尝误原理在化学教学中的应用，本文主要内容关键词为：原理论文,化学论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
人生的道路是不平坦的，很难避免遇到坎坷曲折，在化学教学中，教师对学生讲授的知识、技能和解题方法当然必须绝对可靠，可是在教学过程中的某些环节，教师巧妙地设计一些“坎坷曲折”，却可以收到良好的教育效果。这种现象十分类似于调整公路的修建，连接两地的公路明明可以修筑成直线段，但技术人员却总是有意地设计几处弯道。原来据公路学家研究，司机驾车长时间地行驶在平坦笔直的道路上时，视觉容易疲劳，心理容易麻痹，注意力容易分散，也就容易发生事故。一定数量的弯道则可以有效地克服这种现象，使司机一直处于警醒戒备状态，以保证行车的安全。化学教学过程中的“弯道”表现为教师的故意出错或设计陷阱，诱使学生失误出错，再利用这些契机实现多方面的教育目标，这就是被教育心理学所命名的“尝误原理”。
对“尝误原理”的深刻理解和熟练运用，是化学教师成熟的标志之一，是化学教育艺术的重要组成部分。问题的关键是在哪里出错，出什么错，出错以后怎么办，下面谈一下笔者在35年的化学教学生涯中运用“尝误原理”的实践和体会。
1 利用尝误巩固基础知识
从正面讲授基础知识，充分揭示知识的发生过程，这是极其重要的。但仅此还不够，学生在接受新知识时，受理解和知识能力的限制，总有个从片面到全面，从肤浅到深刻的过程，在掌握时总会产生这样或那样的“盲点”。这就需要从反面依靠“出错”来充分暴露。有些知识甚至于“非错而不能树正，非错而难以求真”。
例如电解质的概念虽然只有一句话而且也浅显易懂，但学生在判断一种物质是不是电解质时仍会屡屡出错，我们索性就利用陷阱题目来诱使他们出错。如让学生判断是非：
（1）熔化状态下的铝和氢氧化钠溶液都能导电， 所以熔融的铝和氢氧化钠溶液都是电解质。（ ）
（2）二氧化硫、氨气和氯气的水溶液均可导电，所以二氧化硫、氨气和氯气都是电解质。（ ）
（3）向盛有氯化银粉末、 硫酸钡粉末的烧杯中分别加入适量蒸馏水，搅拌，然后做溶液导电性实验，结果灯泡都不亮。所以说氯化银和硫酸钡均为非电解质。（ ）
（4）氯化钠晶体、氧化铝固体和液态氯化氢虽都不导电， 但它们都属于电解质。（ ）
（5）固体氢氧化铜加热至分解也不导电，所以氢氧化铜不是电解质。（ ）
大部分学生错答为：（1）、（2）、（3）、（5）对；（4）错。
错判的主要原因是没能全面地、正确地理解电解质的概念，而只根据溶液或熔融下的导电性来判断一种物质是否是电解质。判断一种物质是否是电解质，必须依据电解质的概念。电解质是指“在溶液里或熔化状态下能导电的化合物”。要注意的是电解质在水溶液里或熔化状态下本身能够离解出自由移动的离子，其导电性由于这些自由移动的离子引起的。
正确答案：（1）、（2）、（3）、（5）错；（4）对。
2 利用尝误培养学生思维的批判性
思维的批判性是指不受暗示的影响，能严格而客观地评价、检查思维的结果，冷静地分析一种思想、一种决定的是非利弊。利用尝误是培养和发展学生思维批判性的一种极有效地途径。
俗话说：“吃一堑，长一智”、“错误往往是正确的向导。”从一定意义上说，学生思维的发展是在同失误做斗争并取得胜利的过程中实现的。我做过这样的试验：让学生解下题：
在托盘天平的2个托盘上，分别放置质量相等的烧杯A和B， 烧杯中分别倒入等质量的pH＝3的盐酸和醋酸，（溶液的密度均为1g／cm[3]），然后向A、B两烧杯中分别加入等质量且足量的镁，反应过程中，观察天平指针将（ ）
（A）开始不偏转→后偏向A
（B）先偏向B→后转向中间
（C）先偏向B→后转偏向A
（D）不发生偏转
测试的结果表明，错答（B）（C）（D）的学生竟占66.7％。
