對(duì)高一新生化學(xué)符號(hào)學(xué)習(xí)現(xiàn)狀的調(diào)查分析

王招弟 謝祥林

（湖南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)：湖南長(zhǎng)沙410081）

對(duì)高一新生化學(xué)符號(hào)學(xué)習(xí)現(xiàn)狀的調(diào)查分析

王招弟 謝祥林

（湖南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)：湖南長(zhǎng)沙410081）

化學(xué)符號(hào)是國(guó)際上統(tǒng)一規(guī)定的，用來(lái)表示化學(xué)物質(zhì)組成堯結(jié)構(gòu)和化學(xué)變化過(guò)程的科學(xué)符號(hào)。文章主要采用調(diào)查問(wèn)卷的方式對(duì)剛?cè)敫咭荒昙?jí)的學(xué)生在初中階段化學(xué)符號(hào)掌握情況進(jìn)行調(diào)查分析，找出學(xué)生在化學(xué)符號(hào)學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的主要問(wèn)題，以期能幫助中學(xué)教師化學(xué)符號(hào)教學(xué)工作。

化學(xué)符號(hào)；調(diào)查分析；教學(xué)建議

化學(xué)符號(hào)是國(guó)際上統(tǒng)一規(guī)定的,用來(lái)表示化學(xué)物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和化學(xué)變化過(guò)程的科學(xué)符號(hào)。化學(xué)符號(hào)是表達(dá)化學(xué)思想的專門符號(hào),是儲(chǔ)存、傳承化學(xué)思想信息的工具。化學(xué)符號(hào)的學(xué)習(xí)表面看起來(lái)不難,但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)卻很困難,很多同學(xué)在初三年級(jí)中并沒(méi)有掌握或者很好的掌握化學(xué)符號(hào),如化學(xué)方程式、化學(xué)符號(hào)所代表的實(shí)物及其意義,會(huì)對(duì)高中階段的學(xué)習(xí)產(chǎn)生消極影響,這也是有些同學(xué)在高中階段對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)感到吃力的原因之一。

本文主要是采用調(diào)查問(wèn)卷的方式對(duì)剛?cè)敫咭荒昙?jí)的學(xué)生化學(xué)符號(hào)掌握情況的現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查,分析其存在的主要問(wèn)題,以幫助中學(xué)教師清楚學(xué)生化學(xué)符號(hào)學(xué)習(xí)的過(guò)程中存在的缺陷和難點(diǎn),更好地設(shè)計(jì)自己的教學(xué)過(guò)程,使學(xué)生從根本上掌握化學(xué)符號(hào)。

一、化學(xué)符號(hào)學(xué)習(xí)的調(diào)查和分析

1.調(diào)查目的和方法

調(diào)查目的是為了了解剛?cè)敫咭荒昙?jí)的中學(xué)生化學(xué)符號(hào)掌握情況,查找存在的問(wèn)題,分析問(wèn)題存在的原因。調(diào)查主要采用問(wèn)卷筆答形式(學(xué)生當(dāng)場(chǎng)答卷,當(dāng)場(chǎng)收回),調(diào)查對(duì)象是張家界市某中學(xué)高一年級(jí)的學(xué)生,共133人。本調(diào)查于2010年9月進(jìn)行。

2.調(diào)查結(jié)果分析

發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷128份,共收回問(wèn)卷128份,有效問(wèn)卷128份。

問(wèn)題1：說(shuō)清這些化學(xué)符號(hào)所能表達(dá)的事物

在這個(gè)問(wèn)題中,是按照元素、化學(xué)式、化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)順序依次進(jìn)行提問(wèn)。

表1 說(shuō)清這些化學(xué)符號(hào)所能表達(dá)的事物的調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果—H

在此題中,主要考察的是學(xué)生對(duì)元素符號(hào)的掌握情況。從調(diào)查的結(jié)果來(lái)看,能較完整的回答“H”所代表的意義的只占了6.6%,還有90%的學(xué)生只能正確地表達(dá)一種意義或者兩種,并且很多同學(xué)在能正確回答一部分正確意義的同時(shí)暴露出很多錯(cuò)誤的概念,如有同學(xué)認(rèn)為“H”可以表示一個(gè)氫分子,一種單質(zhì)等。

