高中生化学竞赛自学能力培养的有效途径

学科竞赛在一流大学的“保送名额”和“自主招生名额”甚至是“高考直接加分”等方面起到了极大的促进作用。重庆市虽然在较大程度上削弱了“高考竞赛加分”的优惠政策, 但化学竞赛在各重点学校之间的竞争仍然激烈。我校作为重庆传统名校当然也比较重视学科竞赛, 在学科竞赛方面也取得了一定的成绩。尤其是化学竞赛, 在近几年来均有学生参加全国化学竞赛决赛暨冬令营比赛, 数十人获得全国一等奖。笔者结合自己六年多的化学竞赛辅导经历, 谈谈化学竞赛中学生自学能力的培养。

一、竞赛辅导中培养学生自学能力是有必要的

全国中学生化学竞赛要求明确指出:全国高中学生化学竞赛是学生在教师指导下的研究性学习, 是一种课外活动。大纲要求参加化学竞赛的学生要了解和掌握包括具有高中文化程度的常识, 以及高中数学、物理、生物、地理与环境科学等学科的基本内容 (包括与化学相关的我国基本国情、宇宙、地球的基本知识等) 。初赛基本要求对某些化学原理的定量关系、物质结构、立体化学和有机化学作了适当补充, 一般说来, 补充的内容是中学化学内容的自然生长点。时间短, 知识多, 指导老师不可能全部懂得化学竞赛要求的知识内容, 讲授不可能面面俱到。学生没有特别好的自学能力和自学的习惯, 竞赛是不可能出成绩的。所以, 在化学竞赛辅导过程中, 我们应重视对学生的自我阅读能力, 思维能力, 实验能力等的培养。

二、竞赛自学能力培养的范围

(一) 化学阅读能力的培养

长期单纯接受以教师传授知识为主的学习方式, 使得学生习惯性地依赖老师, 这种学习方式无法适应竞赛要求。化学竞赛要求学生的知识面广, 对新科技, 新知识能及时地了解, 对发生的重大科学新闻有所了解。竞赛辅导教师也没有时间和精力去把竞赛要求的知识在上课时全部灌输给学生。自己阅读大学教材和竞赛辅导资料成了学生获取知识信息的主渠道。

1.阅读大学低年级教科书籍。大学教材是很好的阅读对象。教师特别要注意引导学生充分利用教科书, 包括《基础无机化学》《有机化学基础》《分析化学》《结构化学》, 并用好这些书, 既要把一本书读厚, 又要把一本书读薄。“读厚”即培养学生发散思维能力, 学习书本延伸出去的知识, 拓宽知识面, 阅读大学教材时应时刻和中学化学知识联系, 看是否能找到中学知识的“影子”, 没有联系的知识是否能自己创造一个假定的理论进行解释。“读薄”即培养学生有重点的学习, 学会知识系统的归纳整理以及知识的迁移。例如:有学生阅读《无机化学 (高等教育出版社) 》时发现CO2分子中含两个П43, 就会自然而然地想到为什么不是一个П33, 一个П53, 这时, 老师可以引导学生从C、O的原子结构入手, 当C、O形成“δ骨架”有两套6个平行的P轨道, 一共包含8个П电子, 若形成两个П43能量要相对平均一点, 问题也就可以想通了。

2.阅读化学课外读物

在化学竞赛辅导过程中, 还应该培养学生阅读化学课外读物的好习惯。特别是阅读一些知名的化学期刊。例如, 我在化学竞赛辅导过程中, 订阅了大量的化学杂志 (《化学教育》、《化学教学》、《中学化学教学参考》等) , 自己阅读之后, 挑选好的文章引导学生阅读。重点浏览杂志上的新知识介绍、化学与社会、化学实验改进、习题的不同解法、对理论的不同理解等栏目。这样, 可以开阔学生的视野, 让学生掌握到最前沿的化学知识。

(二) 化学思维能力的培养

在化学知识的掌握过程中, 逐步形成了以关于物质组成、结构、性质、变化的概念、定律、原理等来间接、概括地反映化学事物、独具特色的一类思维活动, 即化学思维活动。

1.培养学生思维的全面性。在化学竞赛辅导中要注意引导学生全面的看问题, 善于着眼于事物之间多方面的联系, 从多方面找出问题的本质。例如, 杂环化合物吡咯虽然含有1, 3-双烯共轭结构, 但一般不发生迪尔斯-阿德尔反应, 这是为什么呢?究其本质, 应该是氮原子的未共用电子对参加了共轭体系, 形成了一个П65, 所以, 没有了典型1, 3-双烯共轭结构, 但更强的亲双烯试剂如苯炔、碳烯等也能和吡咯起加成反应。

2.培养学生思维的独立性。思维的独立性是指完成思维活动的内容、途径和方法的独立程度, 它集中表现为善于独立思考, 喜欢打破砂锅问到底, 善于批判并探究寻求答案, 并有自己独到的见解。只有具备独立的见解才能进行批判, 才能对事物作出正确的判断。例如:判断分子是否具有顺磁性, 常规思路是看其轨道结构中是否含有单电子, 那么对于氧气分子。如果从价键理论的角度思考, 两个氧原子的p轨道分别含有两个单电子可以共用形成两价双键, 那么氧气就没有单电子也就没有顺磁性, 但是实际上氧分子是具有顺磁性的, 这是为什么呢?此时, 就要求学生敢于独立思考, 批判金典价键理论的分析方式, 用分子轨道理论来解释:O2的键级为2, 在两个简并的П*2p反键轨道里各含有一个未成对电子, 所以具有顺磁性。

