淺談在化學(xué)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的“學(xué)科思維”

蔡清溶

摘要：在化學(xué)教學(xué)中通過(guò)化學(xué)語(yǔ)言、化學(xué)原理、化學(xué)計(jì)算、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等方式來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的“學(xué)科思維”。讓學(xué)生能以“事半功倍”的效率來(lái)掌握本學(xué)科知識(shí)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)教學(xué)；培養(yǎng)；學(xué)科思維

中圖分類號(hào)：G633文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2095-9214（2015）06-0032-02

從事多年一線教學(xué)工作的教師，不難發(fā)現(xiàn)任何一門學(xué)科都有其獨(dú)到的“學(xué)科思維”。只要你把握了這一科的“學(xué)科思維”，學(xué)好這一科就變的信手拈來(lái)、游刃有余。

那么，什么是學(xué)科思維呢？簡(jiǎn)而言之就是：學(xué)這一科特有的思維方式和學(xué)好這一學(xué)科最精準(zhǔn)的方法。就化學(xué)科而言，“學(xué)科思維”的培養(yǎng)大體可以從以下幾個(gè)方面入手：化學(xué)語(yǔ)言、化學(xué)原理、化學(xué)計(jì)算、化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

一、通過(guò)化學(xué)語(yǔ)言來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的“學(xué)科思維”

思維的周密性要靠語(yǔ)言的準(zhǔn)確性來(lái)體現(xiàn)，思維的邏輯性要靠語(yǔ)言的層次性來(lái)體現(xiàn)，思維的豐富性則要靠語(yǔ)言的多樣性來(lái)體現(xiàn)?？傊季S必須以語(yǔ)言為載體。

1、化學(xué)科里的語(yǔ)言有其非常獨(dú)到的一面——就是可以利用“顧名思義”的方法來(lái)消化大部分的化學(xué)概念、定義等。如“化合反應(yīng)”“分解反應(yīng)”可以這么告訴學(xué)生“通過(guò)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，把原來(lái)多種的物質(zhì)結(jié)合在了一塊，這就是化合反應(yīng)；通過(guò)化學(xué)反應(yīng)把原來(lái)只有一種的物質(zhì)分離成了好幾種物質(zhì)，這就是分解反應(yīng)。再如高中有機(jī)物中的“取代反應(yīng)”可以這么對(duì)學(xué)生說(shuō)：把原來(lái)的某一個(gè)原子取下來(lái)，用其他的原子（分子）替代上去……化學(xué)科的學(xué)習(xí)中，這種“顧名思義”的化學(xué)語(yǔ)言特別多。這里明顯地體現(xiàn)出了教師在教學(xué)中要如何應(yīng)用準(zhǔn)確的、豐富的語(yǔ)言來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維。

2、語(yǔ)言的層次性也是化學(xué)語(yǔ)言的一大特點(diǎn)。有些化學(xué)定義隱含的內(nèi)涵與外延，是要通過(guò)層層的推敲才能準(zhǔn)確把握的。如“溶解度”這個(gè)概念，指在一定的溫度下、100g的溶劑（水）里、溶解某種物質(zhì)達(dá)到飽和時(shí)的溶質(zhì)質(zhì)量。第一層是溫度，第二層是100g水，第三層是飽和，第四層是溶質(zhì)的質(zhì)量。稍不注意，就無(wú)法準(zhǔn)確把握概念表達(dá)的真正意義，教師就要引導(dǎo)學(xué)生層層分析、全面、準(zhǔn)確，以達(dá)到培養(yǎng)思維的周密性。

二、通過(guò)化學(xué)原理來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的“學(xué)科思維”

化學(xué)科的原理有一個(gè)最基本的骨架與線條——從微觀（分子、原子）—→構(gòu)成物質(zhì)—→展示物質(zhì)各自的性質(zhì)（物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)）—→物質(zhì)性質(zhì)的作用。這種線條分明的構(gòu)建原理是其他學(xué)科所無(wú)法替代的。

1、元素、化合物突現(xiàn)學(xué)科的獨(dú)特構(gòu)建原理。通過(guò)初中化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)在頭腦中建立起元素、化合物類的學(xué)科思維——意識(shí)到物質(zhì)是由元素組成的；在化學(xué)變化中，元素的種類保持不變，化學(xué)變化不過(guò)是元素之間的重新組合；同種元素、不同種元素之間都可以相互組合，所以物質(zhì)的種類就有千百萬(wàn)種，不同的自然就有不同的性質(zhì)。種類太多、雜亂無(wú)序怎么辦？想辦法分類，根據(jù)什么來(lái)分類？不同的角度有不同的分法，最具代表性的就是根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)的相似性及組成的統(tǒng)一性來(lái)分。于是有了以下物質(zhì)的最基本分類法。

