学习化学的方法是“四大要素学习法”。所谓“四大要素”是指化学概念、化学基本理论、化学实验和化学计算。“四大要素学习法”的重点是理解、记忆,思考、观察与分析。——侯德榜
化学是一门研究物质化学运动规律的科学,它是自然科学的基础学科之一。近代自然科学的发生和发展,主要的基础之一也是化学。遗传工程、分子生物学、环境科学等,都是以化学为基础或是从化学科学中衍生出来的。
作为一门重要的基础学科,今后它还要不断地向纵深发展。在未来的社会发展中,化学所占的地位将日益重要。
化学是一门实验科学,许多知识内容都是建立在实验的基础上,通过分析归纳而得出的结论。化学实验不仅可以使同学们获得动作技能的训练,提高实际动手能力,而且有助于认识化学原理,形成正确概念,提高学习兴趣,巩固和强化书本知识。因此,学习化学一定要重视实验。
②重视对化学基本概念和基础理论的学习,掌握化学基础理论对化学学习的“统率”作用。整个中学化学教学内容,都是以物质结构及元素周期律理论为主线而编排的。有的学生把化学当作“第二外国语”来学,实际上就是没有掌握化学基础理论对有关元素知识学习的指导作用,一味死记硬背,生搬硬套。这样显然是学不好化学的。
一、学好化学的基本要求
学习化学要从两方面入手,一是学会读教科书,二是学会总结。
1.学会读教科书
学会读书,主要是掌握好课前、课堂和课后三种不同水平层次的读书方法,根据阅读的目的和任务不同,读书的要求也有所不同。
(1)课前阅读课前阅读是对新课的预习,它是一种比较粗浅的阅读。这种阅读一是要找出与新课有关的已学知识,通过复习做好知识准备;二是对新课内容有个大致了解,发现问题,以便带着问题参加课堂学习。例如,在学习初中化学“元素”的教学内容时,课前阅读首先要认识到原子的概念、原子的形成、核电荷的含义以及与质子数的关系是建立元素概念的必备知识;而有关混合物、纯净物和物质构成的知识则是通过元素讨论物质组成的前提。只有熟练地掌握了上述知识,才能学好“元素”这一节的内容。然后要找出课文内容的三个层次:一是元素的概念及其引入;二是运用元素概念讨论物质的组成,建立单质和化合物的概念;三是从单质和化合物的角度,认识元素的存在形式。这样,便可以做到对课文内容心中有数。在课前阅读中,同学们很可能会产生“究竟为什么要建立元素这个概念?”“元素和原子究竟有什么区别和联系?”等问题。如果带着这些问题参加课堂活动,必定会增加学习的针对性。
(2)课堂阅读
有些教学内容教师会在课堂上给同学们提供一定的阅读时间,这时的阅读是在教师提出的问题导引下进行的,具有很强的针对性。有经验的教师提出的阅读思考题,可以使同学们在阅读中形成一条科学的学习思路。因此,同学们在课堂阅读中一方面要系统地钻研教材,提出比课前阅读更为深刻的问题。如初中关于氧化反应的教学中,课本所举例子都是物质与氧气的反应,但为什么下定义时却把“物质与氧发生的反应称为氧化反应”,为什么要去掉氧气中的“气”字呢?有些同学就提出了这一关键性的问题。虽然因学习的阶段性局限,有些问题不能立即获得解答,但问题的发现却为下一步深入学习相应内容作了铺垫。另一方面,要重视课文本身的逻辑结构对促进思维能力发展的积极作用。例如“质量守恒定律”内容在编写时的顺序是:通过实验说明化学反应中反应物总质量与生成物总质量间的关系;提出质量守恒定律;从微观角度揭示质量守恒定律;运用质量守恒定律解决实际问题。这种顺序与我们学习时的思维程序是吻合的。因而在课堂阅读时,要注意探讨课文内容的这种逻辑层次,以提高自己的思维能力。
(3)课后阅读
课后阅读是课后复习中进行的阅读,这是一种巩固性阅读。在这种阅读中,要进一步抓住课文的中心内容,并根据课堂阅读、听讲和讨论的情况,整理好课时笔记或写出课时小结。课时小结的形式可以多种多样:有的是对某些容易混淆的概念进行列表对比,以此加深对有关概念的理解;有的是运用图示汇总所学内容,进一步掌握课文的知识结构;有的是具体方法的总结,如怎样配平化学方程式,书写离子方程式时应注意些什么,等等。
在课后阅读中,应学会科学地使用有关参考资料和工具书,并注意扩大知识面,提高阅读能力。此外,要在充分阅读的基础上进行习题练习,通过练习加深对课文内容的理解,这样才能充分发挥习题练习对阅读学习的积极反馈作用。正如美国学者瑞夫在《对学生的忠告》一书中指出的:“你先试图很好地理解简单的基本概念,然后去做许多习题,包括书中给出的习题和你自己提出的问题。只有这样,你才能鉴别你自己理解的情况。也只有这样,才能懂得如何依靠自己成为一个独立的思考者。”
