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指导学生记忆化学方程式的策略研究

教师：刘兆秀

学校：富顺县北湖实验学校

2017年5月

指导学生记忆化学方程式的策略研究

化学用语是初中化学学习的重点和难点，其中化学方程式是化学用语中的重要组成部分，是后续学习化学的重要工具，正确书写化学方程式占中考分值的13%左右。记忆方程式的前提是能够书写，接下来以书写和记忆相结合的方法来阐述记忆化学方程式的策略。
根据从教以来的经验，挡在正确书写化学方程式前面的“拦路虎”：正确书写元素符号和化学式等。化学用语相当于半个英语，很多学生对英语就犯怵，看见化学用语就不自觉的打退堂鼓；对于许多学生来说化学反应原理一知半解，无法得出正确的生成物，当然生成物的化学式的正确书写更是无从下手；在具体书写时，所有书写步骤中配平化学方程式是书写中最难的一部，很多学生都无从下手，没有熟练的方法；而且在最后常常忘记注明反应的条件和气体沉淀的箭头等，而且根据学生情况针对记忆化学方程式中的困难做了详细的问卷调查。总之化学方程式的书写和记忆对他们来说是一个难以越过的障碍。
针对以上化学方程式书写中的重重障碍，为了提高学生书写和记忆化学方程式的效率，减轻教师和学生的负担；为了提高学生中考的化学成绩，在中考考场上做到化学方程式书写“0”失误，这也是我从教化学以来一直求索答案的问题之一。在2015—2016一年的时间里从我教学的三个班中抽取两个班来尝试我在化学方程式书写和记忆的实践探究。我的一切想法、调查、问卷、实践、改进、总结等各项实践探究都是以小组为单位，追踪九6班的每一个组、每一个学生，常常采用对比的方法来检测一段时间里的成效。在九6班随意抽取一个小组与九4班抽取成绩优良等级的学生来比较。
我的实践探究思路大致分为：一、详细了解学生记不住化学方程式的原因；二、从原因着手研究记忆化学方程式的方法；三、通过实践总结出最行之有效的记忆化学方程式的方法。
根据从教化学教育十于年的经验，深刻的了解到初中化学方程式的书写是学生的一个大难点。针对这一问题我也苦苦思索了很久，利用一届的学生来实验研究，探索出适用的方法让学生轻松迎战这一“关”。为了在书写和记忆化学方程式时能顺利过关，将在各章、各节、各课中点点滴滴渗透化学用语的身影：元素名称—元素符号—物质名称—化学反应文字表达式—化学式—化学反应符号表达式—化学方程式。
（备战篇）
开学第一节课我将前20号元素排列成古诗的结构（元素诗），为了让学生能读熟、背熟，在每一节化学课铃声第一声敲响时，课代表就带领大家重复的读或者背直到我走入教室，这样以来既让学生做好了上化学课的准备又熟练的读背元素诗。
根据以往搜集的资料和经验，记忆化学方程式困难的原因在我做了一系列的问卷调查，我采取了两个方法：其一把常见的元素符号编成口诀，让学生先从口诀中找到符号的兴趣并熟练背好。其二就是化学式的正确书写，这一步骤的完成会为化学方程式书写、记忆奠定坚实的基础。我将化学式的书写分成四个步骤“一摆、二标、三约、四交叉”。这一系列的完成少不了一个非常重要的东西—化合价，书上的化合价归纳没有什么规律，学生记忆也比较困难，就算记忆后也容易遗忘，为此特将常用化合价编成口诀“钾钠银氢正一价；钙镁钡锌正二价；铜一、二，铁二、三；铝三硅四记心间；二四六硫二四碳；氧为负二不用谈；锰有二四和六七；氟氯溴碘是负一；三三五磷二三三四五氮”，根据化合价书写化学式，具体步骤如下
“一摆”根据物质名称找出物质中的元素或者原子团，依照化合价“正前负后”摆好元素位置，如氧化镁：Mg O
+2 -2
“二标”：标出元素的化合价Mg O
+1 -1
“三约”：将化合价约分，约到最简Mg O