表2 說(shuō)清這些化學(xué)符號(hào)所能表達(dá)的事物的調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果—H2O

在此題中,主要考察的是學(xué)生對(duì)化學(xué)式的掌握情況。一個(gè)化學(xué)式所表達(dá)的信息比元素符號(hào)還要廣,如通過(guò)看一種物質(zhì)的化學(xué)式,可以知道它是由什么元素組成的,可以知道它的一個(gè)分子的構(gòu)成,可以通過(guò)化學(xué)式來(lái)計(jì)算該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量等等。從調(diào)查的結(jié)果來(lái)看,很少同學(xué)能夠完整的表達(dá)出“H2O”所代表的意義,回答出了五種意義的只占了4.7%。我們知道,對(duì)于一個(gè)化學(xué)符號(hào),你能夠提取的有效信息越多,那么在實(shí)際解決問(wèn)題的過(guò)程中,你才能夠快速找到解決問(wèn)題的辦法。在此題中也存在很多錯(cuò)誤的回答,如“水是由兩個(gè)氫分子和一個(gè)氧分子組成的”,“水是由氫氣和氧氣構(gòu)成的”;“水元素”等等。

表3 說(shuō)清這些化學(xué)符號(hào)所能表達(dá)的事物的調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果——2H2+O2=2H2O

在此題中,主要考察的是學(xué)生對(duì)化學(xué)方程式的掌握情況。化學(xué)方程式是用來(lái)表達(dá)物質(zhì)變化規(guī)律的化學(xué)符號(hào),如把元素符號(hào)比喻成“字”,化學(xué)式比喻成“詞”,那么化學(xué)方程式就相當(dāng)于由“詞”和“詞”組成的“句子”,所以學(xué)好元素符號(hào)和化學(xué)式是學(xué)好化學(xué)方程式的先決條件。從調(diào)查的結(jié)果來(lái)看,只有13.3%的同學(xué)在自己能力的范圍內(nèi)較正確的表達(dá)了這個(gè)方程式所代表的信息,還有一部分的同學(xué)也在盡可能回答自己的想法,但是同時(shí)也把自己的錯(cuò)誤暴露出來(lái)(如表中所示)。

問(wèn)題2：請(qǐng)你繪出下列微粒的可能真實(shí)形象,并用語(yǔ)言描述這些微粒的形象(結(jié)果見(jiàn)表4)

表4 描述微粒形象的調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果

一個(gè)水分子46.9%的同學(xué)回答正確，兩個(gè)氫原子分別于氧原子相連，但是彼此不相連，且氧原子和氫原子的相對(duì)大小表達(dá)也正確；7.8%的同學(xué)雖然正確表達(dá)了氫原子和氧原子的位置關(guān)系，但是大小關(guān)系表達(dá)錯(cuò)誤；18.8%的同學(xué)用化學(xué)式來(lái)表示的；___________ 26.5%的同學(xué)未作答。一個(gè)氫離子20.3%的同學(xué)能正確回答出是一個(gè)圓形的球體，并且?guī)б粋€(gè)單位的正電荷；19.5%的同學(xué)是用化學(xué)符號(hào)來(lái)表示的；9.4%的同學(xué)回答是一個(gè)圓形的球體，并且?guī)б粋€(gè)單位的負(fù)電荷；__________ 50_______________________________________ .8%的同學(xué)未作答。