3.培养学生思维的性严谨性。思维的严密性表现在思维的全面、准确, 在问题出现时要考虑到问题发生的可能和因素、问题发生的根源、实质以及其可能产生的后果, 从而较好地解决问题。在化学竞赛辅导教学中, 我经常发现学生思考问题时漏洞百出。究其原因, 既有基础不扎实, 知识面窄造成的, 反映出思维较单一。例如:全国化学竞赛初赛 (省级赛区) 2004年第8题要求画出配合物Co (NH3) 4Br CO3的全部异构体的立体结构。学生就要具有思维的严密性, 既要考虑到CO32-可以用一个氧原子做单齿配体, 又要考虑到CO32-中具有一个П64的共轭П键, 3个O等效, 在张力允许的情况下还可以作为二齿配体形成配合物, 所以, 全部同分异构体应该为

4.培养学生思维的迁移性。思维的迁移性是指思维活动的灵活程度。它表现为通过观察和理解机智的解决问题。化学竞赛辅导中通常要注意解题方法的迁移, 联想, 而不是知识的死记硬背。例如:2008年全国化学竞赛 (省级赛区) 试题第1题要求分析质量相等的2份Pb SO4 (难溶物) 粉末分别加入HNO3 (3mol L﹑1) 和HCl O4 (3 mol L﹑1) 充分混合后, Pb SO4在HNO3能全溶, 而在HCl O4中不能全溶的原因。我经常教给学生“类比求异”的思想, 如果学生能灵活的运用这一点:该题中唯一不同的就是HNO3与HCl O4的不同, 而且认真深入, 就会发现只有两种酸中的阴离子不同即NO3-与Cl O4-的不同, 所以Pb SO4在HNO3中溶解应该考虑NO3-的影响, 必然是其可以与Pb2+结合成配离子。这样, 问题也就迎刃而解了。

(三) 化学实验能力的培养

实验是化学得以发展的重要基石。化学竞赛非常重视化学实验能力的培养和考查。在省赛区竞赛后的省队选拔以及冬令营的考试中, 一般涉及到的实验有分析滴定, 无机制备和分析, 有机合成等实验。这些选拔和考试, 都需要学生具有较高的实验操作水平和实验能力。

1.重视实验的基本操作。在实验培训的过程中, 一定要重视实验基本操作的培训, 一个好的产率高纯度高的实验结果, 一个准确度和精密度高的实验结果都和正确的实验基本操作分不开。在实验的过程中, 教师可以先给学生讲解和示范实验的操作, 讲解时应该讲清楚为什么要这样操作以及不这样操作会造成什么误差和危险。然后, 由学生自己练习。例如, 在无机制备实验中的结晶和重结晶、抽滤、热过滤。有机实验中的蒸馏、分馏、加热回流;调节反应的酸度等等, 每个操作都应该讲解细致清楚。

2.重视实验严谨性。实验过程中还应注意严谨, 既要杜绝实验过程中的造假现象, 又要注意实验中节约, 努力提高实验的产率和纯度, 实验的准确度和精确度。实验中既要注意时间的紧凑, 又不要贪求快速而马虎潦草, 甚至是半途而废。实验开始时应该认真地阅读实验操作要求和实验步骤, 并且自己写出实验的步骤。在实验时先做什么后做什么, 做到心里有数。在实验过程中要如实记载实验数据, 不能编造。

3.重视实验过程中的思考。做实验光靠辅导老师讲解是不够的, 老师讲解不可能面面俱到, 也不可能把考试的实验全部讲解到。在实验操作过程中可能还会遇到偶然现象, 可能有突发事件, 这些都需要思考。做实验不是单纯的做, 而是要边做边想, 每做一步就应该想我该怎么做才会更好, 这一步能不能做。例如, 我们曾在国庆小长假时培训学生练习过合成草酸合铁 (Ⅲ) 酸钾的制备。在合成的最后, 有一步减压过滤的操作。当时有学生看到抽滤瓶中有很多的白色晶体, 想到可能是产品穿透滤纸了。于是, 重新过滤, 将白色固体合并到原来过滤得到的产品中。结果产率大大超过了100%, 而且明显看到两种晶型。原因是抽滤瓶中是草酸的晶体。这是只要学生稍微想想就知道, 草酸的溶解度也很小, 随着温度的降低, 草酸晶体就要析出。或者先将下面的晶体过滤出来后, 不急于去合并在一起, 先比比颜色、晶型, 也不会造成实验的失败。可见, 在实验过程中, 多动脑筋, 多想想自己的操作是否合理的重要性。实验并不只是考查实验的基本操作, 还考查了多方面的化学知识。

三、结束语

提高自学能力是通往成功的途径之一。纵观古今中外, 通过自学取得卓越成就的科学家比比皆是, 如伟大的自然科学家富兰克林、英国物理学家、化学家迈克尔.法拉第、中国的搪瓷专家苟文彬等。他们掌握的很多知识都是通过自学完成的。由此可见, 培养自学能力非常重要, 也是十分必要的。若把化学竞赛比作向往浩瀚的蓝天, 那么自学能力将是学生最有力的“翅膀”!教师在对学生进行化学竞赛的辅导过程中, 应该高度重视和加强学生自学能力的培养, 其培养范围包括自我阅读能力、化学思维能力、化学实验能力。

实践证明, 教师在化学竞赛辅导中, 高度重视学生自学能力的培养, 施以正确的培养方法, 让学生具备了特别好的自学能力和自学习惯, 学生参加竞赛才有可能出好成绩。

摘要：化学竞赛辅导应该重视学生自学能力的培养。本文主要探讨化学竞赛辅导对阅读能力的培养、思维能力的培养、实验能力的培养。

关键词：化学竞赛辅导,自学能力,思维能力

参考文献

全国高中学生化学竞赛基本要求, 2005年6月。