化学解题中的学习障碍分析,本文主要内容关键词为:障碍论文,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。
很多学生感到化学易学,但很难学好,主要难在运用化学知识解决问题上,常常是“一听就懂,一看就会,一做就错”。老师讲课听得懂,书上例题看得会,但当独立解答问题时,就错误百出,甚至束手无策。仔细分析以上现象,可以看出:大部分学生在解题时存在学习障碍。因此,作为教师应当在教学过程中注意帮助学生克服障碍,提高学习效率。现列举学生常常出现的几种学习障碍,与同行们探讨。
一、记忆障碍
在课堂提问和学生的作业中,常出现这样的错误:“醛与酮中的碳氧双键能与氢气发生加成反应,所以羧酸中的碳氧双键也能与氢气发生加成反应”;“苯酚和NaOH反应生成C[,6]H[,5]ONa和H[,2]O,所以苯酚和溴水反应也生成C[,6]H[,5]OBr和HBr”;“Cl[,2]和H[,2]O反应生成HCl和HClO是氧化还原反应,所以IBr和H[,2]O反应生成HBr和HIO也是氧化还原反应”;“乙烯加聚
这种形成相似性混淆的原因并不是物质的化学性质本身相似,而是学生主体认为那种相似性。心理学研究表明,遗忘并不是“空白”,也不是没有答案,而是一种不正确答案,是一种知识代替另一种知识。人在回忆过程中,常常会不加区别地使用他们认为某种程度上相似或同义的概念、词语、思想和知识,回忆的错误,正是由于同义性造成的,即主体认为相似的知识,被不加区别地回忆起来。
二、想象障碍
1.以回忆代替想象
在新的题目面前,有的学生并不是积极展开想象,而是力求用头脑中已有的记忆表象来作为对新问题形象的描述,以回忆代替想象是化学解题中经常出现的一种障碍。
例1 将c(H[+])=1×10[-4]mol/L的酸溶液和c(OH[-])=1×10[-4]mol/L的碱溶液等体积混合后所得溶液显酸性,其原因可能是( )
A.稀的强酸和稀的强碱溶液混合
B.浓的弱酸和稀的强碱溶液混合
C.等浓度的强酸和弱碱溶液混合
D.生成了一种强酸弱碱盐溶液
很多学生凭记忆认为强酸弱碱盐水解呈酸性而误选D。据题意,酸和碱在发生反应前H[+]和OH[-]的物质的量相等,而反应后溶液呈酸性,只能说明在原来溶液中还有一部分尚未电离的酸分子存在,则酸必然是弱酸。至于碱则可能是强碱也可以是弱碱,若是弱碱,则其相对强弱也强于该弱酸。所以正确答案应选B。
要想克服这种障碍,教师应注意在同一情境中创设不同问题,多角度变化,以培养学生具体问题具体分析的良好习惯。
2.以不变代变
化学反应随着反应的进行,在不断地发生变化,把变化的问题当成不变的问题来解决容易出现想象障碍。如浓硫酸与足量铜的反应,计算生成SO[,2]的量,若把反应停留在刚开始反应时的情境,一直把硫酸当成浓硫酸,一般要产生片面性而导致错误。又如浓盐酸与二氧化锰的反应,随着反应的进行,浓盐酸也变成稀盐酸而使反应停止。再如过量的铁与浓硝酸的反应,反应产物也在不断变化,反应刚开始时,铁和浓硝酸反应生成Fe(NO[,3])[,3]和NO[,2];随着反应的进行,浓硝酸变成稀硝酸,生成的气体变成NO;而当HNO[,3]完全反应时,生成的Fe(NO[,3])[,3]和过量的Fe反应,生成Fe(NO[,3])[,2]。
为克服这种把变化的问题凝固成不变问题的想象障碍,应该有意识培养学生进行变化的想象力,让学生不仅想象反应刚开始的情境,而且想象整个反应过程中可能出现的各种情况,用丰富的想象把握整个化学反应的全貌。
三、思维障碍
1.先入为主产生障碍
先入为主是指学生以自我为中心,受平时一些熟悉的知识和解题方法的影响,在分析某些化学题时,往往不加斟酌,凭经验对问题做出迅速反应和判断,而导致解题错误。
例2 在含有0.1molHNO[,3]和0.25molH[,2]SO[,4]混合稀溶液中,加入9.6g铜粉,充分反应后,生成的气体在标准状况下的体积约为()
A.560mL B.2240mL
C.4480mLD.无法计算
有些学生凭所学的知识和经验认为,只有稀HNO[,3]和Cu反应,而稀H[,2]SO[,4]和Cu不反应。
导出选项A的错误结果。