在這個(gè)問(wèn)題中,是按照原子、分子、離子的順序進(jìn)行提問(wèn),層層深入。既然化學(xué)符號(hào)代表的實(shí)物,那么必須建立符號(hào)與實(shí)物之間的聯(lián)系,這種聯(lián)系不僅包括宏觀方面的也包括微觀方面的。符號(hào)與實(shí)物宏觀方面的聯(lián)系時(shí)通過(guò)感官直接觀察的,這方面的聯(lián)系不難建立,如“H2O”,同學(xué)們可以馬上想到它是無(wú)色無(wú)味的液體,在自然界廣泛的存在。但是如果問(wèn)“H2O”的結(jié)構(gòu)如何,很多同學(xué)可能只能回答一個(gè)水分子時(shí)由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成的,對(duì)于氫原子和氧原子是如何連接構(gòu)成水分子就很少有同學(xué)知曉了,如調(diào)查中所示只有46.7%的同學(xué)給予了合適的回答。

二、化學(xué)符號(hào)學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題

本次調(diào)查的對(duì)象是已經(jīng)結(jié)束初中知識(shí)階段學(xué)習(xí)的學(xué)生,可以看出,存在的問(wèn)題還是很多,比如對(duì)原子、元素的概念模糊不清,符號(hào)學(xué)習(xí)處在記憶性水平,而非理解性水平,更不用說(shuō)有創(chuàng)造的突破。總的說(shuō)來(lái)主要存在下面問(wèn)題：

1.概念不清

主要表現(xiàn)是對(duì)原子、分子和元素的關(guān)系不清楚,比如說(shuō)在問(wèn)“H2O”所表達(dá)的意義的時(shí)候,有同學(xué)回答一個(gè)水分子是由兩個(gè)氫分子和一個(gè)氧分子構(gòu)成的,甚至有同學(xué)回答是由水元素組成的。在初三化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)中,是先學(xué)習(xí)分子原子,在這一節(jié)中需要學(xué)生掌握物質(zhì)是由分子和原子組成的,分子又是由原子構(gòu)成的。對(duì)于有同學(xué)回答的一個(gè)水分子是由兩個(gè)氫分子和一個(gè)氧分子構(gòu)成的,明顯就是對(duì)物質(zhì)的組成不明白。而對(duì)于有同學(xué)回答水是由水元素組成的,則對(duì)元素的定義沒(méi)有理解透,而元素的學(xué)習(xí)的先決條件是要先學(xué)習(xí)原子,歸根到底也是對(duì)原子的含義不清。

2.記憶性學(xué)習(xí)為主

在學(xué)習(xí)化學(xué)符號(hào)的時(shí)候,大部分同學(xué)都是以記憶性學(xué)習(xí)為主,當(dāng)然在化學(xué)符號(hào)的學(xué)習(xí)過(guò)程中,有良好的記憶能力是學(xué)好化學(xué)符號(hào)的關(guān)鍵因素,但是并不是決定性因素。比如說(shuō)基本上所有的同學(xué)都能完整的背出1-20號(hào)元素的元素符號(hào),但是對(duì)于各元素符號(hào)所代表的實(shí)物之間有什么共同點(diǎn)和不同點(diǎn),很少有同學(xué)能夠用語(yǔ)言獨(dú)立完整的表達(dá)出來(lái)。雖然在這次調(diào)查中,對(duì)于一些簡(jiǎn)單的化學(xué)符號(hào)(如元素符號(hào)),很多同學(xué)能夠說(shuō)出它能表達(dá)的基本意義,但是這也是屬于記憶性學(xué)習(xí),因?yàn)樵诮虒W(xué)過(guò)程中就是按照這種模式教的,所以學(xué)生也是按照這種模式來(lái)回答問(wèn)題,學(xué)生不一定明白自己答案的所以然。

3.化學(xué)符號(hào)與化學(xué)事實(shí)堯概念相脫節(jié)

化學(xué)符號(hào)代表的是具體的實(shí)物或者是把概念以符號(hào)的形式體現(xiàn)出來(lái)。在學(xué)習(xí)化學(xué)符號(hào)的時(shí)候,要求學(xué)生不僅能夠用化學(xué)符號(hào)來(lái)解釋一些化學(xué)事實(shí)和概念,也要求學(xué)生面對(duì)一個(gè)化學(xué)符號(hào),能夠用言語(yǔ)做出正確的解釋。調(diào)查顯示,很多學(xué)生很難做到這點(diǎn),如很多同學(xué)不能根據(jù)化學(xué)方程式提取有效信息。究其根本原因就是不能建立化學(xué)符號(hào)與實(shí)物之間的正確聯(lián)系。

