淺議模型認知定勢化的成因與破解之道

孫佳英

摘要：分析了模型構建過程中存在的定勢化傾向，從典型高考答題中尋找模型定勢化的成因，通過課堂教學中定量思維滲透、探究實驗應用、經典原理全面理解等方面探討突破模型定勢化的做法。

關鍵詞：模型;定勢化;成因;破解

“模型構建與應用”在實際化學教學中對樹立教師個人教學風格，提升學生學習化學效率，幫助學生提升解題能力等方面具有重要作用，因此應用廣泛?！澳Ｐ驼J知”要求“通過分析、推理等方法認識研究對象的本質特征、構成要素及其相互關系，建立模型。能運用模型解釋化學現象，揭示現象的本質和規律” 。在實踐中對于“模型認知”的認識常出現偏頗，筆者從典型高考題答題情況切入，分析“模型認知”定勢化的成因，尋求破解之道。

1 模型認知定勢化的主要成因

1.1 定量思維缺失造成模型定勢化

【浙江高考題節選】……確定該粉末僅Na、Fe、N、O四種元素?！腆w粉末部分溶解……可溶物為化合物甲;不溶物為紅棕色固體，可溶于鹽酸。

取13.0g化合物甲，加熱使其完全分解，生成氮氣和單質乙，生成的氮氣折合成標準狀況下的體積為6.72L。單質乙在高溫隔絕空氣的條件下與不溶物紅棕色粉末反應生成化合物丙和另和一種單質?；衔锉c空氣接觸可轉化為可溶性鹽。

（1）甲的化學式為 ;

（2）設計實驗，探究化合物丙與空氣接觸后生成可溶性鹽的成分（不考慮結晶水合物）。

主要問題：第一問時出現Na3N（氮化鈉）較多，顯然是學生死記化合價，忽視實際數據造成的結果。第二問不少學生想分別對這兩種進行鑒別，典型的回答如“取一定量的樣品加熱，若產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，則說明含有NaHCO3;另取一定量的樣品于試管中加水溶解，滴加少量CaCl2溶液，產生白色沉淀，則說明含有Na2CO3”。這樣的回答，顯然是學生在解題時首選通過化學實驗的定性現象來作為思維模型的首選。

1.2 脫離真實情境造成思維定勢化

【浙江高考】通過實驗得出的結論正確的是

A.將某固體試樣完全溶于鹽酸，再滴加BaCl2溶液，出現白色沉淀，則該固體試樣中存在SO42-

B.將某固體試樣完全溶于鹽酸，再滴加KSCN溶液，沒有出現血紅色，則該固體試樣中不存在Fe3+

C.在某固體試樣加水后的溶液中，滴加NaOH溶液，沒有產生使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體，該固體試樣中仍可能存在NH4+

D.在某固體試樣加水后的上層清液中，滴加鹽酸出現白色沉淀，再加NaOH溶液沉淀溶解，則該固體試樣中存在SiO32-

主要問題：該題主要是考察常見離子的檢驗，學生對于B、C兩項難以決斷?！癗H4+遇NaOH溶液加熱后能產生使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體”、“含Fe3+的溶液滴加KSCN溶液產生血紅色溶液”，這兩個結論已經在學生頭腦中根深蒂固，以至于學生對于題干中“固體”預先設定為“純凈物”或者溶于水后的溶液中離子是“單一離子”。實際上B項中固體中含有能與Fe3+的反應的還原劑時就可能出現“滴加KSCN溶液，沒有出現血紅色”。C項中若含有能優先與NaOH溶液反應的離子（如H+），則滴加NaOH溶液，就有可能不會產生使濕潤紅色石蕊試紙變藍的現象。

我們都知道物質世界中都是混合物，但是為了領學生入門，通常采用由易到難的教學方法，而將物質“純化”處理，但是忽視了將物質置于現實生活的真實情境中深化學習，導致學生“第一印象”的深刻烙印。

2 模型定勢化的破解

2.1 化學教學從定性深入定量

化學學習中定性和定量是必需的兩種思維方法，缺一不可。定量是化學作為自然科學的屬性，是化學從經驗走向科學的必經之路。在實際教學中，培養學生的定量思維習慣，訓練定量計算能力是教師必備的能力，也是學生走向更高層次的必由之路。

