新课标高中化学计算的教学策略

陈欣 陈丽

化学计算教学是中学化学教学的重要内容。目的是从量的方面来加深学生对化学概念和理论的理解，加强理论与实际的联系，帮助他们进一步掌握物质的性质及其变化规律，培养他们掌握化学计算的基本技能和逻辑思维能力以及灵活应用知识的本领。化学计算是中学化学的重要教学内容之一，在《普通高中化学课程标准（2017年版）》中，化学计算被定义为一种研究化学物质及其变化的方法和手段，强化了它的计量功能。核心素养强调的是“内涵发展”和“学习力”的提升，因此基于核心素养的化学计算教学是一个在学科观念引领下的定量类化学概念的建构过程，也是一个学科原理定量理解的应用过程。《普通高中化学课程标准（2017年版）》在课程性质中规定“化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础性学科……”。从中可以看出化学学科的研究对象是“物质及其转化”，探寻“物质及其转化”的基本规律和建构“物质及其转化”的科学理论是化学科学认识活动中的两大基本任务。化学计算应服务于这两大基本任务，因此化学计算的本质内涵应该是定量研究物质及其转化的数学处理过程，是对物质的组成、结构、性质和变化规律的“量化”过程。在此，笔者对新课标高中化学计算教学策略予以探讨。

一、尊重学生认知规律，利用进阶理论作为指导。

在高中化学教学中，教师需要明确一点，学生的学习不可一概而论。教学需要有宏观且整体的教学目光，需要具备进阶理论作为指导并结合学习大纲的基本要求，帮助学生在认识学习规律的基础上，提升学习的秩序性和规律性，确保其具有层次性与整体性，尤其是针对初中升高中的衔接问题，以减轻学生学习负担，更好的开展化学学习。例如，初中阶段在学习离子浓度的计算时，并没有涉及到化学反应的微观本质，但到了高中之后，便会直接引入物质的量浓度这一概念，对于学生来说，很难将“离子浓度”与“物质浓度”两个概念相关联，这就是由宏观到微观的转变。对此，教师需要在学习离子方程式的书写以及电解质的电离后再教授学生混合溶液离子浓度的计算，这样尊重学生认知规律且在学习进阶理论指导下开展的化学计算教学，不仅不会影响到学生的学习积极性，还能收获教学效果更高。

二、正确理解基本概念及核心思想内涵，建构化学计算的基本体系。

大量事实证明，只有正确理解概念的外延和内涵，把握概念间纵横联系，建立知识间的意义迁移，才能形成正确的解题思路和解题步骤。化学计算涉及基本概念、物质性质和核心反应等因素，其中基本概念和核心反应是化学计算的直观依据和前提基础。计算时需弄清反应的物质与数量的对应关系、理解好比例关系、转化过程及守恒思想。中学化学计算须重点关注7个概念和4类反应：概念包括化学式、物质的量、质量分数、反应速率、平衡常数、pH和K_sp，涉及反应有化学反应、离子反应、热反应、氧化还原反应等。化学计算同时也渗透和反映一定的化学思想，它是化学思想和化学观念的具体化和操作化过程。常见化学核心思想有：元素观、微粒观、分类观、转化观、守恒观、能量观、平衡观等。在核心思想、科学方法到化学计算的不断演绎和发展中，化学计算也体现出多样性、概念性、综合性和规范性等特点，核心思想从宏观上勾勒出化学计算的知识维度和基本体系。

三、精细加工，深入透彻理解重点知识。

高中化学计算类题目虽然涉及绝大部分的知识点，但又有其重点。在教学中教师若能对这些重点知识进行精细化加工，无疑能为学生顺利高效地解决化学计算类问题提供有力的保障。高中化学计算中常见的重点内容从元素化合物知识来看主要涉及钠及其化合物，铝、铁及其化合物，卤素、有机物燃烧和化学式确定等；从基本概念原理方面看主要有氧化还原反应、原电池和电解池原理、化学平衡、酸碱中和滴定等。在教学中对以上知识点进行深入分析、精细加工，不但能强化学生对所学知识的理解，还能促进学生高级知识的形成。当遇到化学计算类问题时便更能简捷高效地加以解决。例如：对Na₂O₂与H₂O、CO₂反应后固体质量的增加的分析中，不但要让学生能找出差量，更要引导学生发现固体质量的增加实质相当于吸收了水中的H元素、CO₂中的CO部分。这样便形成了更为概括的高级知识，在化学计算类问题解决中就能事半功倍。例如：将20g CO和H₂的混合气体与足量O₂燃烧后的产物用足量的Na₂O₂固体充分吸收，反应后固体质量增加多少克？分析：根据已学习得的规律，比较固体的始终态可见：Na₂O₂～Na₂CO₃增加的组成为CO；Na₂O₂～2NaOH 增加的组成为H₂，即从质量和组成的角度看相当于Na₂O₂直接“吃进”了CO和H₂。故固体质量增加20g。归纳推广：W克组成符合通式（CO）_m（H₂）_n（m=0，1，2，3…；n=0，1，2，3…）的物质在O₂中完全燃烧，将产物通过足量的Na₂O₂固体，反应后固体质量增加W克。

四、养成精确思维习惯，提升化学计算能力。

精确思维习惯是科技工作者必须具备的思维习惯，也应该是理科学生要加以培养的素质，养成精确思维习惯的学生自然容易成为解化学计算题的高手。一些隐含数量关系的问题常让学生感到棘手。如，标准状况下，以下各组物质所包含的原子数由大到小的顺序是       （填代号）。①1mL水；②10mL CH₄；③100 mL C₂H₆；④ 1000 mL CO₂。没有精确思维，学生仅凭气体分子间距离很大是无法判断①和④谁的原子数多的。教师应该引导学生比较1mol 液态水与lmol 水蒸气的体积，标况下lmol 液态水18毫升，而lmol水蒸气的体积22.4L，是液态水体积的一千多倍，体积扩大了一千多倍。学生立马明白标准状况下lmL水比1000 mL CO₂包含的原子多。

總之，计算教学是高中化学教学的难点，也是教学的重点，学生只有提高计算水平，才能更好地运用化学知识，也才能在高考中取得优异的成绩，实现学生长远发展。