+1 -1
“四交叉” Mg ↙↘ O MgO

遗忘是一个很可怕的东西，在会写的基础还要多加锻炼，而且能在熟练书写的基础上能发现很多化学式书写的规律，为了加深学生的印象，我会利用刚上课的5分钟听写或默写，既可以让学生课间放松的精神收回到课堂上来，也加深了元素符号和化学式的记忆。
化学变化中生成物的确定对大多数学生来说都很困难，分解反应和化合反应的生成物没有特定的规律，只有知识和经验的不断积累，对刚刚接触化学的初三学生来说，这是挡在正确书写化学方程式面前的第二只“拦路虎”。为了解决这个问题，只有从最先接触的文字表达式入手，让学生用文字表达式的形式描述一个个不熟悉的化学反应，描述的形式可以多样，如口述、笔试等等。而且也加入了课堂听写，比如实验室制取氧气的三个反应原理，这三个分解反应的生成物容易混淆，可以让他们先读熟在默写、抽测。
（实战篇）
在以上工作都铺垫好了的基础上，进入化学方程式的书写，书写和记忆的相辅相成的。我将化学方程式的书写分成四个步骤：“一写、二配、三条件、四放箭”。
“一写”正确书写反应物和生成物的化学式，书写的依据：以客观事实为基础，遵循质量守恒化学反应前后元素的种类不变，不能随意创造物质；不能改变元素的种类。例如铁燃烧的生成物写成氧化铁或者氧化亚铁等，又如电解水的产物和过氧化氢分解的产物常常傻傻的写混淆。书写化学式时还会犯这样的错误，如化合物中不考虑所有元素化合价代数和为“0”的要求；不考虑“正前负后”的原则等，例如镁条的燃烧生成物写成MgO2，又如氢气燃烧生成过氧化氢等等。而且这些错误在纠错时他们很难发现。所以“一写非常重要”，正确的书写反应物和生成物的化学式是正确书写化学方程式的关键。
把初中常见的反应基本归纳，方便寻找反应物和生成物，总结为以下四种情况：
一：燃烧方程式，初中出现的燃烧氧气必须参与，还有就是可燃物，根据可燃物的元素组成情况，一般含有氢元素的燃烧就会生成水，含有碳元素的燃烧根据氧气的多少分两种情况写生成物，氧气充足生成二氧化碳；氧气不足生成一氧化碳，硫元素的燃烧生成二氧化硫等等，进行归纳总结后，比如酒精、甲烷等简单有机物和无机物的燃烧产物是没有问题的。
二:置换反应，根据置换反应的特点反应前后都要有单质，反应前的单质置换化合物中的某一离子，生成新的化合物和新的单质，而且这一类反应在初中基本出现在金属置换金属或者金属置换酸中的氢，再者就是碳和氢气体现还原性等反应方程式才会出现，总之，置换反应方程式的书写非常有规律：“置换反应分两类，金属与酸和盐类， 酸前金属产氢气，金属与盐多注意， 前换后，盐可溶， 钾钙和钠需剔去”。
三：复分解反应，书写原则阳离子位置不变，交换阳离子，但是这个也有一定难度，首先要判断能否反应，根据复分解反应的条件：生成物必须要有水或者沉淀或者气体生成；反应物必须溶于水或者溶于酸。为此编了一个口诀：“左看：有酸酸中溶，无算两相溶；右看：沉淀、气体或水”。生成物中是否产生沉淀、沉淀给不给沉淀箭头也是一个难点，因为化学知识在化学用语上是零散的，没有什么规律可循，改记忆的还是必须记忆，但是“死记硬背”效果往往不好，判断沉淀物我们也编好了口诀“钾钠硝铵均易溶，氯化物除银亚汞，硫酸盐除钡和铅，强减只溶钾钠钡”。