【案例1】碳酸鈉與碳酸氫鈉混合物中除雜與純度測定

問題1：除去固體Na2CO3中含有的少量雜質NaHCO3

學生討論，得出方案：取固體置于試管中，用酒精燈加熱至固體質量不變。

問題2：除去固體NaHCO3中含有的少量雜質Na2CO3

學生討論，得出方案：將固體溶于水，通入過量的CO2，低溫蒸干溶液。

問題3：Na2CO3和NaHCO3混合物，設計實驗方案測定混合物中Na2CO3的純度。

學生討論、完善方案、計算結果。

方案①：取一定質量（m克）的混合物，溶于水，滴加足量的Ba（OH）2溶液，攪拌、振蕩，充分反應后，過濾、洗滌、干燥、稱量，得沉淀m1克。

方案②：取一定質量（m克）的混合物，溶于水，滴加足量的稀硫酸，將所得氣體先后通過濃硫酸、堿石灰，稱得堿石灰的質量增加量（m1克）。

方案③：取一定質量（m克）的混合物，溶于水，加入幾滴酚酞試液，用物質的量濃度為c mol·L-1的標準鹽酸溶液滴定至溶液恰好變為無色，消耗溶液ΔV ml。

方案④：取一定質量（m克）的混合物，溶于水，加入幾滴甲基橙試液，用物質的量濃度為c mol·L-1的標準鹽酸溶液滴定至溶液恰好變為無色，消耗溶液ΔV ml。

在進行實驗時，教師就應將定性與定量作為實驗設計與評價的兩個支柱，設置更高層次定量實驗問題，從而建立“起于定性，落于定量”的教學“模型”，讓學生樹立定量的思維模型方法，樹立定量分析的學科思想。

2.2 經典原理從片面到全面

化學學習中經典原理學生經常不能做到“知其所以然”，通過問題鏈的精心設置，讓學生在實際情境中去應用和反思，理解經典，破除狹隘的思維定勢。

【案例2】“強酸制弱酸”的原理深化

問題1：乙酸溶液可以去除熱水瓶中的水垢（主要是CaCO3），其化學方程式如何書寫？

問題2：該反應能夠發生的原理是什么？

問題3：SO2通入BaCl2溶液是否會產生沉淀？

問題4：如果將通入SO2的BaCl2溶液敞開在空氣中一段時間，你認為會發生什么現象？為什么？

問題5：一種強酸，一種弱酸，酸性強弱自然明了，但若是兩種弱酸，如何比較它們的酸性強弱呢？

問題6：如何理解Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3的原理？

問題7：NaAlO2溶液中通入少量的CO2，寫出化學方程式？若是過量CO2呢？

問題8：已知：H2CO3 Ka1=4.3×10-7，Ka2=5.6×10-11，HClO=3.0×10-8，

寫出次氯酸鈉溶液中通少量CO2的化學方程式嗎？CO2的量多少是否決定產物是碳酸鹽還碳酸氫鹽？

問題9：實驗演示：氫硫酸與硫酸銅溶液混合，產生黑色沉淀。H2S+CuSO4=H2SO4+CuS↓，該反應不符合強酸制弱酸，為什么能發生？對“強酸制弱酸”你有何新的理解？

從生活入手，從簡單入手，激發學生興趣，導入主題，用易錯題教學，讓學生思維碰撞，幫助學生突破思維瓶頸從而體驗化學學習中共性基礎上的個性問題，全面理解“強酸制弱酸”的應用。

培養學生核心素養，追求有效教學，夯實構建模型的過程，構建新舊知識的鏈接，在獲取有效模型的過程中改造、優化、深化原有的認知結構，使原有知識結構更趨科學與完整，更重要的是通過建立模型這一思維過程逐步提高思維品質，不斷尋找更接近客體本質屬性的模型，幫助我們“輕負高質”地學習。

參考文獻：

[1] 羅炳杰.化學教學中的模型認知與模型建構及應用[J].化學教學，2018（01）.

（作者單位：浙江省湖州市練市中學）