高中化学教学中的定量思维_高中化学教学思路

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高中化学教学中的定量思维

王飞

（濉溪县临涣 235143）

摘要： 定量思维在新课程标准中有一定的要求，合理的培养学生的定量思维能提高学生的科学素养、促进学生化学成绩的提高。

关键词：新课程 定量思维 定性思维

学生从九年级到高一后，发现以前不是很难的化学变得越来越难学，老师也会发现，一个学生他的数学、物理成绩都很好，可是思维性要求明显不高的化学学不会了，这是什么原因呢？深入调查会发现，部分学生认为在学习化学时只需要简单记忆即可，不需要定量运算，事实上并非如此。定量思维是学好任何一门自然学科的必要条件之一。

一、定量思维的意义

在化学学科的发展中，定量思维发展与工业生产有关。随着生产的迅速发展，人类制造能力的提高使化学家有了比较精密的实验仪器，化学研究的手段发生了质的转变，即从对物质的简单、纯经验式的研究进入到较精密的定量研究，将问题与现象用数量来表示进而去分析和实验，从而使一些发现、发明具有可重复性。正是因为有了精密的仪器，拉瓦锡才有可能发现质量守恒，使得化学摆脱了纯经验的发展进入到精密的科学的发展。在分析化学中，定量分析是对物质各组分含量的测定，即定量方法就是对事物做出量的规定性，对事物进行量的分析的方法。一门学科是否称之为科学，要看是否存在定量分析。因为只凭经验或猜测的方法，其结论无数据分析就会缺乏精确性，无科学性而言。而科学的定量思维方法主要是运用数学方法，对客观事实进行数的描述，得出数学模型，按数字描述的条件可以在不同的地方再现。

因而在课堂教学培养学生的定量思维，不仅是学科发展的必然，还能很好的培养学生科学素养。

二、教材编写中的定量思维

那么，在高中学习阶段对定量分析有没有要求呢？有人认为现在高考对计算题的要求比较低，就认为高中教学不需要定量思维的培养，还有人认为化学脱胎于实验事实，不像物理逻辑性很强，在高中阶段不必要使用定量分析。果真如此吗？首先，在《高中化学新课程标准》第一部分前言中提到：高中化学课程是科学教育的重要组成部分，它对提高学生的科学素养、促进学生全面发展有着不 1 可替代的作用。另外在第三部分的内容标准中对物质的量的教学要求： 认识摩尔是物质的量的基本单位，能用于进行简单的化学计算，体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。同时，在2012年普通高等学校招生全国统一考试，安徽卷考试说明·理科综合（化学部分）提出，了解定量研究的方法是化学发展为一门科学的重要标志。另外一些高考题采用定量分析的方法可以很好的解释，比如2008年高考理科综合全国卷29题第一问：化合物C的分子式是C7H8O，C遇到FeCl3溶液显紫色，C与溴水反应生成的一溴代物只有两种，则C的结构简式为。产生了很大的争议，因为，在平时的教学中，我们都特别强调酚羟基的卤代只考虑邻位和对位。

比如1998年高考化学全国卷25题：白藜芦醇 广泛存在于食物（例如桑椹．花生．尤其是葡萄）中，它可能具有致癌性。能够跟1摩尔该化合物起反应的Br2或H2的最大用量分别是 A．1摩尔 1摩尔

B．3.5摩尔 7摩尔 D．6摩尔 7摩尔 C．3.5摩尔 6摩尔

这两题产生很大大的争议，原因是分析的方法不一样。从定量的角度去研究，酚羟基的定位效应使得后进入的基团在间位上是微量的，完全可以忽略不计；可是从定性的角度看，只要苯环上存在氢就可以被卤素原子取代，不需要考虑数量，写可能的结构简式时不应该忽略间位，但在数字计算时量很小可忽略不计。

其次，教材在编写的过程中，相比与旧教材更加注重定量思维的应用。比如在选修教材中，在化学反应限度的学习中，把化学平衡移动的影响因素的讨论用浓度商和化学平衡常数进行总结。这样摆脱了以往教材中使用勒夏特列原理讨论化学平衡移动的不确定性。教材对定量实验也比旧教材有了高的要求，以前高中化学定量实验主要是物质的量溶液的配制和中和滴定等实验，新课标中的实验化学模块的内容标准在基础实验中要求学生“能根据误差分析的原理对实验数据进行分析，认识定量分析在化学研究中的重要性。能够独立或与同学合作完成实验，记录实验现象和数据，完成实验报告，并能主动进行交流。初步认识实验方案设计、实验条件控制、数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用。”在探究实验中要求学生“能通过化学实验收集有关数据，并科学地加以处理。”定量实验的增加有利于培养严谨的科学态度和分析问题解决问题的能力。