四：酸性氧化物和碱反应，这类反应需要搞懂反应的实质，才能把生成物熟练的写出来，以二氧化碳和氢氧化钙溶液反应为例，这类反应实质上是酸性氧化物与溶液中的水反应生成对应的酸，酸再与碱反应，再将两个反应方程式叠加得到总反应方程式：① CO2+H2O=H2CO3 ②H2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2H2O 将①②叠加得出CO2+Ca(OH)2= CaCO3↓+H2O，所以这类反应必须讲清楚原因，方便书写产物，也为反应类型的判断做好铺垫工作。
综上的总结再加上平时对常见化学变化的文字表达式的默写和抽测起了非常大的作用，至少学生在这一环节对变化前后的确切物质是什么很熟练的知道，只需把物质的名称转换成化学式即可。
“二配”，配平化学方程式，配平的依据是质量守恒：化学反应前后同种原子个数不变。这一过程是书写和记忆化学方程式最重要、最难的一步，有的学生在化学方程式的配平过程中存在着“猜测性”和“盲目性”,为了提高学生对化学方程式的配平能力,下面结合自己多年的教学经验总结出以下四种常见的配平方法.
一、观察法:观察反应物及生成物的化学式，找出比较复杂的一种，推求其它化学式的系数。如：   
Fe2(SO4)3+NaOH—Fe(OH)3+Na2SO4   
Fe2(SO4)3 所含原子数最多、最复杂，其中三个SO4 进入Na2SO4，每个Na2SO4含有一个SO4，所以Na2SO4 系数为3；2 个铁原子Fe 需进入2 个Fe(OH)3，所以Fe(OH)3 系数为2，这样就得到：   
Fe2(SO4)3+NaOH—2Fe(OH)3+3Na2SO4   
接下去确定NaOH 的系数，2Fe(OH)3 中有6 个OH，3Na2SO4 中有6 个Na，所以在NaOH 前填上系数6，得到：   
Fe2(SO4)3+6NaOH—2Fe(OH)3+3Na2SO4   
最后把“—”改成“=”。
二、最小公倍数法 这是一种最简单的方法,配平的着眼点,在于找出左右两边各出现1次且原子数变化较大的元素.配平步骤是: ①找出最大的奇数原子个数,与相应的物质中对应原子的偶数个数的关系; ②求出最小公倍数; ③求出相关物质的化学式系数; ④将相应的物质化学式前面配上相应的系数
如：
KClO3—KCl+O2   
式中K、Cl、O 各出现一次，只有氧原子数两边不等，左边3 个，右边2 个，所以应从氧原子入手来开始配平。由于3 和2 的最小公倍数是6，6 与KClO3中氧原子个数3 之比为2，所以KClO3 系数应为2。又由于6 跟O2 的氧原子个数2 之比为3，所以O2 系数应为3。配平后的化学方程式为：   
2KClO3 ＝2KCl+3O2
三、奇偶配平法，如H2+O2-H2O首先找出左、右两边出现次数较多，并且一边为单数，另一边为双数的原子—氧原子。由于氧分子是双原子分子O2，生成物里氧原子总数必然是双数，所以H2O 的系数应该是2（系数应该是最简正整数比）
2H2+O2=2H2O
四、去分母配平法，如C2H2+O2-CO2+H2O这种方程式的配平，往往将C2H2的系数先看为“1”，把碳原子和氢原子配平，氧原子留着最后配，因为反应前的氧原子在氧气单质里面，单质的处理要简单一些，所以C2H2+O2-2CO2+H2O，接下来配氧原子，生成物中一共有五个氧原子，所以氧气分子前面就应该配5/2，C2H2+5/2O2-2CO2+H2O，化学方程式的化学计量数只能是整数，接下来就必须化分数为整数—去分母，每一项乘以二：2C2H2+5O2=4CO2+2H2O