以上三种阅读是相辅相成的,三种阅读的理解水平逐一提高,其基本过程是从粗读到细读到精读。也就是说,首先要粗读,掌握梗概,对新课内容有一个初步的认识;然后细读,在深入思考的基础上实现对课文的理解;最后精读,通过知识整理,找出规律,使知识系统化。不同的教学内容教师可能会有不同的安排,但无论教师如何安排,对课文的阅读都必须由粗读、细读进而达到精读的水平。只有这样才能真正实现对知识的掌握,才能促进自己自学能力的提高。
2.善于总结,及时总结
化学是研究微观物质(原子分子水平层次)运动的科学,并且侧重于物质的组成结构、性质用途及制法鉴定的研究,因此描述性内容较多,不像数学、物理那样较多地运用定理和公式进行学习。这就使得一部分不会学习的学生觉得化学难学,学完一本书以后仍然理不出个头绪,杂乱无章,不知从何入手是好。产生这种感觉的同学多半是那些没有养成总结习惯的同学,不善于对所学化学知识进行及时的总结,而这种及时总结恰恰是学好化学的关键。
(1)掌握知识结构
前面已经提到,整个中学化学内容,都是以物质结构和元素周期律的理论为主线而编排的。以高中无机化学教学内容为例,教材的编排是以抽象的理论知识建立在一定的元素化合物知识的基础之上,并以理论知识去指导进一步学习元素化合物知识。其知识的框架结构可具体表示如下:
内容前元素知识基础理论后元素知识
结构
卤素(ⅦA)
硫、硫酸(ⅥA)
碱金属(ⅠA)导出巩固深化物质结构
元素周期律
(周期表)指导巩固深化氮、硅(ⅤA、ⅣA)
镁、铝(ⅡA、ⅢA)
铁(Ⅶ:过渡元素)
作用形成自然族概念掌握基础理论指导元素知识学习
方法归纳法演绎法
认识了以上知识结构,就为学习指明了方向。
①学习基础理论之前的元素知识(ⅦA、ⅥA、ⅠA等族),应在学习元素及化合物的性质、制法、用途的基础上,注意比较相关元素及其化合物性质的异同。运用原子结构的初步知识认识元素性质递变的基本规律,形成元素自然族的概念,并进行族间横向对比,为学习物质结构和元素周期律做准备。
②掌握了元素自然族的概念,以及部分元素族的性质递变规律,也就可以顺理成章地推导出元素周期律,并通过物质结构知识的系统学习,进一步加深对周期律知识的理解,同时也为后面的元素知识学习提供了指导。
③学习基础理论之后的元素化合物知识(ⅤA、ⅣA、ⅢA、ⅡA等族),应当运用物质结构和元素周期律的理论,从元素原子的最外层电子排布入手,理解各族元素的原子结构特征及其内在联系,概括出各族元素的通性及性质递变的规律性,巩固和深化对基础理论的理解与掌握,从而深刻理解并掌握元素性质、原子结构、元素在周期表中的位置及三者之间的辩证关系,即“性、构、位”的一体化关系。
在所有元素知识的学习中,又应以物质的性质为核心,总结时注意抓住两条线索:一条是“结构—性质—用途”,另一条是“性质—存在—制法”,其结构关系如图6-1所示。
以上介绍的框架结构是一种大的知识结构,大结构之下还应有小的知识结构。学习化学一定要抓住这些知识结构。尤其是在进行阶段性复习时,一定要按照知识内容本身的逻辑性结构,适时进行知识的系统总结,这样你就再不会觉得化学知识琐碎、杂乱无章和难以学习了。
掌握知识结构同时也为进行总结提供了依据,这样不仅有助于知识的记忆,而且可以由被动的描述式学习变为主动推理式学习。这是学习方法上的一个飞跃,对提高同学们的思维能力是大有益处的。
(2)学会总结方法
掌握了知识结构,也就为知识的系统总结奠定了基础。进行总结时,就是以某一块、某一部分知识本身的逻辑结构为主线,将各分散的知识点串连起来,形成具有清晰内在联系的某种图示,并使知识结构形象化。
除了上述总结方法之外,也可以根据不同的知识内容、不同的复习要求,采用其他一些方法和表现形式进行总结,如列比较表、绘网络图、进行分类、作示意图、编知识提纲等均可。
对于有些彼此独立、本身并无内在联系的知识内容,也可以根据经验,找出某些共性的方面,将其归纳在一块,形成经验性的知识结构。这样可以把一些零碎的知识串联起来,以便于学习记忆。
二、化学基础知识的学习方法
1.基础知识分类记忆法
由于化学记忆内容多,因此必须掌握科学记忆的方法。科学记忆的方法有多种,这里仅针对化学知识记忆的技巧与特点,介绍几种具体的记忆方法。
(1)要点记忆法
将一些重要的概念、理论或技能知识概括成要点,使记忆内容简约化。如将化学平衡的特征概括为四个字:“动、等、定、变”;将离子方程式的书写步骤概括为“写、改、删、查”四点;将过滤操作要领概括为“一贴、二低、三靠”等等。