4.化學(xué)符號(hào)思維能力差

有些化學(xué)符號(hào)能夠間接體現(xiàn)物質(zhì)的結(jié)構(gòu),學(xué)習(xí)化學(xué)符號(hào)的目的就是要用符號(hào)來(lái)進(jìn)行思維,將基于宏觀的思維水平上升到微觀的思維水平。比如在“2H2+O2=2H2O”一題中,有同學(xué)回答兩個(gè)氫原子和兩個(gè)氧原子生成兩個(gè)水分子,這不僅體現(xiàn)了對(duì)這個(gè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程不知曉,也是符號(hào)思維能力差的體現(xiàn)。

三、針對(duì)化學(xué)符號(hào)的教學(xué)建議

化學(xué)符號(hào)是國(guó)際上統(tǒng)一規(guī)定的,用來(lái)表示化學(xué)物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的科學(xué)符號(hào),而化學(xué)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程都是客觀存在的,不是虛構(gòu)的,所以化學(xué)符號(hào)代表的是客觀存在的實(shí)物。化學(xué)符號(hào)是對(duì)宏觀與微觀的一種抽象、概括,它將豐富的宏觀、微觀信息濃縮成最為簡(jiǎn)練的形式。既然化學(xué)符號(hào)是對(duì)物質(zhì)宏觀與微觀的一種概括,那么就決定了我們?cè)趯W(xué)習(xí)化學(xué)符號(hào)的時(shí)候必須把符號(hào)所代表物質(zhì)的宏觀知識(shí)和微觀知識(shí)都要有所了解,這樣才能從根本上掌握化學(xué)符號(hào),才能使基于實(shí)物的思維水平上升到用符號(hào)思維的水平。在九年級(jí)化學(xué)中,關(guān)于物質(zhì)宏觀的知識(shí)如形態(tài)、顏色、氣味等物理性質(zhì)是可以通過(guò)感官直接觀察到的,這塊不難理解,難點(diǎn)在于概念的學(xué)習(xí),如元素。而關(guān)于物質(zhì)微觀的知識(shí)包括了分子、原子、離子等等。索緒爾二元關(guān)系符號(hào)理論認(rèn)為符號(hào)是能指和所指的統(tǒng)一體,所以我們要掌握化學(xué)符號(hào),就要知道符號(hào)的能指和所指是什么。這就決定了我們首先必須把元素、原子、分子等的概念掌握好,因?yàn)榛瘜W(xué)符號(hào)主要是用來(lái)表示元素、原子、分子及其它們之間的變化關(guān)系。本人通過(guò)查閱大量的文獻(xiàn)資料,認(rèn)為化學(xué)符號(hào)教學(xué)過(guò)程包括下面三個(gè)過(guò)程：

1.原型學(xué)習(xí)階段。化學(xué)符號(hào)代表的是實(shí)物,那么每一個(gè)符號(hào)就會(huì)對(duì)應(yīng)于有一個(gè)實(shí)物原型。如何將原型學(xué)習(xí)好再達(dá)到辨別的程度是這個(gè)階段的教學(xué)重點(diǎn)。如“C”可以代表碳元素,可以代表一個(gè)碳原子,也可以代表碳這種物質(zhì),相應(yīng)的原型就是碳元素,碳原子,碳這種物質(zhì),學(xué)習(xí)化學(xué)符號(hào)“C”之前,我們就必須把這些原型學(xué)習(xí)好,如碳,我們就知道它的形態(tài)、顏色、氣味等。因?yàn)槭窍扔辛宋镔|(zhì),根據(jù)物質(zhì)獨(dú)一無(wú)二的組成和結(jié)構(gòu)而將物質(zhì)定一個(gè)有別于它物的化學(xué)符號(hào)。九年級(jí)化學(xué)符號(hào)主要包括元素符號(hào)、化學(xué)式和化學(xué)方程式,就元素符號(hào)來(lái)說(shuō),它是用來(lái)標(biāo)記元素的特有符號(hào),還可以表示這種元素的一個(gè)原子,大多數(shù)固態(tài)單質(zhì)也常用元素符號(hào)表示。所以在學(xué)習(xí)元素符號(hào)之前,就必須在學(xué)生頭腦里有元素、原子的概念。