这样可看出，定量思维的培养并不是单纯的掌握化学计算，它是对学生一种 2 能力的培养。

三、如何培养学生的定量思维

1、教学要从感性出发

定量思维的培养不得不提定性思维，定性思维是根据物质的性质来认识物质的思维方法，与数量无关或者是模糊处理数量关系，比如在学习硝酸的性质时提出浓硝酸生成二氧化氮，稀硝酸生成一氧化氮，教材中就没有明确指明浓稀的分界线。但是这并不表明在处理化学问题的过程中不需要定量分析，而是因为学生的认知程度没有达到一定的要求，实际上，学生在学习中会对硝酸的浓度提出疑问。可见，在人的思维中，了解了外在关系后会提出量的要求。也就是说定性思维和定量思维是统一，定性思维是定量思维的前提，定量思维要在定性思维的指导下进行。如果定性思维错误，定量思维也必然失去表述的目标。定量分析中所得的数据不准确或者没有定量分析，定性分析的结果就是模糊的、不精确的。学生如果根据这种模糊的、不精确的认识去分析解决问题，对知识的学习就会产生困惑。

人们在对事物的认识过程中，往往先认识是事物的外在性质。在分析化学中，定性分析的任务是鉴定物质中所含的组分，在无机化学中这些组分通常表示为元素或离子，在有机分析中，所鉴定的通常是元素、官能团或化合物①。定性思维的意义在于科学知识的学习都是从感性、外在的性质开始的，是定量思维的必要条件，只有确定了事物的质，对事物量的研究才有意义，才能认识理解量的意义。也就是说，我们的教学要遵循科学的认识观，先让学生接受感性的知识，通过有趣的课堂引入让学生对一节课的知识轮廓有一个初步的认识，再通过实验让学生建立起基本的概念，最后通过定量分析，在学生的大脑中建立理性的思维观。使知识的学习从感性开始，结束于理性。这样做使知识易于掌握，符合认知规律。例如，中和滴定的学习，学生先从认识仪器开始，了解到可以通过实验的方法用已知浓度的溶液测量另一溶液的浓度，此时提出探究问题，自然过渡到定量分析。如果只是满足于对知识的一个感性认识或者只是罗列一些总结让学生去记忆，不去对学生的思维方法去培养，则课堂学习是肤浅的、无意义的学习。造成的后果是学生养成了用感性方法去处理理性的知识，对化学的学习也就没有什么兴趣可言。

2、定量思维法培养的深度鉴于化学知识的多样性和复杂性，定量思维的深化应达到什么程度，要根据具体的教学任务和学生的认知规律来决定。

一般来说，九年级的学生对化学的学习只是通过质量守恒对定量分析初步接触，还不能独立的运用定量思维的方法去分析问题。在高一年级的学习中通过物质的量运算来获得对定量思维的培养，从著名教育家维果斯基最近发展区的理论看，若再加深对学生定量思维的培养，则是下一发展阶段的任务，在教学上是高二年级的任务。比如对化学反应限度的学习中，高一的要求是：通过实验认识化学反应的速率和化学反应的限度，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。只是强调通过感性的认识了解知识，如果在教学中把定量计算引进，要求学生掌握一些常见计算，则高于学生的接受能力。在学生的初级学习中，由于受学生知识基础和思维发展，还不具备用数学关系和数学模型来描述思维过程的条件，分析解决问题处于定性描述阶段。所以，在九年级的学生学习化学期间存在着重视定性思维，轻视定量思维的情况，这在当时是合理的。但是这种单一的思维形式到了高中阶段仍然还采用，则不适合知识的发展，同样在高一的学习中不切实际的拔高对定量思维培养，也不会达到好的教学效果，反而会适得其反，降低学生的学习兴趣。

实践证明，教学过程中只强调感性知识的掌握，不把它上升到理性的对知识的把握，就不可能提高学生的科学素养、促进学生全面发展。

参考文献：①华中师范大学等编.分析化学.-北京：高等教育出版社，1986.10-2版.第7页