解析：该题设计的陷阱是：学生知道盐酸是强酸，醋酸是弱酸，金属与强酸反应快；由于2个一元酸[H[＋]]和体积相等，故溶液中的H[＋]离子的物质的量相等。因此便得出错误的结论：在反应前，镁与盐酸反应快，产生的H[,2]速度快，指针先偏向B，等量的H[＋]离子与足量的镁反应产生等量的H[,2]，天平两边净增量相等，因此反应完成后指针不发生偏向。但是，因为在题设的条件下设置了“陷阱”，正确答案与此分析恰恰相反。
因反应前[H[＋]]相等，相同的金属与酸发生置换反应的速度取决于[H[＋]]，故开始时，两者反应速率相同。又由于两者[H[＋]]相等，盐酸是强酸，故[HCl]＝10[－3]mol／L，醋酸是弱酸，故[HAc]＞10[－3]mol／L，体积一定，因此B烧杯中含有一元弱酸CH[,3]COOH的物质的量大于A烧杯中盐酸的物质的量，B烧杯中能提供的H[＋]量多，产生H[,2]的量也就多，反应后A烧杯中物质质量比B大，指针偏向A。因此，答案是（A）。这道题目意在考查学生对各种知识的理解和掌握程度。要答好这类题，防止掉入“陷阱”就要在解题时不断提醒自己：认真审题，反复分析题目条件，看是否有“陷阱”，如果这样做了，就可避免将“陷阱”题与平时测验常规题混淆的错误。
诸如此类的例子不胜枚举。学生的失误好像是坏事，但是通过师生的努力完全可以将它变为好事，让学生充分尝到失误的“苦头”，他们的思维就会逐步趋于完善，以至成熟。
3 利用尝误激发学生学习探索的兴趣
苏霍姆林斯基说过：“任何一种教育现象，孩子在越少感觉到教育者的意图时，它的教育效果就越大。我们把这条规律看做是教育技巧的核心。”为了激发学生学习和探索的兴趣，又要很好地隐藏教师的教育意图，选择典型题目，让学生在尝误之后继续进行探索，就可以收到极好的效果。
例如：已知某金属元素M无水氯化物的摩尔质量为162.5g／mol，又知1.12g该金属单质与足量稀硫酸反应， 生成的氢气在标准状况下的体积为448mL，求该金属的原子量，并指定M为哪种金属。
按照学生的思路我郑重其事地采用下列方法解题：
设该金属的化合价为x，则其氯化物的分子式为MCl[,x]。
依题意有：M＋35.5x＝162.5 （1）
又2M＋xH[,2]SO[,4]＝M[,2]（SO[,4]）x＋xH[,2]
2Mg x mol
1.12g0.488／22.4 mol
2M∶1.12＝x∶0.02 解得M＝28x（2）
联立（1）、（2）两式解得M＝71.65，接着我让学生打开元素周期表对照金属元素原子量数据判断M为哪种金属。结果查不到原子量为71.65的金属元素。学生们大惑不解， 老师却一本正经地说：“怎么搞的？计算错了吗？再检查一遍，……没错吗？”学生怀着浓厚的兴趣积极进行探索，很快找到了问题的症结：
解推断型计算题离不开演绎推理，即由普遍性的前提推出特殊性结论的思维过程。同种元素在不同的化学反应中或化合物中所呈现的化合价可能相同，也可能不同，不同才具有普遍意义，相同只是一种特例。若以特殊性为前提，则不合逻辑，一般得不到正确答案，这就是产生上述错解的原因。即使有时得出正确答案，也不过是巧合而已。要保证答案的正确性和推理的严密性，形成正确的解答思路应从普遍性出发，应以金属元素M在其氯化物中化合价（设为x）和它与稀硫酸反应时表现出的化合价（设为y）可能不同为前提，然后依题意列方程组：
最后采用解不定方程的一般方法：因为x、y都是不大于4 的正整数，通过讨论得出只有当x＝3，y＝2时，M的原子量为定值56（Fe）。 当然如果M是Mg、Zn、Al等无变价的金属元素，那么，讨论的结果必然是x＝y时，M的原子量为定值。
对这道题目的处理，师生犹如合演了一个化学小品，既妙趣横生，又发人深省，于不知不觉中收到了许多方面的教育效益。
4 利用尝误培养和提高学生承受挫折的能力
学生解题遇到挫折，主观愿望得不到实现是常有的事，如果承受挫折的能力不强，就会产生焦躁颓废的情绪，致使主体一事无成。这种现象如果在重大考试中出现，则具有更大的危害性。所以在平时的教学中对学生进行尝误的训练以培养和提高他们承受挫折的能力是教育学生的重要内容之一。
