化学问题解决中学习策略的初步研究与尝试_学习策略论文

学习策略在化学解题中的初探与尝试,本文主要内容关键词为:策略论文,化学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

根据有关资料表明,学习策略的基本要素有选择性注意学习策略,记忆学习策略,组织学习策略,精加工学习策略,元认知学习策略,启发式解题学习策略,阅读理解学习策略和创造性思维学习策略。而根据对解题思路的分析,心理学家总结出七种启发式解题学习策略:简化策略、图解策略、逐步接近策略、逆向思考策略、联想搜寻策略、重新表述策略和关键点捕捉策略。

下面就笔者运用启发式解题策略中的图解策略、重新表述策略和关键点捕捉策略在初三化学教学中的应用实例叙述如下:

1 图解策略

图解策略是指通过图把抽象问题具体化,直观化,从而搜寻到解题的途径。

图形不仅直观、形象、利于思考,而且其信息量大,概括性强,通常一个简单的图形可以表示出需要长长文字才能表述清楚的信息。因此,图形成为帮助思考的极好拐杖。因此教会学生,根据题意画出草图或示意图,可以使问题明朗化。

图解策略在数学几何题中应用十分广泛,这一策略在我们化学计算中同样适用。

例题:工业上用100吨石灰石煅烧后(假设石灰石中的碳酸钙全部分解)的固体质量是60吨。求(1)石灰石的纯度。(2)生石灰的纯度。

学生们一见此题,列出化学方程式后分析题意可知原石灰石和生成的生石灰中都含有杂质,因而许多同学列式如下(见方法一):

方法一:

解:设:石灰石中的杂质质量为X克。

答:石灰石的纯度是90.9%,生石灰的纯度是84.8%。

为使学生明确图解策略的真实含义及优点。根据题意我们可画如下示意图:

从示意图中,也同样可知杂质的质量反应前后不变,但其中还隐含有另一个量——二氧化碳。从图示中可知M(CO[,2])=100-60=40(吨),因而可据此直接设纯度。

方法二:

解:设石灰石的纯度为X%,生石灰的纯度为Y%。

答:石灰石的纯度是90.9%,生石灰的纯度是84.8%。

如果没有解出题的同学,当他看到了示意图,将能十分容易地理解解题过程,同时也能帮助每位同学找到分析题意的捷径。

2 重新表述策略

重新表述策略就是指通过改变问题的表述,把陌生的问题转化为自己熟悉的问题,把艰涩的问题以通俗易懂的形式表达出来,从而“转新为旧”、“化难为易”,找到解题途径。

例题1:有一瓶100克的硝酸钾不饱和溶液,为将其转变成饱和溶液,在同一温度下,甲同学将其蒸发掉20克水,乙同学将其加入12克晶体,两种方法都达到饱和。问:这个温度时,硝酸钾的溶解度是多少?原溶液的浓度为多少?(用多种方法求解)

用原有的思维方式,学生经分析后将原题用表格重新表述(表1)。

用此表格,全班90%的同学用方法一来解。

方法一:

解:设原溶液中有溶质X克,溶解度为S克/100克水

答:该温度下,硝酸钾的溶解度是60克/100克水,原溶液的浓度为30%。

同时近有10%的同学用方法二解题。

方法二:

答:该温度下,硝酸钾的溶解度是60克/100克水,原溶液的浓度为30%。

请他们讲解解题思路时,他们在表1中添加一项(见表2阴影部分)。

用方法2解题的同学再重新表述了自己解题过程中的解题思路,他们将原题重新表述如下:乙同学所加的12克硝酸钾的晶体全部溶解在被甲同学蒸发掉的20克水中,恰好形成饱和溶液,求此温度下硝酸钾的溶解度。(即列出方法二中的[1式])。

除此以外,还有同学提出,为了便于理解阴影部分的数据,他运用图解策略绘制了图(见下图)。

这是一幅虚拟的实验图,意指乙同学加入的12克硝酸钾是溶解在甲同学蒸发掉的20克水中,形成饱和溶液。确实,这幅图的虚拟更好地帮助了同学理解表二,更能与方法二的使用者产生共鸣。

这题在学生的原有认知领域跨出了很大的一步,一般在竞赛中才会出现。现在作为随堂的练习。刚见到此题时同学们普遍都觉得难,而且动手做时都用常用的方法(方法一)。当进行重新表述此题后,都恍然大悟。比较分析两种方法认为:方法一,解题方法更为直观,但过程繁琐;方法二,解题过程简练,但较抽象。