(2)中心记忆法
以某一概念或一个规律为中心,将其他相关知识归纳整理以便于记忆。如以“氧化—还原”反应为中心,将相关的氧化剂、还原剂、氧化性、还原性、氧化产物、还原产物,以及配平等知识归纳于这个中心进行记忆。
(3)实验记忆法
根据实验现象记忆化学知识不失之为一种好方法。化学实验具有形象直观的特点,它不仅可以通过实验情景的联想记忆元素知识,而且也有助于记忆一些抽象的理论知识。
(4)归纳记忆法
将看似零乱的知识,按一定的规律进行整理,找出各知识点的内在联系,重新组合,形成系统。然后根据知识的系统结构进行记忆。
(5)网络记忆法
首先是对知识进行总结,按照一定的图示结构设计成网络图。如初中化学中单质、氧化物、酸、碱、盐关系图,高中化学中烃及各类衍生物的相互转化关系图,都是一种设计成网络图的总结记忆方法。
(6)列表记忆法
列表记忆通常是对一些相似的识记材料进行对比分析,弄清其差异点和共同点,然后再进行记忆的方法。如对元素和原子、纯净物和混合物等概念进行列表对比,对氧族元素和卤族元素性质列表进行对比。这样会对识记材料理解得更深,记忆得更牢。
(7)编组记忆法
将已学过的元素知识按章节或以某一代表元素的性质为中心,将有关的化学方程式(制备、性质、鉴定)排队、编组,然后进行系统记忆。有时还可将这些编组的化学方程式记在卡片上,利用零碎时间去尝试再现,这样可以在头脑中形成深刻印象。
(8)习题记忆法
将知识、规律、解题技巧编入典型习题,并将各类有代表性习题组成一个序列,集中重点,强化理解和记忆。
(9)歌诀记忆法
歌诀记忆是化学元素知识记忆中采用较多的一种记忆方法,如化合价歌诀,酸、碱、盐溶解性口诀,化学计算规则等等。
(10)规律记忆法
从典型的事例中找出规律,然后举一反三推广到一般进行记忆。如将CO+CuO△Cu+CO2的反应规律推广可得:CO+金属氧化物△金属单质+CO2,这样便可记住这样一个类型的反应。
以上记忆方法是化学记忆中常采用的方法,掌握了这些科学记忆的方法和技巧,学习化学就能收到事半功倍的效果。
2.化学方程式巧记法
在学习化学的时候,我们会学到许许多多的化学反应方程式。如何牢固地、准确地记住这些化学方程式呢?需要掌握一些科学的实用的记忆方法。在这里将一些方法介绍给大家。这些方法可以概括为16个字:联系实验,依据规律,正反循环,举一反三。
(1)联系实验
我们知道,化学是一门实验学科。任何反应方程式,都必须从化学反应的事实中得出来,不能主观臆造。在记这些反应方程式时,就是依据实验记忆的。比如,记制取氧气的化学方程式时,只要想想做过的制氧气的实验,都用了什么药品,反应时是否加热,反应后得到了什么,有没有用催化剂,很快就会写出2KCIO3=MnO2△2KCI+3O2这个方程式。这样联系实验记忆,一方面能快速、准确地写出化学方程式,另一方面也加深了对实验的印象。
(2)依据规律
化学反应虽然多,但都是遵循着一定规律的。只要能掌握这些规律,书写化学方程式就容易了。比如,我们知道了复分解反应的条件,反应物、生成物的要求,便可以按规律写出许多复分解反应方程式来。这样按规律记方程式,不容易出错。
(3)正反循环
所谓“正反循环”,包括两层含义。先说“正反”,我们学的化学方程式,有些是正好相反的过程,记住一个,便可一举两得。比如,记住了电解水的方程式(2H2O通电2H2+O2),自然也记住了氢气与氧气生成水的方程式(2H2+O2点燃2H2O)。再说“循环”,我们知道石灰石(主要成分是碳酸钙)高温锻烧能生成生石灰,那么生石灰能否再回到石灰石呢?我们便想到把生石灰溶于水变成石灰水,石灰水通入适量二氧化碳就得到碳酸钙沉淀物了,于是一系列反应方程式就出来了。这类方程式还很多,可以归纳在一起记忆。利用“正反循环”法记忆方程式,可以更好地掌握各个反应之间的联系,把它们有机地结合在一起。
(4)举一反三
同学们学过的化学方程式,如果归纳一下,会发现许多反应具有相似性,可以归为一类。同学们只要记住其中一个反应,其他的也可写出,如会写氯气与钠的反应方程式,便会写氯气与其他金属的反应方程式。这便是举一反三,触类旁通。如果我们做到这一点,便可大大提高记忆效果。
3.化学方程式配平的方法
(1)观察法
观察确定某一反应物与其生成物的关系,根据这一关系求得反应物和生成物的系数,再进一步确定其他化学式的系数。如:
KMnO4—K2MnO4+MnO2+O2
