拓展和延伸,考查学生的知识迁移能力、实验创新能力。新高考化学实验试题有以下几个特点:①源于课本、强调创新,②突出基础、注重综合,③联系实际、重视STSE,④立足探究、注重能力。
新课程实验题以课本典型实验为原型,经过改造、拓展、深化来考查学生的知识迁移能力、实验创新能力等,这类试题给学生的感觉是似曾相识,得分容易但得满分难,因此,在实验复习过程中要求学生对课本上的每一个实验都做到:①弄清原理、仪器、装置和操作细节。②做以下连串思考:怎么做?为什么要这样做?如果不这样做,会引起什么后果?还能怎么做?在平时的训练中要用这种有序性的思维方式来强化实验意识。
气体制备实验,按“原理→发生装置→净化装置→收集(方法与装置)→尾气处理”的顺序来思考;固体物质的制备,按“原理→装置→产品的保护→产品的提纯”顺序来设计,检验实验就按“操作过程→实验现象→结论”的顺序去表述,等等。学生掌握这种思维规律后在设计实验和回答实验问答题时自然就有条理了。
再将实验的有序性具体化有:组装仪器按从下向上,从左向右顺序进行;描述实验现象也可按从下向上,从左向右顺序或者按固、液、气顺序;分离、除杂及检验的有序性。
例4:(06年重庆26)(4)为检验精盐纯度,需配制150 mL.0.2 mol/L NaCl(精盐)溶液,如图是该同学转移溶液的示意图,图中的错误是___ 。
分析:采用由下向上原则就容易找出错误,未采用150 mL容量瓶,未用玻璃棒引流。
溶液配制、中和滴定、硫酸铜结晶水的测定、中和热测定等实验中都涉到仪器选择问题,如按操作的先后顺序就容易啦。
有序地思考,能使学生分析问题清晰明了,解题思路顺畅,且能从题给信息的各个方面人手,考虑到各种可能情况,使解答的结果完美无缺。高三学习过程中形成学科思维的有序性的同时,对所学的知识也就更系统化、网络化,提升学科的素养。
参考文献:
[1]魏忠仁.重视化学课堂的总结教学[J].化学教学,1996,(8):17-19.
[2]王志庚.化学开放题及其编制方法[J].化学教学,2000,(8):35-37.
[3]陈志远.有序思维规律与高三化学教学[J].化学教学 2007,(11):24-27.
[4]顾晔.由一道高考实验题想到的中学化学教学参考,2008,(1-2)
[5]谢春风.新课程下的教育研究方法与策略北京: 首师大出版社, 2004
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文