书城教材教辅高中生如何有效地提高学习成绩
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第28章 学好高中化学的有效方法和技巧(1)

化学是一门以实验为基础的学科,通过对大量实物和化学实验现象的观察,可以获得丰富的感性知识,有助于理解和记忆已所学的化学知识。

——〔美〕爱德华

化学学习,贵在得法。当代著名的科学家和科学史学者贝尔纳曾经指出:“良好的方法能使我们更好地发挥运用天赋的才能,而拙劣的方法则可能阻碍才能的发挥。”化学研究如此,化学学习也是如此。化学学习方法历来为人们所注意,是化学学习论的重要议题之一。

化学学习方法有其特点和发生、发展过程。本章在概述其形成、特点和分化的基础上,总结、论述各种常用的化学学习方法,并结合高考化学试题的特点讨论化学学习方法的科学选择和优化问题。

一、化学学习的综合方法

化学学习的综合方法是以学习经验为基础,结合学习目标、学习内容和学习者的特点,在某种学习思想指导下,按照一定学习策略和方式,由若干种化学学习基本方法结合而成的。

化学学习综合方法的结构因素中,学习策略处于关键的地位,它体现化学学习的指导思想,决定各种学习方法的主要差别,是化学学习综合方法的精髓所在。

1.机械记忆学习方法

这是一种低水平和低效率的学习方法。它以记忆感知材料为学习的终结,因而无需进行复杂的思维活动。在遇到问题时,通过回忆、再现感知材料来解决;若涉及未曾感知的材料,问题就不能解决,需要进行新的一轮学习。这种学习方法在某些场合,例如学习化学元素符号、某些复杂物质的化学式以及某些孤立的化学事实时仍可以应用。其模式为:

感知阅读

听课

观察等重复感知、机械记忆问题回忆、再现

2.接受—内省—复现学习方法

学习内容除了以言语信息形式直接呈现外,还常常提供样例,让学习者通过思维加工和模仿练习、实验来领会、体验学习内容,形成认知结构而记忆学习内容;在遇到问题时先进行识别,判断该问题属于哪一种已经学习过的问题类型(有时还要先把问题做适当的变换,以便识别),然后按照学习过的问题解决模式进行练习或实验作业活动来解决问题,进一步通过概括来形成、发展学习经验和体验,掌握学习的规律,这种学习方法的模式为:

感知言语

信息、观察

实验和样例

思维加工、

实验、练习领会

体会记忆问题变换

识别

模仿复

现(练习、

实验)概括(经验、

体验、规律)

3.探索—发现学习方法

学习者自主地通过假设、检验等发现性学习活动来解决问题,通过概括问题解决过程来形成正面和反面的学习经验与体验,通过概括问题解决的结果来形成化学知识和技能等。这种策略也可以简称为探索学习策略或者发现学习策略。其模式为:

感知问题收集资料(实验、练习、观察)假设检验概括

正反经验、体验

化学知识、技能或者

感知问题假设收集资料(

实验、练习、观察)检验概括

正反经验、体验

化学知识、技能

4.问题解决学习方法

这种方法跟发现学习方法比较相似,但是解决问题的意识和色彩较强;在解决问题时比较多地依赖已有化学知识经验,例如,常常要根据已有知识经验把问题变换成适当的形式,在作出假设时也比较多地应用已有化学知识经验;再者目的也稍有差别:发现学习方法偏重于形成学习过程的经验与体验,问题解决学习方法偏重于获得化学知识和技能。问题解决学习方法的模式可表示为:

感知问题变换收集资料(阅读、观察、实验、练习等)假设检验

概括

化学知识、技能、

化学学习经验或者

感知问题

变换假设收集资料(阅读、观察、实验、练习等)

检验概括

化学知识、技能

化学学习经验

5.归纳和演绎学习方法

在学习个别样例的基础上,用归纳方式进行推论和验证,然后作进一步的概括,形成新的知识经验。这是归纳的学习方法,其模式为:

感知个别样例归纳推理活动验证概括,形成新的知识经验

演绎学习方法。则是在已经学习作为演绎前提的知识基础上进行演绎推理和验证,进一步概括形成新的知识经验:

学习前提知识演绎推理验证概括,形成新的知识经验

6.分步学习方法

当学习的内容较多或者问题较大、较复杂时,为了便于学习和减少学习困难,先把学习内容或者问题根据其内在联系分解成若干个较小的部分,逐个学习和解决,然后再把各部分综合起来:

学习对象分解逐个学习综合

7.集体学习方法

集体学习方法的特点是学习者在个别学习基础上进行相互之间的横向交流和讨论活动,用集体的感知来丰富个人的感知,用集体的讨论来改进个人的内省,用集体的概括来修正、丰富、强化个人的概括,并且在学习者之间形成多向的交叉反馈。当学习者有相同的学习目标、相近的知识经验基础,能够有效地进行横向交流时,这种方法能够取得较好的效果。

某些学习方法的相互结合还可以形成新的更为高级的学习方法,例如归纳——演绎学习方法、分步发现学习方法等等。

二、化学主要知识点学法导航

1.物质的组成、性质、变化学法导航

(1)联系对比,区别易混淆的相关概念

概念之间,有的“同类”,有的“对立”,我们宜对“同类”概念抓“异”(不同点)的挖掘,对“对立”概念抓“同”(相同点)的开发,以揭示其内涵,把握其外延,提高复习效率。

所谓“同类”概念,即概念之间有某些相同的含义,如“同位素、同素异形体、同分异构体、同量素、同系物、同类物、同一物”;“溶解平衡、化学平衡、水解平衡、电离平衡”;“加热、微热、高温、煅烧、灼烧、自燃”;“酸性的强弱、酸的强弱、酸的浓度、pH”;“蒸馏、分馏、干馏”;“电离、电解、电镀、电泳、通电”;“水化、水解、水合”等等,对这些“同类”概念,可列表比较,分析异同,以便于理解记忆。

所谓“对立”概念,即概念之间有彼此相反而截然对立的概念,如“化合与分解”、“氧化与还原”、“中和与水解”、“溶解与结晶”、“加成与消去”、“电解池与原电池”、“电解质与非电解质”等,将它们联系对比,也是一种行之有效、深化并掌握概念的重要方法。

(2)发散联想,深刻理解各章节相关概念

有些基本概念,它是用化学知识解释问题进行思维加工的细胞,又是解释各种化学现象本质的基础,故有些概念的理解,可联系教材体系进行广泛联想,多方位糅合,以提高复习质量。如物质的组成联想四种晶体类型联想组成晶体的微粒联想分子、原子、离子、自由电子联想电子式联想元素周期表中元素的位置联想2电子或8电子结构,这样可引人入胜,消除乏味感,激发求知欲,诱发内驱力,达到融会贯通的“领悟”境界。

2.化学常用计量学法导航

化学中的常用量,特别是以“物质的量”为中心的相关概念,必须深刻理解和灵活掌握。(1)对相关概念的理解求“准”

有的常用量,比如“相对原子质量”,靠死记硬背是不能把握的,必须分清什么是“原子的相对原子质量”、“原子的近似相对原子质量”、“元素的相对原子质量”、“元素的近似相对原子质量”等,它们相对谁?绝不能含糊;再如有关的浓度:“物质的量浓度”、“质量分数”、“体积分数”等,都是一定条件下溶液浓度的表示方法,它们有区别、有联系,也不能混淆。

(2)对相关概念的运用求“活”

对相关概念的适用条件必须灵活掌握,如“气体摩尔体积”,该概念的使用条件为标准状况下的气体,若为固体(如SO3)或液体(如CS2、HF、己烷等)则不存在该概念;又如质量守恒定律的使用范围是反应物与生成物的原子个数的相等关系,如果物质之间并不是恰好反应,那过量的部分就不存在该概念。

3.氧化还原反应和离子反应学法导航

在现行教材中,有关的化学反应和离子反应方程式,有近200个。这么多的反应原理,我们怎样才能掌握并运用它们呢?