其实,因溶液中H[,2]SO[,4]可电离出H[+],而Cu(NO[,3])[,2]可电离出NO[,3][-],故剩余的Cu(NO[,3])[,2]仍可继续反应。为便于简捷解题,可抓住溶液中化学反应的实质用离子方程式进行推算n[,总](H[+])=0.1mol+0.25mol×2=0.6mol,3Cu+8H[+]+2NO[,3][-]=3Cu[2+]+2NO↑+4H[,2]O,由于0.15molCu和0.1molNO[,3][-]恰好反应,H[+]过量,故有V(NO)=0.1mol×22400mL/mol=2240mL,正确答案为B。
教师应该帮助学生分析反应的本质,掌握物质的性质,使他们从经验和想当然中解脱出来。
2.消极的思维定势
消极的思维定势是指学生把自己头脑中已有的习惯了的思维方式,不适当地生搬硬套到新的情境中,不善于改变认识问题的角度,从而得出错误结论。
例3 有五瓶溶液分别是:①10mL0.60mol/LNaOH溶液②20mL0.50mol/LH[,2]SO[,4]溶液③30mL0.40mol/LHCl溶液④40mL0.30mol/LCH[,3]COOH溶液⑤50mL0.20mol/L蔗糖溶液。以上各瓶溶液所含离子、分子总数的大小顺序是()
A.①>②>③>④>⑤
B.②>①>③>④>⑤
C.②>③>④>①>⑤
D.⑤>④>③>②>①
学生解题时,由于思维定势,认为要比较的一定是溶液中溶质的粒子数目的大小关系。因为平时都是这样要求的,所以就错选C,即使复查也不容易查出来。看清题意,问的是整个溶液中所含有粒子的数目,故不难得出正确答案为D。
3.片面性思维障碍
思维方法的片面性是一种只从事物的局部表现分析问题,不能自觉地把握整体,深入本质的思维缺陷。
例4 在一定的温度下,某密闭容器中反应N[,2]+3H[,2]2NH[,3]已达到化学平衡状态。现往该容器中充入适量的氩气,则
(1)若保持容积不变,则容器中总压强______(填变大、变小、不变),平衡______移动。
(2)若保持压强不变,则平衡______移动。
片面思维障碍的学生解答如下:
(1)保持容积不变,则容器总压强增大,平衡向正反应方向移动。
(2)保持压强不变,则平衡不移动。
产生以上错误原因在于片面理解平衡移动原理,未弄清压强对平衡影响的实质是通过改变气体的浓度,进而改变正、逆反应速率而使平衡发生移动。正确的分析是:当容积不变,充入氩气时,压强增大,但各物质浓度不变,则平衡不移动;而当保持压强不变充入氩气时,容器的容积增大,正、逆反应速率都减少,但v′[,正]<v′[,逆],平衡向逆反应方向移动。该过程相当于减少压强。
教师在教学过程中,对化学平衡移动原理要分析透彻,无论什么因素引起化学平衡移动,都是通过改变正、逆反应速率引起的。通过加强训练、指导,提高学生全面解决问题的能力。
4.隐含条件挖掘障碍
不注意隐含因素就是不能自觉地分析、挖掘、利用给定问题中的隐含条件,只利用一些明显而不充分的条件去解决问题或找不到解决问题思路的心理障碍。
例5 由甲苯和甘油组成的混合物中,若碳元素的质量分数为60%,那么可推断氢元素的质量分数为()
A.5%B.8.7%
C.17.4%D.无法计算
开始接触这道题时,许多学生无从下手。甲苯的分子式为C[,7]H[,8],甘油的分子式为C[,3]H[,8]O[,3],由于甲苯和甘油分子中碳、氢原子间没有相同的原子个数比,就无法从碳元素的质量分数推出氢元素的质量分数。但只要稍加分析即可发现甲苯和甘油的相对分子质量都是92,因此不难挖掘甲苯和甘油中的隐含条件是氢元素的质量分数相同。可见,甲苯和甘油无论以什么比例混合,其氢元素的质量分数相等,都是8/92×100%=8.7%,故选B。
5.多余因素的干扰性障碍
不能排除多余信息的干扰是指不能从给予的化学知识中挑选出与问题有关的条件和因素,并滤去与问题无关的条件或因素。
例6 在Fe(NO[,3])[,2]溶液中,主要存在的平衡是现向该溶液中加入少量稀盐酸,则溶液颜色变化是()
A.绿色变浅B.变黄
C.绿色变深D.几乎不变
由于受提供信息的迷惑,大部分学生错选C。应该看到问题的实质,原溶液存在NO[,3][-],再加入盐酸,在酸性条件下硝酸根离子氧化性就体现出来了,将亚铁离子氧化成铁离子,而使溶液显黄色。正确答案应选B。
化学难学好的一个主要原因是学生在解决问题中存在障碍。教师在课堂教学中应有意识帮助学生克服这些障碍,另外在复习时可以进行专题训练,这样更有利于学生对自己障碍的认识,从而提高分析问题和解决问题的能力。