反应物KMnO4中每一个分子中有4个氧原子,而生成物中氧原子总个数为8个,只需在KMnO4配上系数2,氧原子个数即配平;再观察反应物配上系数2,锰原子个数和钾原子个数均为2,刚好等于反应后锰原子、钾原子的个数,所以得:2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2
(2)最小公倍数法
例如:P+O2P2O5
氧原子个数:左2个,右5个,两边氧原子个数的最小公倍数为2×5=10,因此,左边O2的系数为102=5,右边P2O5的系数为105=2,即:P+5O22P2O5
再看磷原子个数,左边1个,右边4个,在左边P的前边要配上系数4。即为:
4P+5O2点燃2P2O5
(3)奇偶数法
例如:C2H2+O2点燃CO2+H2O
先找出方程式左右两边出现次数较多的元素,且知该元素的原子在两边的总数为一奇一偶,由此判断上例化学反应式中的氧元素的原子具备上述条件,在含奇数原子的化学式前配系数2,即:C2H2+O2CO2+2H2O
再根据此式推出C2H2前系数为2,CO2前系数为4,最后确定O2的系数为5。
即得:2C2H2+5O2点燃4CO2+2H2O
4.化学口诀记忆法
口诀记忆法是一种比较有效的记忆方法。通常是将化学中的有关概念、原理或性质特点,用简洁的语言编成口诀或顺口溜的形式,使之形象化。它的特点是语言简练、流畅顺口、便于记忆,能达到事半功倍的效果。一旦记住,终生难忘。
如:金属活动顺序表,可在原有的基础上,增加若干种元素,编成如下口诀记忆:
钾钙钠镁铝锰锌;
铬铁镉镍铅氢;
锑铋铜汞银铂金。
盐类溶解性表的规律可编成如下口诀记忆:
钾钠铵盐都可溶,
硝盐遇水影无踪;
硫(酸)盐不溶铅和钡,
氯(化)物不溶银、亚汞。
氢气还原氧化铜实验,操作顺序可编成如下口诀记忆:
氢气应早去晚归,酒精灯迟到早退,试管口下倾水滴。
氧化—还原反应的定义、性质、特征可编成如下口诀记忆:
升失氧,降得还;若说剂,两相反。
盐类水解规律可编成如下口诀记忆:
无“弱”不水解,谁“弱”谁水解;愈“弱”愈水解,又“弱”剧水解;谁“强”显谁性,双“弱”由K定。
盐类水解离子方程式的书写可编成如下口诀:
左边水写分子式,中间符号写可逆,右边不写“”和“”。
三、化学实验的操作方法
化学是研究物质化学运动规律的科学。要想知道这一物质能否通过化学反应转变成为另一种物质,要想鉴别一种物质究竟含有哪些成分,要想了解一种物质通过什么方法能被提纯以供实际应用,要把几种不同的物质鉴别开来,要在实验室里制取某一物质,要确认某一化学原理或定律,怎么办?最科学的办法就是动手做实验。正像离开锯、刨等工具无法做木匠活儿一样,离开实验就无法谈化学。因此,实验是研究化学的科学方法,也是学习化学的重要手段。要想学好化学实验知识,必须把握好以下三点:
1.学会观察
人从外界接受的信息,90%以上是通过观察获得的。良好的观察能力,对任何工作都具有重要意义。在自然科学领域内,许多重大的发现和发明都出自科学家的敏锐观察。
(1)明确目的,抓住重点
要想有效地观察实验,首先要明确实验和观察的目的,搞清楚实验的主要对象。不少同学只是满足于好奇和新鲜感,把演示实验当成“变戏法”、“做魔术”和“看热闹”,结果在头脑中接受的只有那些强烈作用的现象,而对于其他一些现象甚至是实验中最本质的东西却观察不到。这样的观察显然是达不到实验的目的的。
(2)全神贯注,一丝不苟
许多化学实验现象稍纵即逝,或者是有多种实验现象,主要的现象反而不明显,这时必须集中注意,非常细致地观察,否则便不可能将观察对象纳入自己的意识范畴,因而产生错觉和“误诊”。另外要注意完整全面地观察,不能以局部代替整体。如有的学生观察钠与水的反应时容易注意溶液显出红色和钠的快速移动,但却忽视了钠熔成了小球和漂浮在水面的现象,这样也就只能片面地认识钠与水的反应原理,而不能推断出钠的某些主要物理性质。
(3)观思结合,以观促思
观察化学实验不只是动眼睛和其他感官,还要动脑筋。许多同学在观察化学实验时往往只看不想,只注意产生什么现象而不注意对现象的分析,更不去思考其中的原因,即所谓的“只看热闹不看门道”,这样自然不可能达到透过实验现象抓本质的目的。正确的观察应当是边观察边思考,把观察和思考有机地结合起来。例如把实验现象与物质性质联系起来观察,把实验装置的原理与现象结合起来分析,将所做实验与其他类似的实验进行对比,对异常的实验现象提出质疑等等。此外,还应该注意,不要把实验结论与可观察的现象混为一谈。如有的同学回答锌与盐酸反应的实验现象是“有氢气放出”,而不能正确地表达为“锌表面有大量气泡产生”。
