谈习题教学中六种意识的培养，本文主要内容关键词为：习题论文,六种论文,意识论文,教学中论文，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。
“意识”在心理学中，指的是人的头脑对客观事物的反映，是感觉、知觉、思维等各种心理过程的总和。它反映在解决化学问题中，就是对题中材料的感知、处理和思想方法的选择、运用。有的学生遇到问题时，离开教师的指点，就“想不起来”，难以独立解题，其主要原因是这类学生缺乏与解题成败息息相关的几种意识。因此，习题教学的成功与否，不在于解题数量的多少，而在于是否培养学生的各项意识。本文试从六个方面作一浅析。
一、整体意识
思考化学问题时，不是拘泥于细枝末节，而是着眼于整体结构，通盘考虑所有题设条件，从客观上理解和认识问题的本质，挖掘和发现整体结构中问题的关键点，抓住已知和待求间的内在联系，从而使问题顺利得解。整体意识在许多场合能大大缩短解题过程。
〔例1〕 用石墨电极电解1LCu（NO[，3]）[，2]和KNO[，3]的混和液，一段时间后，在两极均生成11.2L（标准状况下）气体，若电解后溶液体积变化忽略，则溶液的PH值为
A.0B.0.5C.1D.3
解析：此题若按部求班计算，则繁琐费时，且容易出错。但若从电解终态分析，依据电子得失守恒和溶液电荷守恒即可速解。
电极反应分别为：
阳极：4OH[-]-4e=2H[，2]O+O[，2]↑
阴极：Cu[2+]+2e=Cu，2H[+]+2e=H[，2]↑
阴极上产生，说明溶液中已全部放电。
根据电子得失守恒：
2×n（Cu）+2×n（H[，2]）=4×n（O[，2]）
2n(Cu)=4×(11.2/22.4)-2×(11.2/22.4)=1mol
根据电荷守恒，n(H[+])=2×n(Cu[2+])，∴n(H[+])=1(mol)，溶液体积为1L，则(H[+])=1mol，Ph=0，答案选A。
二、化归意识
化归意识就是当遇到复杂、繁难或陌生的化学问题时，能自觉地通过转化、嫁接到已经掌握的问题上，达到化繁为简、化难为易，从而使问题变得容易解决。化归意识的核心是转化、嫁接。
〔例2〕 维纶的成分是聚乙烯醇缩甲醛〔（C[，5]H[，8]O[，2]）[，n]〕。它可用石油裂解的产品乙烯作为起始原料合成。在合成工艺中常要涉及以下两种反应类型：
一是生成烯酯反应。目前，已经实现工业化的是用烯烃直接合成法，即将烯烃蒸气和氧气通入含有氯化钯、氯化铜、乙酸钠的冰醋酸中，反应的方程式可表示为：
因此，酯的醇解反应又叫做酯交换反应。
下面是从乙烯出发制备维纶的合成路线（其中所有无机产物均已略去）：
请回答下列问题：
(1)上式各方框内对应的有机物的结构简式分
别为：A______,B_______,C_______。
(2)反应①的化学方程式（不必写具体的反应条件，但要配平，下同）为______。向该反应体系中通入一种含
较多的氧气，原子必将存在于产物______中（写产物的名称）。
(3)反应③的化学方程式为_______。在实际生产操作中做何处理才能对提高本反应的转化率有利？依据是________。你认为工业生产上如何回收甲醇，加以重复使用（用化学方程式表示，并配以必要的文字说明）？答：________。有时工业上不采用“酯交换法”，你认为应该怎样实现反应③，即B→C的转化？答：________。
(4)反应④的类型是________。已知聚乙烯醇缩甲醛高分子的链节具有六员环氧状结构，带有支链。反应④的化学方程式_________。
解析：本题阅读量大，信息量多，且陌生度高。对学生的自学能力、思维能力、文字表达能力等综合能力的要求较高。解题的关键是将题中信息通过整理、转化，嫁接到基础知识点上。根据“生成烯酯的反应机理”、“酯交换反应原理”等信息，结合加聚反应规律，马上可写出A、B、C的结构简式：
A:CH[，3]COOCH=CH[，2]
。根据“维纶之链节具有六员环氧状结构”这一信息，联想到
与
发生缩聚反应的机理，可大胆设想维纶的结构为
。按酯化反应脱水机理可断定必在酯中。由酯化反应的可逆性联想到酯交换反应必定可逆，结合平衡移动原理，可回答提问(3)。再利用熟悉的“酯的水解”反应知识，可设计出新的实验方案。
本题答案：
(1)A为CH[，3]-COOCH=CH[，2]
甲醇必须过量。因为反应可逆，增大反应物甲醇浓度可使平衡右移，提高转化率。回收甲醇的方法是将副产物乙酸甲酯水解
，实现B→C转化的另一方法是让聚乙酸乙烯酯发生碱性水解：