(1)带着问题学

学习化学反应不能靠死记硬背,带着问题学,才能刻骨铭心。比如,浓食盐水氨化至饱和并在适宜温度时通CO2会得到小苏打晶粒,而浓食盐水通CO2至饱和并在相同温度时再氨化却得不到小苏打晶粒,为什么?浓KCl的溶液氨化至饱和在适宜温度时通CO2也得不到KHCO3晶体,又为什么?再如,Mg(HCO3)2溶液与Ca(OH)2溶液反应后的沉淀为什么是Mg(OH)2而非MgCO3,ZnCl2溶液与Na2S溶液反应为什么生成ZnS而非Zn(OH)2等等。若是氧化还原反应,可联想到电子转移的方向和数目;若属非氧化还原反应,可“扫描”四种基本类型,并由此究其反应的原因。

(2)对反应原理要“活学活用”

有的反应的实现,可能有多种途径,即“条条大路通北京”,关键是这些路线你学得活不活,用得活不活。比如,CCO这一条转化线你能想到“几条路”?提供氧元素的物质均是氧化剂吗?①与单质O2作用,O2是氧化剂;②与非金属氧化物作用,在高温下,CO2或H2O(g)也是氧化剂;③与金属氧化物作用,CuO或Fe2O3等是氧化剂,而在反应CaO+3C高温CaC2+CO↑中,CaO却不是氧化剂;④与盐作用,盐(比如高温下固态BaSO4)也是氧化剂:BaSO4+4C高温BaS+4CO↑。

4.原子结构和元素周期表学法导航

(1)熟知基本概念,掌握规律和方法

要求掌握以下几点:①基本概念,如质量数、同位素、相对原子质量等;②结合新发现的元素或同位素进行微粒间数量关系的考查,起点高,落点低;③电性关系;④数目确定,如一定质量(或物质的量、体积)的离(分)子中某一微粒(如质子、中子、电子)数目的确定;⑤半径关系(同周期、同主族、同电子层结构的原子或离子)。这就要求我们明确概念的内涵和外延,明确构成原子、离子和分子的各基本微粒间的数量、电性、质量关系,归纳半径比较规律(如原子半径大小关系),能由表及里递进式地确定离(分)子数—原子数—质子、中子、电子数。

(2)元素周期表是学习和学好化学的工具和指南

利用元素周期律对元素周期表进行迁移应用,就能以熟知的短周期元素为源,推测陌生或未知的元素及其化合物的结构和性质。

(3)把握“位、性、构”关系

熟悉推断元素的常见“题眼”(原子结构特征、状态特征、性质特征等),形成解元素推断题的一般思路。

5.化学键和分子结构学法导航

(1)学习本单元要注重概括和总结

构成每一大块基本理论的内容庞杂,需要记忆的概念、原理很多,容易遗忘。为了巩固记忆,就要梳理概念,找出其内在联系,通过概括,织成概念网,强化记忆。

网中的箭头表示导向或主从关系或曰“知识键”;符号“”表示知识块。这种以“链”“块”构筑的知识体系,就是反映知识点内在联系的关系网。

图6-1

(2)牢牢建立“结构决定性质”的意识

如晶体的结构决定其物理性质:离子晶体、原子晶体、金属晶体熔化时均需破坏化学键,故熔、沸点一般较高,分子晶体熔化时只需削弱分子间作用力,故熔、沸点一般较低。又如NH3的分子结构决定了其易溶于水、易液化、易与H+反应等性质。

(3)融数学(立体几何)、物理知识于一体的综合性结构分析、推断、计算题在高考中屡屡出现,其对策是加强空间想象能力和三维空间思维能力的培养。

6.化学反应速率和化学平衡学法导航

学习本单元需要着重掌握以下问题:

①计算反应速率,②反应速率的图示分析,③平衡状态,④平衡标志,⑤平衡移动,⑥平衡图像分析。其中等效平衡的比较、判断及应用数学方法对化学平衡原理进行理论分析是针对考生思维能力要求较高的试题。