观察是人们认识世界的第一步,是思维和语言表达的前提,是一种重要的学习方法。要想学好化学实验,首先得学会观察。
2.掌握操作技能
化学实验技能是中学化学教学中要求学生掌握的一项基本技能。根据化学教学大纲规定,它包括以下三类:①使用仪器的技能;②实验操作技能;③实验设计和记录的技能。化学教学中的学生分组实验,是对学生进行动作技能训练的最主要途径,因此,要想掌握实验操作技能,必须认真做好分组实验。
(1)认真做好实验预习报告
分组实验是学生独自进行的操作实践活动,为了有效地进行实验练习并使实验获得成功,每一个同学都必须在实验前做好充分的准备。这种准备主要是知识准备,即在认真预习实验内容的基础上,写出实验预习报告。
预习实验内容时要复习有关的化学知识,明确实验目的与要求,熟悉实验原理、步骤与操作要领。实验预习报告实际上是预习实验课的成果,书写预习报告时自然也就应该包括这些内容。但预习报告毕竟不同于实验总结报告,它主要是为上好分组实验服务的,因此应简明扼要地拟出各个实验的操作步骤与方法。譬如可以以图代话,简缩实验表述内容,如图6-2所示。
实验步骤示意图
学生进入实验室开始操作时,要求对每一项实验操作都做到心中有数,实验操作中尽量不要去翻书,若有的操作步骤没有把握,实验时只需瞥一眼预习报告的图示,便能一目了然。同时预习报告也应列出各个实验需要观察的对象,这样有助于实验中的观察和记录。
我们有些同学没有预习实验课的习惯,做实验时一手拿仪器,一手拿课本,看一下课文做一步实验,边看边做,十分紧张,结果常常出现一些操作错误,应该观察到的现象没有观察到,不应该出现的事故却出现了。只顾了“照方抓药”,但不知其所以然,实验做完以后,竟然不知道一堂课究竟做了些什么事情,这样的实验课自然是没有什么效果可言的。
(2)练好实验操作基本功
对于各项实验的基本操作,老师都会先作示范性操作的。因此,在教师的课堂演示实验中,同学们在观察实验现象的同时,就应该注意观察教师的操作及相应的实验装置,以在自己的心目中形成一定的实验规范。同时要注意课本上的插图和实验室里的挂图,通过分析这些图示,真正搞清楚哪些是正确的操作,哪些是错误的操作。
“百闻不如一见,百见不如一练。”要想使自己的操作规范、正确,关键还在于加强练习。因此,同学们要善于利用一切可以动手操作的机会,包括分组实验、随堂实验(即边讲边实验)、课外小组实验以及由同学们自己安排的家庭小实验,尤其应重视上好分组实验课。凡两三个同学分为一组时,每项实验、每个同学都应轮流操作,不能一个同学独做,其他同学观看;也不能只看结果而不认真观察实验操作的全过程。课余时间也可以采用多种方法练习实验基本功,如用钢笔代替试管练习试管握法及液体振荡方法,用药瓶和筷子练习倾倒液体的方法等等。可别小看这些不起眼的练习,天长日久,定能产生“熟能生巧”之功效。
实验室是科学实验的场所,是对学生进行实验技能训练的课堂,因此,在实验课堂上要形成一种科学研究的气氛,切忌视实验为好玩,上实验课如同“上茶馆”。实验的全过程都应保持安静,实验中应只听到仪器的碰撞声和洗涤仪器时发出的声音,而不应该有其他的嘈杂声,因为只有在这样一种安静的氛围中,才能促使同学们去深入细致地观察、冷静地分析与思考,才能避免一些实验事故的发生。对于某些需要探讨的问题,可在老师统一安排的课堂讨论时间里进行,或通过举手征得教师的个别指导。实验完成以后,应立即清洗仪器,整理好实验台面,然后安静地看书或书写实验总结报告,不可擅自离开实验课堂。
(3)学会化学实验的设计
实验设计的技能是化学实验中要求学生掌握的一项基本技能。有的同学把实验设计看得很神秘,其实不然,现行课本里就安排了一些实验习题,在完成这些实验习题时,不是要先写实验方案吗?这就是简单的实验设计。
学习实验设计时,首先要列出实验所需的药品、仪器,实验方法与步骤,以及实验装置图和实验注意事项。设计方案要充分注意到“现象明显、操作方便、程序合理、安全可靠”这一基本要求。要做到这一点,就要对课本上有代表性的实验进行详细分析,剖析同类实验的反应原理,装置的构造原理以及对试剂、仪器、基本操作的要求。例如从对碳酸氢铵受热分解、氢气制取、氢气还原氧化铜等实验的分析可得出:凡固体在加热条件下参与的反应,盛固体试剂的试管一定要管口向下倾斜。总结出各种规律以后,就可以根据实验习题的需要设计出自己所需要的实验装置及操作方法,并且可创造条件用实验来验证自己的设计是否正确。