(4)缩聚反应
三、变换意识
变换意识是“变换命题”、“改变思路”的心理活动过程。对于解法入口宽、出路多的典型习题，要求学生用命题者的眼光审视题目，通过各种变换手法（如改变条件、变换视角、转换题型等）对原题进行改造。从而使解决的问题是全面的、灵活的。
〔例3〕 40g铁粉投入500g稀硝酸中，若两物质恰好完全反应。硝酸的还原产物全部是NO，求此硝酸溶液中溶质的质量分数及反应中放出气体的体积（标准状况下）。
解析：可能的反应有
Fe+4HNO[，3]（稀）=Fe（NO[，3]）[，3]+NO↑+2H[，2]O
3Fe+8HNO[，3]（稀）=3Fe（NO[，3]）[，2]+2NO↑+4H[，2]O
铁与硝酸两者恰好完全反应，已知硝酸的还原产物是NO，却不知铁的氧化产物（题设隐含条件），因此，必须考虑三种情况：①
被氧化成Fe[3+]；②被氧化成Fe[3+]；③两者均有。求解方法：先由①、②确定端值，然后取它们的闭区间值。答案是：24%≤HNO[，3]%≤36%,10.67L≤V[，NO]≤16L。
变换之一（改变条件）：mg铁粉恰好与100mL、1.2mol/L的稀硝酸完全反应，若生成的气体均为NO，求：(1)生成NO的体积（标况）；(2)m的值。
解析：由已知铁的质量改成已知硝酸的物质的量。由于两个反应中HNO[，3]与NO的比值相同，故NO的体积为确定值。铁的质量仍需讨论。答案是：NO体积为0.672L,1.68≤m≤2.52。
变换之二（变换视角）：微热条件下，将11.2g铁粉恰好溶解在100mL、10mol/L的浓硝酸中，若HNO[，3]被还原的产物为NO或NO[，2]，且不考虑硝酸的挥发与分解，求反应中产生的NO[，2]与NO的物质的量之比（假设NO[，2]不聚合）。
解析：本题由原题通过变换视角产生。将Fe和HNO[，3]的物质的量改为定值，Fe0.2mol，HNO[，3]1mol。由于随着反应进行，硝酸溶液的浓度逐渐变小，其还原产物由NO[，2]变成NO。因此，产生的气体将是NO[，2]和NO的混合气体，这里要求的是NO[，2]和NO两种气体的物质的量之比。解题的关键是按Fe的不同氧化产物进行讨论分析，去伪存真。最后只有一组答案符合题意：Fe的氧化产物是Fe（NO[，3]）[，3]，NO[，2]与NO的物质的量之比为3:1。
变换之三（转换题型）：常温下将100克铁放入一定量硝酸中，不再反应后，取出、洗净，称量为94.4g，若硝酸的还原产物是氮的氧化物，则反应中未被还原的硝酸为
A.0.1mol B.0.2mol C.0.3mol D.0.4mol
解析：由大型计算题转换成短小精悍的选择题，要求学生思维敏捷，判断准确。由于铁有剩余，所以铁的氧化产物必是Fe（NO[，3]）[，3]，因此，无论硝酸的还原产物是NO[，2]、NO还是NO[，2]，未被还原的HNO[，3]就是形成Fe（NO[，3]）[，3]的那部分HNO[，3]。即：
n（NO[，3][-]）=2×n（Fe[2+]）=2×（100-94.4/56）=0.2（mol），答案选B。
四、数学意识
国家教委考试中心化学科命题委员会曾对思维能力的测试要求作了较为详细的说明。其中第5条是：将化学问题抽象成为数学问题，利用数学工具，通过计算（结合化学知识）解决化学问题的能力。数学思维方法在解决化学问题中应用极为广泛，如函数思想，数形结合思想，极限分析法，中间数值法，差量分析法等。近几年高考题中也充分体现了这一点。我们在习题教学中应充分培养学生的数学意识，以便开阔解题思路，增强解题活力，探索解题捷径。
〔例4〕 (MCE97)1996年诺贝尔化学奖授予对发现C[，60]有重大贡献的三位科学家。C[，60]分子是形如球状的多面体（如图），该结构的建立基于以下考虑：
①C[，60]分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；
②C[，60]分子只含有五边形和六边形；
③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：
顶点数+面数-棱边数=2
综上所述，可推知C[，60]分子有12个五边形和20个六边形，C[，60]分子所含的双键数为30。
请回答下列问题：(1)、(2)、(3)略，(4)C[，70]分子也已制得，它的分子结构模型可以与C[，60]同样考虑而推知。通过计算确定C[，70]分子中五边形和六边形的数目。