学习本单元应突出以下重点:

①一个原理(勒沙特列原理),一个关键(变化浓度—用于有关化学平衡的计算),一个应用(化学反应速率和勒沙特列理论的应用)。②两种条件。影响反应速率的条件(温度、浓度、压强、催化剂);影响化学平衡的条件(温度、浓度、压强)。③三个概念,三个目的。(化学反应速率研究反应快慢;化学平衡研究反应完成程度;平衡移动研究平衡改变的方向)

学习本单元需要注意分清改变压强后,平衡混合气的颜色变化是由于平衡移动引起的(如2NO2

N2O4),还是由于平衡不移动,但是体积变化导致了浓度变化而引起的(如H2(g)+I2(g)2HI(g))。

要掌握增加反应物的量和浓度,对平衡转化率的影响。

T、V恒定,增大任一反应物的量和浓度,都可使平衡向正反应方向移动,但是反应物的转化率的变化却不尽相同,具体分析为:

①反应物只有一种的反应如aA(气)bB(气)+cC(气),增加A的量和浓度,平衡右移,但是A的转化率变化有三种可能性:

a.若a=b+c,A的转化率不变;

b.若a>b+c,A的转化率增大;

c.若a<b+c,A的转化率降低。

在这里,增大A的量和浓度类同于增大压强的影响。

②反应物在两种或两种以上时,如反应:aA(气)+bB(气)cC(气)+dD(气)。若只增加一种反应物A的量,平衡右移,B的转化率增大,A的转化率减小。

③反应物为两种或两种以上时,如反应aA(气)+bB(气)cC(气)+dD(气),且按比例等倍数地增加A、B两种物质的量,平衡向右移动,而A、B的转化率怎样变化呢?(自答)

7.电离平衡和溶液的pH学法导航

本专题为历年高考热点。题型变化趋势是将pH的定性比较与定量计算相结合。这类试题考查的知识面广,思考容量大,要求平时学习要扎实,掌握双基知识要牢固,解答问题的思路要清晰。

(1)学会举一反三

如电解质和非电解质必须是化合物;电解质不一定导电,导电物质不一定是电解质;非电解质不导电,但不导电的物质不一定是非电解质;电解质必须是化合物本身解离出离子,否则不属于电解质。只有充分挖掘概念的内涵和外延,才能立于不败之地。

(2)水的电离平衡也是化学平衡,影响因素有

①酸、碱;②温度;③易水解的盐;④加活泼金属等。学会运用勒沙特列原理分析。

(3)将pH计算公式化

c(H+)混=c(H+)1V1+c(H+)2V2V1+V2(适用于两强酸混合)

c(OH-)混=c(OH)-)1V1+c(OH-)2V2V1+V2(适用于两强碱混合)

c(OH-)混

c(H+)混=|c(H+)酸V酸-c(OH-)碱V碱|V酸+V碱(适用于酸碱混合一者过量时)

8.盐类水解与微粒浓度比较学法导航

(1)判断水解平衡的移动时不要与弱电解质的电离发生混淆

如在醋酸钠溶液中,再加入少量冰醋酸,正确的结论是:体系中c(CH3COOH)增大,抑制了水解,会使平衡左移。常见的错误是,加入的冰醋酸与水解另一产物NaOH发生反应,降低了NaOH的浓度,故平衡右移,使水解得到促进,这只是抓次要方面,没抓住问题的关键。

(2)判断酸式盐溶液的酸碱性

酸式盐的水溶液显什么性质,这要看该盐的组成微粒的实际表现。如果不考虑阳离子水解的因素,单纯考虑酸式酸根离子,那么酸式酸根离子(以HR-为例),在水溶液中既可以电离又可能水解。

a.强酸的酸式盐只电离,不水解,一定显酸性。如NaHSO4溶液。

b.弱酸酸式盐存在两种趋势:HR-H++R2-(电离显酸性)HR-+H2OH2R+OH-(水解,显碱性)。