淺談高中化學(xué)學(xué)生計(jì)算能力培養(yǎng)的“知”與“行”

摘 要：計(jì)算能力作為化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的核心素養(yǎng)，理應(yīng)是高中教師的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，在進(jìn)行化學(xué)計(jì)算能力的培養(yǎng)時(shí)，采取一定的教學(xué)方法和手段能夠起到事半功倍的效果，這也就是本文探究在化學(xué)課堂中“知”“行”合一的重要目的。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；計(jì)算能力；“知”與“行”

一、 “行知”有效的高中化學(xué)計(jì)算能力培養(yǎng)

在高中化學(xué)教學(xué)中，對(duì)學(xué)生計(jì)算能力的培養(yǎng)通常是孤立和較為機(jī)械的，實(shí)質(zhì)是通過(guò)題海戰(zhàn)術(shù)使學(xué)生形成慣性解答，而這種培養(yǎng)方式存在天花板，那就是對(duì)“大路貨”題目游刃有余，但對(duì)變通類題目應(yīng)對(duì)不足。只有讓學(xué)生真切的明白為什么，才能更好的使其掌握怎么做。對(duì)于高中化學(xué)習(xí)題解答，“知”是化學(xué)思想，“行”靠方法技巧。教學(xué)的過(guò)程，就是幫助學(xué)生做到“知行”合一的過(guò)程。在提高學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的同時(shí)，加以強(qiáng)化訓(xùn)練，則計(jì)算能力必然會(huì)有較大的提升。

二、 在“知”上求領(lǐng)會(huì)

化學(xué)計(jì)算能力的培養(yǎng)需以化學(xué)思想的樹(shù)立為基礎(chǔ)。這也是課堂教學(xué)的重要部分，在課堂上進(jìn)行化學(xué)相關(guān)知識(shí)的教學(xué)時(shí)，要確保學(xué)生對(duì)課堂上的知識(shí)完整地領(lǐng)會(huì)。例如針對(duì)原電池和電解池方面的問(wèn)題，在進(jìn)行講解時(shí)，應(yīng)確保學(xué)生了解原電池和電解池的原理和設(shè)計(jì)思路，對(duì)原電池和電解池的內(nèi)部反應(yīng)明確的知悉，這也就是知行合一的“知”。

有變化、有聯(lián)系才有計(jì)算，化學(xué)學(xué)科的基本思想包括：整體性思維、聯(lián)系的思想、一般與特殊的思想、守恒思想、動(dòng)態(tài)平衡思想、建模思想、綠色化學(xué)思想等。其中與計(jì)算相關(guān)的主要包括以下三種。

1. 守恒思想——即化學(xué)變化中質(zhì)量、元素、能量的守恒，是化學(xué)變化中“質(zhì)量不滅”“元素不變”“能量不滅”的概括。在化學(xué)教學(xué)中必須幫助學(xué)生構(gòu)建守恒思想，基于特定量在化學(xué)變化前后的恒定，進(jìn)而從微觀對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，并從宏觀有一定的預(yù)判，找到簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程、迅速解決化學(xué)問(wèn)題的最優(yōu)化方法。守恒思想在化學(xué)學(xué)習(xí)中應(yīng)用非常廣泛，利用“守恒”的思想可以處理和解決化學(xué)中的諸多問(wèn)題。

2. 聯(lián)系的思想。包括微觀與宏觀、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、定性與定量、量變與質(zhì)變、相互轉(zhuǎn)化、有序思維、發(fā)散思維等。某些化學(xué)問(wèn)題直接按照題面意思分析時(shí)很繁瑣復(fù)雜，甚至?xí)吡藦澛愤€得不到正確答案。若能用聯(lián)系的思想對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行變換，則會(huì)柳暗花明。

3. 一般與特殊的思想。一般指的是矛盾具有普遍性，也就是通常所說(shuō)的事物之間存在共性，事物存在相同的東西；特殊性則指的是事物具有自身的個(gè)性或特點(diǎn)。在化學(xué)教學(xué)和研究中，一般是從某些特定物質(zhì)或物質(zhì)的某種特性入手，加以分析與研究并得出普遍性的規(guī)律后，進(jìn)行推廣。