此题的出现不仅训练学生思维的流畅和变通,更使他们对学习结果有进一步认识,发展了学生元认知的认识。

有了例题1,同学们都感受到看似很难的题目,只要从中寻找关键点,将关键点与问题透彻理解重新表述后,就能“化难为易”,游刃有余。至此,教师乘胜追击,给出例题2。

例题2:将4克氧化铜和铜的混合物加热并通入一氧化碳气体直至固体质量不再改变,取出剩余固体,冷却后称重为3.36克,求混合物中的氧化铜的质量。

这题的难度并不大,因而同学们拿到手后立即动手,95%以上的同学都用方法一、方法二解题。

方法一:

答:原混合物中有氧化铜3,2克。

方法二:

解:设原混合物中有铜X克,氧化铜(4-X)克,反应生成的铜(3.36-X)克。

答:原混合物中有氧化铜3.2克。

见只有少数同学没用此两种方法,教师随后用重新表述策略进行点拨。

将题目重新表述为:根据质量守恒定律,氧化铜和铜的混合物经加热通入一氧化碳气体后,原混合物中的________失去了________而反应前后减轻的质量即为__________的量。因此,混合物中氧化铜的质量为__________克。

由同学填空回答后,此题又可表述为:已知氧化铜中含有氧元素0.64克,求这些氧化铜的质量。

再解题时,原来用方法一、方法二的同学纷纷转用方法三解题,并用图解策略法作图。

方法三:

作图:(见下图)

解:设氧化铜的质量为X克。

答:混合物中氧化铜的质量为3.2克。

解题后,再由同学比较分析后谈谈三种方法的优劣。学生们表示:方法一、二看似两种不同的方法,但其实属一种,都是根据化学方程式的计算,且计算过程较抽象、繁琐;方法三,重新表述后,题目中隐含的条件立即变得清晰明了,使解题变得轻松、简捷。(发展学生元认知的认识)。

3 关键点捕捉策略

以搜寻、分析关键条件突破解题障碍的方法为关键点捕捉策略。在问题解决中,往往有一个或一些条件是关键的,只要找到关键点,问题就迎刃而解。

根据关键点捕捉策略,设计课堂练习题如下:

例题1:已知:不溶性碱加热分解生成水和对应的氧化物。

则A~F各物质的分子式是

A________B________C________

D________E________F________

同学们先读题后,讲述题中的关键点。一:D是红褐色沉淀,可知D是Fe(OH)[,3];二:有反应(4)与AgNO[,3]应生成F是乳白色不溶于硝酸的沉淀,可知F是AgCl,由此推知E为KCl,有了三种物质,就可依据化学方程式推知其他物质的化学式。

解题后,同学们表示:要能适当地找到题中的关键条件,首先要能读懂题意。像类似的例题,对物质的颜色、状态、反应原理要十分熟悉,只要在复杂的题中找到关键点,问题就变得十分简单。

用这题典型的关键点捕捉策略小试牛刀后,教师开始增加难度。

例题2:相同质量、相同浓度的稀硫酸分别与足量的Zn、ZnO、Zn(OH)[,2]、ZnCO[,3]固体反应,所得的溶液浓度由大到小的关系是__________。

分析:设问(1):各固体都过量,生成物的质量由哪一个物质的量决定?

设问(2):稀硫酸质量、浓度都相等,因而生成的ZnSO[,4]的量都相等,那么,溶液的浓度有由哪个量决定?

设问(3):溶液中水的量有几个来源?哪个来源是都相等的,哪个来源是根据反应而变的?

根据分析的三个问题,学生们很快回答出,并找到问题的关键点。写下化学方程式进行自我分析:

①生成物ZnSO[,4]的质量由H[,2]SO[,4]溶液中溶质质量决定。

②稀硫酸质量、浓度都相等→溶液中溶质质量都相等→生成的ZnSO[,4](即溶质)的质量都相等。

100%,因而所得溶液的浓度由水(溶剂)的质量决定。

③溶液中水的量来自两方面:(1)稀硫酸中的溶剂——水:(此水量各反应都相等)(2)反应中生成的水(此水量随反应的不同而不同)。

反应过程中生成一份水。

同学们经过分析,得出结论:所得溶液的浓度由大到小的顺序是

通过此题,同学们深刻体会到,一些看似很难的题,其实解题的关键就是基础知识。只要基础知识能牢固掌握,就不会束手无策,任何难题都能驾轻就熟。

总之,通过这三种启发式解题策略的训练,使解题过程中内隐的思维过程外显化,学生监视调控自己的解题过程,真正体会到解题就是意味着把所有要解的问题转化为已经解过的题,使学生从学会知识到学会学习,培养了学生的可持续发展能力,突出了以学生发展为本的思想。

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