为了设计好实验,还要提高控制实验、排除干扰的能力。所谓控制,实际上就是选择,包括对仪器的选择,对装置的选择,对操作的选择,对排除干扰措施的选择,等等。只有善于控制,能够及时排除干扰,才能提高实验的效率,达到实验的目的。
3.做好分析与总结
做完分组实验以后,同学们应对实验记录的现象、结果或实验数据,进行归纳整理,分析原理,找出规律,这就是进行实验总结。而书写实验报告则是最好的总结方式。
实验报告最好由学生自己设计。现在各省、市教研室往往将实验报告设计成固定格式并编印成册与教材配套发行,学生完成实验以后只需照册填空即可,这样做虽然省事,但不利于培养学生对实验进行分析与总结的能力,不利于培养学生独立地设计和书写实验报告的能力,因此是不可取的。其实不同的实验内容,根据需要可以采用不同的书写格式和方法,每一个同学设计的实验报告形式都可能有所不同,应鼓励创新,不要求有统一的格式,只要能简明扼要地报告出实验的结果,有分析、有总结即可。
书写实验报告通常应包括以下内容,即实验课题、实验目的、实验用品、实验步骤、实验现象、实验原理、实验结论、问题讨论等等。实验步骤可用简单的“箭线图”表示,也可采用实验预习报告中的“以图代话”的方法,以简缩表述内容;其基本要求是简单明了,并在相应的步骤中注明实验的现象。实验原理与结论应包括实验涉及的有关化学方程式与实验现象的分析,要求做到准确无误。问题讨论可涉及与实验相关的一切内容,包括本次实验成败的关键与实验的经验教训等等。
要培养科学严谨的求学态度,尊重实验事实。中学的实验大多是验证性实验,每个实验都已有明确的实验结果。但同学们在实验操作时常常会遇到与课本叙述不相符的结果,这时切不可“文过饰非”,照抄课本有关内容,或是改凑有关实验数据,自欺欺人地填写不真实的实验结果;而应该实事求是,如实记录,并认真分析实验异常现象,追根索源,找出问题所在。科学上许多重大的发现,往往都是从异常的实验现象中获得的,同学们应该从小就养成尊重事实的习惯。
四、化学试题解题的思维方法
初中化学解题的一般思维方法有观察与比较、分析与综合、抽象与概括、判断与推理以及具体化等等。
1.观察与比较
观察是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表象,用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究的对象,从而获得知识的一种方法。
比较是人们在大脑中确定事物或现象之间相同点与不同点的思维过程,它可在同一事物或现象之间进行,也可以在不同类但是有某种关系与联系的事物或现象之间进行,它是为了解决诸如事物或现象之间的性质异同、数量多少、形式美丑、质量好坏、概念定位、定义差别、原理区分等问题时常用的方法。
2.抽象与概括
抽象是把同类事物或现象的本质属性抽取出来加以思考的思维过程。抽象在分析、比较的基础上进行,概括是把抽象出来的事物或现象的本质属性联系起来并推广到同类事物或现象中去的思维过程。概括是在抽象、综合的基础上进行的,它使人的认识由感性上升到理性,抽象与概括的结果,形成了概念、原理和理论。具体化则是把抽象、概括出来的概念、原理和理论运用到实际过程中的思维过程。它的作用在于帮助人们检验理论的真实性和可靠性。
3.分析与综合
分析与综合是最基本、最重要的思维方法之一。分析是指在思维中,把对象的整体分解为各个部分、方面、层次、因素,或把复杂的现象或事物分解为简单的要素,然后具体地考察研究它们在对象整体中各具有何种性质、各占何种地位、各起什么作用等等,从而了解这些部分、要素等各自具有的特殊本质,为了解思维对象的整体提供充实的根据。综合是与分析相对的一种思维方法,常常与分析同时起作用。综合是分析的继续,是在思维过程中,把思维对象被分析出来的各个部分、方面、层次、因素或其他要素,重新组合起来,作为一个统一整体加以考察研究的思维方法。
4.判断与推理
判断是对于事物有所肯定或否定的思维形式,它是由概念所组成的。判断作为一种思维形式对事物的评判可以是肯定的,也可以是否定的。判断的思维方法要求我们在学习的时候要注重对定义的推敲,从而深入理解概念或定律的内在涵义。如“催化剂”的定义:“在化学反应里能改变其他物质的化学反应速度,而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质,叫催化剂”。其中,改变、前后、速度、质量、化学性质等关键词都要弄清楚,尤其是“改变”和“前后”两个词要特别注意,“改变”有加快与减慢双重含义,并不仅仅指“加快”。“前后”即“反应前”和“反应后”的缩写,它在定义中的本意是说催化剂的质量和化学性质,在反应前后是不变的,但并没有排除它在反应过程中发生变化。