三、 在“行”上求掌握

以“知”為基礎(chǔ)，進(jìn)而指導(dǎo)“行”，讓學(xué)生訓(xùn)練并掌握以下解題方法與技巧，提高化學(xué)計(jì)算能力則更加“行”得通。

1. 守恒法。在高中化學(xué)的舞臺(tái)上，“守恒”曝光率極高。常見(jiàn)的有電荷、質(zhì)量、電子得失、元素種類、物質(zhì)的量等守恒。守恒問(wèn)題因涵蓋范圍廣，也是高中化學(xué)習(xí)題中的常客。守恒在表現(xiàn)形式上就是一種等式，如果含有未知數(shù)待求解便是化學(xué)方程。在化學(xué)方程式的構(gòu)建中，要牢記守恒思想，如化學(xué)變化前后的質(zhì)量、體積、物質(zhì)的量都具有一定的守恒的關(guān)系，得失電子的數(shù)量、原子量在反應(yīng)前后也是守恒的。如果在充分分析問(wèn)題的基礎(chǔ)上能夠找到其中的守恒關(guān)系，許多化學(xué)問(wèn)題的求解便成功了一半。

2. 關(guān)系式法。關(guān)系式法（又稱比例法）的本質(zhì)是守恒思想的進(jìn)階應(yīng)用。該方法根據(jù)概念定義、物質(zhì)的構(gòu)成、化學(xué)反應(yīng)等得到某些物質(zhì)數(shù)量間關(guān)系進(jìn)而搭起未知量與已知量之間的橋梁（比例關(guān)系）。該方法主要適用于如多步進(jìn)行的連續(xù)反應(yīng)等較復(fù)雜的題目，多步連續(xù)反應(yīng)第一步的產(chǎn)物即是第二步反應(yīng)的反應(yīng)物。通過(guò)列化學(xué)方程式可以看出每一步的反應(yīng)物與生成物之間量的關(guān)系是一定的。因此可以將某中間物質(zhì)作為橋梁，得到已知物和待求物之間量的關(guān)系。關(guān)系式法運(yùn)用得當(dāng)，多步運(yùn)算可以轉(zhuǎn)化成一步計(jì)算，免去逐步計(jì)算中的麻煩，簡(jiǎn)化解題步驟，減少運(yùn)算量，且計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確率高不易出錯(cuò)。

3. 轉(zhuǎn)換法。轉(zhuǎn)換法是指依具體情況進(jìn)行“變通”，而不要被所給問(wèn)題的形式所束縛。其中，“變通”的基礎(chǔ)便是聯(lián)系的思想。如把一個(gè)難題化整為零，分解成若干個(gè)簡(jiǎn)單的小問(wèn)題；將難以直接求解的問(wèn)題變?yōu)橐子谇蠼獾拈g接問(wèn)題等。這種轉(zhuǎn)換法常用于復(fù)雜的綜合計(jì)算題、“新鮮”的信息題和繁瑣的化學(xué)方程式等。

4. 極限法。一般與特殊的思想在極限法中有所體現(xiàn)，是從一般問(wèn)題向極端特殊問(wèn)題的一種回歸。以獲得正確答案為目標(biāo)，通過(guò)對(duì)特殊問(wèn)題在極端狀態(tài)的討論，化繁為簡(jiǎn)、化難為易，使復(fù)雜問(wèn)題變得簡(jiǎn)單化、純粹化。該方法適用于化學(xué)平衡、平行反應(yīng)以及混合物計(jì)算等問(wèn)題。

四、 結(jié)語(yǔ)

化學(xué)計(jì)算能力培養(yǎng)是一個(gè)漸進(jìn)過(guò)程，需要投入較多時(shí)間和精力，而中學(xué)課程多、進(jìn)度快是客觀存在的事實(shí)，題海戰(zhàn)術(shù)也是當(dāng)前較多學(xué)校的通行方法。在教學(xué)中若幫助學(xué)生領(lǐng)會(huì)思想、掌握方法進(jìn)而達(dá)到“知行”合一，學(xué)生在面對(duì)化學(xué)題目時(shí)作答不茫然、更自然。

作者簡(jiǎn)介：汪道嵐，廣東省廣州市，廣州市第十六中學(xué)。