“三条件”：化学方程式不是所有的反应都是在常温条件下进行，很多反应都需要有一定的条件才会发生，或者很多反应需要加快或者减慢速度还需要使用催化剂或者一定压强等才能进行。所以化学方程式的书写步骤中条件也非常重要。首先条件的书写位置，如果只有单一的条件时，将条件书写在等号的上方；如果条件多样时，一般催化剂写在等号上面，其它条件如加热、高温、高压就写在等号的下面。如实验室用氯酸钾制氧气，就需要催化剂和加热同时进行，那么就应该把催化剂写在等号的上方，把加热写在等号的下面。其次就是确定反应的条件是什么？这个就要根据题意或平时知识的积累，如：所有燃烧的条件都是“点燃”，金属与酸、金属与盐、酸碱盐等之间的反应都是常温就能进行；C、H2、CO等体现还原性时，由于碳的还原能力不强应该用“高温”作为条件，而H2和CO的还原能力较强，反应条件“加热”即可，但是在高炉炼铁中，由于要生产效益，就只有升高问题加快反应的速度，所以在一氧化碳炼铁时的条件是“高温”，其余体现还原性时都是“加热”作为条件。（注意：加热符号△）
“四放箭”：需要瞄准后才能放箭，不能随意放箭。箭头有两种气体箭头“↑”和沉淀箭头“↓”。首先是位置，这个刚开始学习时，很多学生都会犯的错误，在反应物中的备注箭头。无论气体箭头还是沉淀箭头都是在生成物中才有，而且精确的备注在该种物质化学的后面。其次就是“箭”该在什么时候放？如果反应前没有气体，反应后又生成了气体，在该气体的化学式后面注明“↑”；如果反应在溶液中进行，反应物中没有沉淀而在生成物中出现了沉淀，在该沉淀的化学后面注明“↓”。再次复习一下沉淀口诀“钾钠硝铵均易溶，氯化物除银亚汞，硫酸盐除钡和铅，强减只溶钾钠钡”。
（反思篇）
经过以上重重通关，大多数学生对化学方程式的书写能顺利过关，但是随着知识越来越多，化学变化也认识增多的情况下，就容易将相似的方程式混淆或者将不是很有规律的方程式遗忘，根据这些后期出现的问题，结合历年来的经验，在我的探究中加入了一下环节：
1. 理解记忆，根据书写步骤，环环相扣，每写好一个化学方程式都用口诀来检验一边“一写、二配、三条件、四放箭”
2. 对比记忆：在教材中有一些化学方程式之间具有对比性，而且容易混淆，如：2H2O=2H2↑ ＋O2 ↑ 和2H2O2=（MnO2）2H2O+O2↑放在一起对比记忆会达到事半功倍的效果,而且也就不会混淆不清。
3. 关联记忆：把一些相互关联的反应放在一起串联记忆，建立起知识间的联系，如：“碳三角”、即碳在氧气充分时燃烧生成二氧化碳，在氧气不充分时燃烧生成一氧化碳，一氧化碳能继续燃烧生成二氧化碳，二氧化碳通过炽热的炭又生成一氧化碳。在化学中这些有关联的反应很多，一定要细心归纳。  
4、根据人的记忆遗忘律，如果不温习最后能记住的少之又少。 “记忆之母”是重复和复习。有一种错觉，似乎复习是考试前的工作。其实，对于需要长时间保留在记忆中的信息，应该经常复习。通过反复温习，记忆的信息会越来越强。根据“艾宾浩斯遗忘曲线”的规律，人的记忆是有时限的，要想达到长久记忆，必须经常温习巩固，一段时间内就要进行默写练习，使学生达到长久记忆。长久记忆的另一个效果是熟能生巧，学生牢固地掌握了化学方程式的书写就能从中悟出许多书写化学方程式的规律，就能独立解决一些书写化学方程式的拓展习题，达到灵活运用。所以我会在每节课上课的前几分钟听写重要的、易错的、易混淆不清的化学方程式，让学生重复记忆，达到熟能生巧的地步。
总之，解决好化学方程式的书写和记忆，是突破初中学生化学用语心理障碍的关键，也是将化学知识串联起来形成整体知识脉络的纽带。以上只是我们在教学中总结出来的一些浅显认识，在此方面还有许多尚待解决的问题，有待进一步探索加以完善。