2.辨別學(xué)習(xí)階段。在化學(xué)中相同(組成和結(jié)構(gòu))的物質(zhì)是用相同的化學(xué)符號(hào)來(lái)表示,不同的物質(zhì)是用不同的化學(xué)符號(hào),所以才出現(xiàn)了豐富多彩千變?nèi)f化的化學(xué)符號(hào)。在這個(gè)階段中,就必須使學(xué)生對(duì)第一階段學(xué)習(xí)的原型達(dá)到辨別的程度,但是很多時(shí)候教學(xué)并不能達(dá)到很滿意的結(jié)果。如在教學(xué)中,經(jīng)常會(huì)碰到這樣的問(wèn)題,氫氣是由氫元素組成的,氧氣是由氧元素組成的,那么水是由什么組成的呢？很多學(xué)生就會(huì)回答學(xué)生是由水元素組成的,不僅包括九年級(jí)的學(xué)生,還有一部分高一年級(jí)的學(xué)生也存在這樣的回答。這就表明很多同學(xué)對(duì)“元素”的概念辨別不清,在教學(xué)中要特別注意元素、原子和分子的學(xué)習(xí)及其之間的辨別學(xué)習(xí)。

3.符號(hào)學(xué)習(xí)階段。符號(hào)是特定實(shí)物的標(biāo)志,有特定的含義,知道實(shí)物的性質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu),才能從根本上學(xué)好化學(xué)符號(hào)。在這個(gè)學(xué)習(xí)階段,學(xué)生主要是以記憶為主,對(duì)化學(xué)符號(hào)達(dá)到“會(huì)讀、會(huì)寫、會(huì)用”。如果在原型學(xué)習(xí)階段和辨別學(xué)習(xí)階段學(xué)生都達(dá)到很好的學(xué)習(xí)效果,那么符號(hào)所代表的意義學(xué)生理解起來(lái)就會(huì)輕松容易得多。所以在這個(gè)階段的學(xué)習(xí)中,教師對(duì)化學(xué)符號(hào)意義的教授和學(xué)生自身對(duì)化學(xué)符號(hào)的記憶就顯得尤其重要。第三階段是學(xué)生學(xué)習(xí)好化學(xué)符號(hào)的形體和表示的意義,而第一二階段是為學(xué)生學(xué)習(xí)好化學(xué)符號(hào)的意義做思想上和知識(shí)上的準(zhǔn)備。每一個(gè)階段的學(xué)習(xí)都對(duì)下一個(gè)階段的學(xué)習(xí)有幫助和推進(jìn)作用。

四、結(jié)論

化學(xué)符號(hào)是中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的重要組成部分,是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具,也是初中生學(xué)習(xí)化學(xué)遇到的難點(diǎn)和分化點(diǎn),是學(xué)好化學(xué)的關(guān)鍵。大部分化學(xué)內(nèi)容都跟化學(xué)符號(hào)密切相關(guān),可以說(shuō),沒(méi)有化學(xué)符號(hào)的化學(xué)教學(xué)是無(wú)法想象的。抓住元素符號(hào)、化學(xué)式、化學(xué)方程式這一化學(xué)符號(hào)主線,掌握每一種化學(xué)符號(hào)的原型,就能用簡(jiǎn)明的符號(hào)正確表達(dá)物質(zhì)及其變化過(guò)程,就能加深對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和記憶,有助于發(fā)展學(xué)生的抽象思維能力。

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