G.波利亚说：“教学生解题是意志的教育”。受挫和尝误就是意志教育的好方法。当然受挫和尝误并不是目的，目的是教育学生在受挫之后，不要一蹶不振，而要冷静分析受挫的原因，在困境中奋起，调整解题策略，努力将“山重水复”转化为“柳暗花明”。
例如：取甲烷和乙烷的混合气体1m[3]完全燃烧时放出热量46562kJ，甲烷和乙烷各1m[3]，分别完全燃烧时所放出的热量为39710kJ和68970kJ（气体体积均为标准状况下的体积）。这种混合气体中所含碳元素和氢元素原子个数比是（ ）
A.1∶4B.3∶4C.1∶3D.1∶2
多数同学按照体积与热量的关系进行计算：设混合气体中甲烷和乙烷的体积分别为xm[3]、ym[3]，得到下列方程组，
求出x、y的值后，则据阿伏加德罗定律，混合气体中C、H原子个数比为：（x＋2y）∶（4x＋6y）。进行上述计算极其繁冗，费时费力， 且极易出错，意志薄弱者则宣布解题失败只能望题兴叹。而意志坚强者则锲而不舍，通过反复观察、广泛联想，揭示题目中被掩盖的某些特征，便能找到简捷的解法：本题隐含因素是甲烷与乙烷分子中碳、氢原子个数比分别为1∶4和1∶3即为3∶12和3∶9。则此混合气体中，碳、氢原子个数比必然在3∶12和3∶9之间，从而很容易推出正确的答案B。解题的成功使学生以更高昂的斗志和巨大的勇气向新的目标迈进。
5 在学生失误中挖掘智慧的闪光点
“发现的方法就是尝试错误的方法。”（波普尔）世界科学史许多成功的范例往往始于失败。一方面，错误可以为人们提供宝贵的经验教训；另一方面，“错”有时孕育着比“正确”更丰富的发现和创造的因素。在化学教学中，我们必须以十分敏锐的头脑去捕捉发现学生“错误”中的成功因素，以使我们的学生既具有孜孜不倦追求真理的顽强意志，又具有勇于尝试错误的开拓精神。下面教学片断是颇具启迪意义的。请解下列高考题：
18.4g NaOH、NaHCO[,3]固体混合物，在密闭容器中加热到250℃，经充分反应后排出气体，冷却，称得剩余固体的质量为16.6g。 试计算原混合物中NaOH的百分含量。
一位学生给出非常规不完善的解答：
设反应混合物中NaOH过量，则NaHCO[,3]按下式完全反应：NaOH＋NaHCO[,3]＝Na[,2]CO[,3]＋H[,2]O
设NaOH、NaHCO[,3]的物质的量分别为xmol、ymol。 据化学方程式知：生成NaHCO[,3]的物质的量为xmol，剩余的NaOH的物质的量为（x－y）mol，依题意有：
解之得：x＝0.25（mol） y＝0.1（mol）NaOH的百分含量为：（0.25×40／18.4）×100％＝54.3％
在许多学生的质疑声中，教师却欣喜地说：“这个结果是正确的！当然还必须说出充分的理由。”
教师的赞许激发起这位学生的热情，经过紧张的探索，终于找到了一个妙法“＋”、“－”、“0”在解题中的应用：
若x－y＝0，证明两者恰好完全反应；若x－y＜0实际情况与假设相反，NaHCO[,3]过量，过量的NaHCO[,3]又按2NaHCO[,3]＝Na[,2]CO[,3]＋CO[,2]↑＋H[,2]O进行；若x－y＞0，则说明开始假设合理，答案成立。这一创造性解答的方案并未推翻已公布的高考标准答案的解法，但有创新的思维。这种新颖的解法着眼于“＋”、“－”和“0”在化学计算中的灵活应用，把常规解法中讨论和解题计算两步过程融为一体，思路清晰，解法敏捷，独辟蹊径，经过实践，学生普遍觉得深受启发，而且也非常信服，因为它易懂易学。可见，如果教师简单地否定学生不完善的解法，那么一个机智的创造性萌芽——“＋”、“－”、“0”在计算中的妙用就被扼杀了。
实践证明，只要我们巧妙地运用“尝误原理”，就可以在化学教学中取得多方面的“效益”，大大有利于学生素质的提高。
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