新課標高中化學課程計算教學的實踐與研究

化學計算是化學課程系統中重要的子系統，它從量的方面去研究物質的性質、組成、結構變化和應用。隨著化學學習的深入，學生會遇到較多的用定性方法無法解決的問題，定量計算也就成為一種必然要求。《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》要求：“運用物質的量、摩爾質量、氣體摩爾體積、物質的量濃度之間的相互關系進行簡單計算。”“能進行反應焓變的簡單計算。”“能進行平衡常數、轉化率的簡單計算，能利用平衡常數和濃度商的關系判斷化學反應是否達到平衡及平衡移動的方向。”“能進行化學反應速率的簡單計算。”“能進行溶液pH的簡單計算。”“能結合實驗或生產、生活中的實際數據，并應用物質的量計算物質的組成和物質轉化過程中的質量關系。”化學計算作為化學教學內容的重要組成部分，無論是從應試還是從培養能力、發展思維的角度來講都是不容忽視的。在此，筆者就新課標高中化學計算教學作了一定的實踐與研究。

一、掌握化學概念是提高化學計算能力的前提

化學計算不是單純、孤立的數學運算，它是化學概念的運用和數學運算的集合，準確、清晰、熟練地掌握化學概念是提高化學計算能力的前提。學生（尤其是學困生）害怕化學計算，其根本原因在于他們對基本的概念和化學原理理解得不夠全面、不夠深入。譬如高一學生在初學了物質的量后，對有關物質的量用于化學方程式的計算普遍感到困難，就是由于對物質的量及其濃度、氣體摩爾體積與質量等之間的關系理解不透，運用不熟。此時教師應對這部分知識精講細練，循序漸進地幫助學生理清思路，熟悉各種量之間的轉換。對于這類知識的教學，加強學生對概念與概念之間聯系的認識與理解，從而提高對概念的掌握程度，是有效進行計算教學的基礎。

二、深入透徹理解重點知識

高中化學計算類題目雖然涉及絕大部分的知識點，但又有其重點。在教學中教師若能對這些重點知識進行精細化加工，無疑能為學生順利高效地解決化學計算類問題提供有力的保障。高中化學計算中常見的重點內容從元素化合物知識來看主要涉及鈉及其化合物，鋁、鐵及其化合物，鹵素、有機物燃燒和化學式確定等；從基本概念原理方面看主要有氧化還原反應、原電池和電解池原理、化學平衡、酸堿中和滴定等。在教學中對以上知識點進行深入分析、精細加工，不但能強化學生對所學知識的理解，還能促進學生高級知識的形成。當遇到化學計算類問題時便更能簡捷高效地加以解決。例如：對Na₂O₂與H₂O、CO₂反應后固體質量的增加的分析中，不但要讓學生能找出差量，更要引導學生發現固體質量的增加實質相當于吸收了水中的H元素、CO₂中的CO部分。這樣便形成了更為概括的高級知識，在化學計算類問題解決中就能事半功倍。

三、加大解題思路的教學力度

化學計算類題目的解決離不開解題思路，在教學過程中，教師要向學生細致展示計算題目解答過程，從審題階段開始讓學生對問題進行通讀、細讀，找出關鍵點并做好記號。比如題目中出現的一定量、充分燃燒、常溫下等詞語。然后讓學生分析題目已知信息中是否隱藏了某些信息，比如物質組成、摩爾質量等。在分析階段教師要做好問題情境的品讀，將所學知識與實際問題結合起來，找尋二者之間的聯系，在確定某一具體知識點后羅列出與此相關的公式、化學方程式以及數學表達式，然后建立量的關系。在進行題目計算時，要嚴格解題步驟表明相關量。在評價時要檢查單位是否正確、解題范圍是否合理，并對題目問題進行變換，拓展學生的思考，進一步強化教學效果。

四、掌握化學計算中的解題方法

高中化學計算中常見解題方法主要有這八種：（1）關系式法。關系式法是根據化學方程式計算的巧用，其解題的核心思想是化學反應中質量守恒，各反應物與生成物之間存在著最基本的比例（數量）關系。（2）方程或方程組法。根據質量守恒和比例關系，依據題設條件設立未知數，列方程或方程組求解，是化學計算中最常用的方法，其解題技能也是最重要的計算技能。（3）守恒法。化學方程式既然能夠表示出反應物與生成物之間物質的量、質量、氣體體積之間的數量關系，那么就必然能反映出化學反應前后原子個數、電荷數、得失電子數、總質量等都是守恒的。巧用守恒規律，常能簡化解題步驟、準確快速將題解出，收到事半功倍的效果。（4）差量法。找出化學反應前后某種差量和造成這種差量的實質及其關系，列出比例式求解的方法，即為差量法。其差量可以是質量差、氣體體積差、壓強差等。差量法的實質是根據化學方程式計算的巧用。它最大的優點是：只要找出差量，就可求出各反應物消耗的量或各生成物生成的量。（5）平均值法。平均值法是巧解方法，它也是一種重要的解題思維和解題，斷MA或MB的取值范圍，從而巧妙而快速地解出答案。（6）極值法。巧用數學極限知識進行化學計算的方法，即為極值法。（7）十字交叉法。十字交叉法是二元混合物（或組成）計算中的一種特殊方法，它由二元一次方程計算演變而成。若已知兩組分量和這兩個量的平均值，求這兩個量的比例關系等，多可運用十字交叉法計算。（8）討論法。討論法是一種發現思維的方法。解計算題時，若題設條件充分，則可直接計算求解；若題設條件不充分，則需采用討論的方法，計算加推理，將題解出。以討論法為例，將NO₂和O₂裝入量簡這一容器中并設計為30毫升后通過反應得出五毫升的氣體，讓學生針對此題的條件來求出原混合氣體中氧氣的體積，在對這一問題進行解答時便可以利用討論法來將全班學生分為若干小組并且將學生的能力水平等都當作劃分依據，而后幫學生營造一個輕松的氛圍讓學生將自己的思維想法踴躍的說出并據此來將問題考慮的更加全面，這樣的做法不僅可以幫助學生在輕松的環境中表述出自己的思維想法展示自己的智慧與參與活力，還可以讓教師在討論中感知到學生的思維水平以及知識的學習程度。

總之，在高中化學計算教學中，要引導學生學會審題，加強練習，正確運用計算方法，培養學生的化學計算能力，提高化學學習效果。