推理是由一个或几个已知判断推出新判断的思维形式。推理的作用在于从已知的知识获取未知的知识,特别是可能得到仅靠感觉经验不可能获得的知识。推理有两种主要形式,即:归纳推理和演绎推理。归纳推理是指从个别事例或特殊性的前提推出一般性结论的方法。例如:“氢气和氧气反应生成水”、“钠和氯气反应生成氯化钠”、“木炭和氧气反应生成二氧化碳”。这些反应的反应物都不止一种,而生成物只有一种,可将这些反应归纳为化合反应,即“凡两种或两种以上的物质反应后生成一种物质的反应叫化合反应”。从一般性的结论前提推出个别现象,即将理论、原则应用于具体事例,就是演绎推理。例如:由锌、铁、镁等金属与稀硫酸或盐酸反应制氢气的反应归纳得“由一种单质和化合物反应生成另一种单质和化合物的反应叫做置换反应”,由此可知C+H2O=H2+CO和H2+CuOΔCu+H2O等即为置换反应。
由此可见,应用已有概念,进行判断和推理的学习活动,不论是归纳推理还是演绎推理,都是学习新知识的重要方法。
化学是一门以实验为基础的自然学科,通过对演示实验的观察、对比、归纳,一是要建立化学概念,了解物质的物理、化学性质;二是通过对有趣的、变化莫测的演示实验的观察,激发学习化学的兴趣和热情,通过对实验基本操作的练习,以动作思维来理解、掌握化学实验的技能和知识。在此基础上用观察、对比、归纳、操作的思维方式建立的知识点来解决初中化学中涉及到的学习问题和实验问题,这些思维方式在解题中是至关重要的。
例1下列变化属于物理变化的是()
A.冰溶化成水
B.碱式碳酸铜受热
C.二氧化碳使澄清石灰水变浑浊
D.铁矿石炼铁
分析:通过对B、C项演示实验的观察,它们都有新的物质生成,A、D选项根据常识,冰转化为水只是状态的改变,没有新物质产生,铁矿石转化为铁,有新的物质产生,观察、对比、归纳出物理变化、化学变化的显著区别是有无新物质生成。
答案:A.
例2在下列各反应中,属于化合反应的是,属于分解反应的是,属于氧化反应的是,既是化合反应又是氧化反应的是。
A.硫+氧气点燃二氧化硫
B.氯酸钾二氧化锰氯化钾+氧气
C.铜+氧气点燃氧化铜
D.氢气+氯气点燃氯化氢
E.碱式碳酸铜Δ氧化铜+二氧化碳+水
分析:通过对实验的观察,对概念的理解、比较、概括出化合反应是“多生一”,分解反应是“一生多”,强调的是物质的数量关系,氧化反应须有氧参加,包括物质中含有氧或有氧气。具体到该题时,可观察出B、E是“一生多”,A、C、D是“多生一”,但D没有氧参加反应。
答案:ACD、BE、AC、AC.
例38个P2O5分子中含有的氧原子数和多少个SO2分子中含有的氧原子数相等;8个SO2分子的质量与多少个氧分子的质量相等。
分析:原子、分子等微观粒子比较抽象,本题是在抽象思维的基础上,用数字具体化。同时,原子、分子的实际质量非常小,使用时不方便,我们用原子量或式量来表示原子、分子的相对质量,不仅方便,而且从量的角度体现了分子、原子的大小,使抽象的概念具体化。
观察化学式P2O5和SO2可知每个P2O5分子中含有5个氧原子,那么,8P2O5中含8×5=40(个)氧原子,又每个SO2分子中含有2个氧原子,则需402=20(个)SO2分子才与8个P2O5中氧原子数相等。
原子量表示原子的相对质量,分子的式量也可以表示分子的相对质量。由题意知8个SO2分子的相对质量为8×(32+16×2)=512,则x个O2的相对质量也为512,因此有如下关系式,xO2=512,x×16×2=512,x=16(个)
答案:需20个SO2分子与8个P2O5中氧原子数相等,需16个O2分子的质量才与8个SO2分子的质量相等。
运用分析与综合、抽象与概括,判断和推理等基本的思维方法可对有些化学问题一题多解,从而能拓宽解题思路,寻求解题规律、探索解题技巧,提高分析问题和解决问题的能力。
例4某元素R的+3价氧化物中R元素的质量分数为70%,试求R的相对原子质量(即原子量)。
分析一:由R的化合价可写出氧化物的化学式,再由化学式列出R元素的质量分数的表达式即可求解R的原子量。
方法与解一:依题意,可知该氧化物的化学式为R2O3