解析：此题是1997年高考的压轴题，而第(4)问又是此题中综合能力要求较高，区分度最大的一个问题。学生如有较好的几何知识基础，并能自觉地将化学问题抽象为数学问题，则不难解决这个问题。
方法一：键数即棱边数，碳原子数即顶点数。设五边形数为x，六边形数为y，结合欧拉定理，则有：
解之，
五边形数x=12
六边形数y=25
方法二：由上图可知，每个碳原子为三个面所共有，故分摊到每个面均为1/3，因此，每个六边形的有效碳原子数有6×1/3=2个，每个五边形的有效碳原子数有5×1/3=5/3个。设同方法一，则有：
结果同方法一。
五、监控意识
解化学题是一种复杂的智力活动，既需要聪明、灵活、果断，又需要细致、谨慎、周密。思维既要活跃敏捷，具有发散能力，又要宏观调控，具有收敛意识。情绪要紧张而热烈，但同时还要能镇定冷静地监控审视自己的所作所为，防止上当受骗，避免疏漏偏差。
〔例5〕 已知NH[，4][+]与HCHO在水溶液中有如下反应：4NH[，4][+]+6HCHO→（CH[，2]）[，6]N[，4]+4H[+]+6H[，2]O，现有失去标签的一瓶铵盐，为了测定其含氮量，称取2g样品溶于水，加入足量HCHO溶液配成100mL溶液，再取出10mL，滴入酚酞后，再逐滴滴入0.1mol/LNaOH溶液，当滴到25mL时溶液出现粉红色，且在半分钟内未褪去。求该盐中氮的质量分数。
解析：根据题给信息，各微粒物质的量关系为：NH[，4][+]～H[+]～OH[-]，根据参加反应的OH[-]量，求NH[，4][+]的物质的量为0.1×25×10[-3]×100/10=0.025(mol)，即2g铵盐中的物质的量为0.025mol。至此，能否求出含氮量呢？有的同学不加思索便得出N%=(0.025×14/2)×100%=17.5%，试退一步去想一想：中学常见的铵盐中有没有含氮量为17.5%的铵盐？回答是否定的。因为即使含氮量最低的NH[,4]HCO[,3]，其含氮量也有17.7%，除非铵盐不纯，而本题提供的是失去标签的铵盐，显然应属于纯净物。一旦产生疑问，就应查找思维上的漏洞。平时，求铵盐的含氮量时，很多同学仅仅把眼光放在NH[，4][+]上，根本不考虑酸根离子是否也含有氮原子。本题提供的反应信息更容易使学生产生思维定势，落入命题者设置的圈套。因此，要求学生具有较强的监控意识。考虑到铵盐有多种，必须先证明它是哪一种铵盐，即需要讨论：若酸根显-1价，铵盐的摩尔质量为：2/0.025=80(g/mol)，酸根的式量=80-18=62，只有NO[,3][-]符合，该铵盐可能是NH[,4]NO[,3]；若酸根显-2价，其摩尔质量为2/0.0125=160(g/mol)，无此铵盐；同理，酸根显-3价也不合。因此，铵盐只可能是NH[,4]NO[,3]，其含氮量为：(2×0.025×14/2)×100%=35%。
六、创新意识
在各种意识中，创造性最为可贵，要想学生在今后的工作中作出创造发明，必须在今天的教学中培养学生的创新意识。我们应该引导、诱发、鼓励学生在强烈的创新意识的驱动下，不断实现自我突破。解题思路能够不拘一格，解题方法敢于标新立异。
〔例6〕 向某0.5mol/L的AlCl[,3]溶液100mL中加入一定量的1mol/L的NaOH溶液，得到3.12g沉淀。问加入的NaOH溶液可能为多少mL？
解析：本题为考查Al(OH)[,3]两性的典型习题，用常规方法通过化学方程式计算是可以得到正确答案的。但如果我们换一种方法，试用电中性法求解，则不失为一种创新。
显然，本题中共生成Al(OH)[,3]沉淀0.04mol，即还有0.01mol的铝原子以离子形式存在于溶液中，设加入的NaOH为xmol，无论NaOH不足还是过量，溶液中肯定存在0.15molCl[-],xmol的Na[+]。
如果NaOH不足，则最后溶液中应还有0.017mol的Al[3+]，由电中性原理可列式：x+0.01×3=0.15×1，解得x=0.12mol，即需氢氧化钠溶液120mL。
如果NaOH过量，则最后溶液中应还有0.01mol的AlO[,2][-]，由电中性原理可列式：x=0.15×1+0.01×1，解得x=0.16mol，即需要氢氧化钠溶液160mL。
显然，用电中性法求解更加简捷、快速。
德国著名的教育家第思多惠认为：“不好的教师传授真理，好的教师是叫学生发现真理”。学生解题能力的提高，归根到底是源于解题意识的增强。我们在习题教学中应重视对学生各项意识的培养。
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