设R的相对原子质量(原子量)为x
R的原子量×2R2O3的式量×100%=70%
2x2x+16×3×100%=70%
解得:x=56
分析二:由R的化合价确定R的化学式,由化学式R的质量分数70%可确定O元素的质量分数,可先求出氧化物的式量,再根据R的质量分数列式求解得R的原子量。
方法与解二:依题意,可知该氧化物的化学式为R2O3
设R2O3的式量为x,R的原子量为y
O的原子量×3R2O3的式量×100%=1-70%
16×3x×100%=30%
解得:x=160
∵2y+16×3=160
解得:y=56
分析三:由R的化合价知氧化物的化学式,由化学式及两元素的质量分数列出两种元素的个数比的关系式求解得R的原子量。
方法与解三:依题意,可知该氧化物的化学式为R2O3
设R的原子量为x
70x∶3016=2∶3
x=16×70×330×2=56
分析四:由氧化物中R与O的原子个数及两种元素的质量分数列关系式求解得R的原子量。
方法与解四依题意,可知该氧化物的化学式为R2O3
设R的原子量为x
R的原子量×2O的原子量×3=7030
2x16×3=7030
x=16×3×702×30=56
分析五:根据化合物中氧元素化合价绝对值总和等于R元素化合价绝对值总和的原则列式计算。
方法与解五:设R的原子量为x
70x×3=3016×2
x=70×3×1630×2=56
答案:R的原子量为56
初中化学内容有许多基础知识容易混淆,有些概念之间既有区别又有联系,对易混淆的概念可用对比的方法找出它们的不同之处和相互联系。如饱和溶液与不饱和溶液、溶解度与溶液溶质质量分数两对有区别有联系又相互对立的概念的应用,就可用对比区别联系的思维方法,找出饱和溶液与不饱和溶液之间的区别,概念成立的条件以及相互间的联系——相互转化;对比出溶解度与溶液溶质质量分数概念的区别,涵义上的重大差异以及饱和溶液中溶解度与溶液溶质质量分数之间的换算关系。运用对比、区别、联系的方法进行思维训练,可达到准确掌握概念,突破难点,最终灵活运用概念解题的目的。
例5下列说法正确的是()
A.同一溶质的溶液,在一定温度下,饱和溶液比不饱和溶液浓度大
B.物质的溶解度随温度的升高而增大
C.任何物质的饱和溶液升高温度,都可以变为不饱和溶液
D.10℃时,50克水中最多能溶解40克NaNO3,在相同温度下,100克水中最多能溶解80克NaNO3,这说明随着溶剂量增加,溶质的溶解度也增大。
分析:用对比、区别、联系的方法掌握饱和溶液,不饱和溶液及两种溶液的相互转化方式,对这一相互对立又相互联系的两个概念的深刻理解,才会有解题的通畅思维。
选项A,是考查饱和溶液与不饱和溶液和浓稀溶液之间的关系。对于同一种溶质的溶液,在相同温度下,饱和溶液比不饱和溶液浓,A选项是对的;B选项考查对溶解度掌握的情况。一般情况下,物质溶解度随温度升高而升高,也有极少数物质溶解度随温度升高反而减少,如Ca(OH)2,故B选项忽略了特殊物质的溶解度情况;C选项是B选项知识点的延伸,即一般情况下,饱和溶液可以用升温的办法变为不饱和溶液,但Ca(OH)2升温反而会减小其溶解度,故C选项成立的前提是一般情况下,不能说任何物质;D选项再进一步考查学生对溶解度四要素中温度、溶剂的理解。在10℃时,50克水中最多溶解40克NaNO3和100克水中最多溶解80克NaNO3都在说明10℃时,NaNO3溶解度为80克,且当温度一定时,溶解度是一个定值。
答案:A.
在解答涉及物质化学性质的题目时,都应从观察到的实验现象、归纳出的性质规律入手,再采用演绎、推理的方法做出正确的解答。
例6下列反应的化学方程式正确的是()
A.4Fe+O2点燃2Fe2O3
B.2Fe+6HCI2FeCI3+3H2
C.Fe+H2SO4(稀)FeSO4+H2
D.2Fe+3CuSO4Fe(SO4)3+3Cu
分析:铁能与稀酸或铜盐溶液发生化学反应,这是通过观察实验而归纳出的铁的重要化学性质,但铁与稀酸能生成氢气的仅限于与硫酸和盐酸,发生的是置换反应,铁与铜盐溶液的反应也是置换反应,凡在置换反应中生成的铁的化合物中Fe均为+2价,所以选项中B、D是错的;观察铁与氧气的反应后,归纳出铁与氧气反应生成的是四氧化三铁而不是三氧化二铁,所以选项A也是错的;通过这样的多种思维推导出C是对的。
答案:C.
下篇如何从根本上提高初中生的学习成绩
聚合中文网 阅读好时光 www.juhezwn.com
小提示:漏章、缺章、错字过多试试导航栏右上角的源