這樣構(gòu)建的學(xué)科思維是簡(jiǎn)潔明朗、一目了然的，學(xué)好這一科也就輕而易舉、事半功倍了。

2、應(yīng)用知識(shí)的情景，展現(xiàn)學(xué)科的獨(dú)特構(gòu)建原理。例如，初中化學(xué)中“燃燒與滅火”。學(xué)生通過(guò)對(duì)燃燒條件的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的燃燒有內(nèi)因和外因兩個(gè)方面，只要控制燃燒重要條件，就能達(dá)到促進(jìn)燃燒、防火和滅火的目的。從而引導(dǎo)學(xué)生：控制反應(yīng)條件就可以控制化學(xué)反應(yīng)快慢的化學(xué)基本原理。學(xué)生對(duì)燃燒的認(rèn)識(shí)就能從學(xué)科角度去領(lǐng)會(huì)這是一種化學(xué)反應(yīng)。另外，“燃燒”的實(shí)踐性知識(shí)——如消防知識(shí)，會(huì)使學(xué)生對(duì)化學(xué)更加興趣，對(duì)知識(shí)的理解更加深刻，同時(shí)還能明白化學(xué)可以走向生活、走向社會(huì)，達(dá)到學(xué)以致用。這種學(xué)科思維的引導(dǎo)是其他學(xué)科難以比擬的。

三、通過(guò)化學(xué)計(jì)算來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的“學(xué)科思維”

化學(xué)計(jì)算中常常會(huì)根據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的模糊性、混淆性、或是學(xué)生思維中的盲點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)等薄弱環(huán)節(jié)，有意“挖坑布陷”，也就是常說(shuō)的陷阱。計(jì)算中常見(jiàn)的陷阱有“隱蔽型”、“虛實(shí)型”“誤導(dǎo)型”，學(xué)生若能跨越這些陷阱，就能達(dá)到學(xué)科思維的一個(gè)升華。

1、解決計(jì)算中的“隱蔽型”陷阱來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維。所謂“隱蔽”就是題目中條件都已給出，學(xué)生卻有些迷惑或壓根沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。例如，30g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的酒精在密閉容器內(nèi)與足量氧氣完全燃燒，冷卻至室溫，求反應(yīng)后容器內(nèi)水的質(zhì)量。這個(gè)題目陷阱就是容器內(nèi)水的質(zhì)量，而不是生成水的質(zhì)量[1]。85%酒精本身就含有水，反應(yīng)后水就有兩種來(lái)源，即生成的水和原溶液中的溶劑。若能引導(dǎo)學(xué)生深挖題目，分析溶劑部分，再利用氫元素守恒求出生成的水，輕而易舉地解出了這道題。

2、解決計(jì)算題中的“虛實(shí)型”陷阱來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維。此類陷阱是用虛實(shí)結(jié)合誘使學(xué)生落入陷阱。例如，實(shí)驗(yàn)室用氫氣還原Ag氧化銅，當(dāng)大部分固體變紅時(shí)，停止加熱，冷卻后稱的殘余固體質(zhì)量為Bg，共用去氫氣為Cg，此時(shí)生成水的質(zhì)量為（）[2]

A、9CgB、9/40Cg

C、9/8（A-B）gD、8/9（A-B）g

這里有一個(gè)非常不起眼的詞語(yǔ)“實(shí)驗(yàn)室”。如果能發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，就知道這是一個(gè)實(shí)際型計(jì)算，而不是理論型計(jì)算，氫氣除用在正規(guī)的反應(yīng)外，還有相當(dāng)部分用在作保護(hù)氣，這部分與計(jì)算是無(wú)關(guān)的，所以“共用去氫氣Cg”是迷惑信息。本題只要根據(jù)固體減少的質(zhì)量就是生成水中氧元素的質(zhì)量，很快解出答案。學(xué)生在解題中若能經(jīng)常注意到這種信息，那也是學(xué)科思維的獨(dú)到之處。

3、解決計(jì)算中的“誤導(dǎo)型”陷阱，來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維。這種題目的陷阱是根據(jù)學(xué)生平常易出現(xiàn)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，有意進(jìn)行偏軌誘導(dǎo)。例如，在一定溫度下A克NaCl飽和溶液中含B克溶質(zhì)，向溶液中再加入C克NaCl固體，充分?jǐn)嚢韬笏萌芤嘿|(zhì)量分?jǐn)?shù)為，這一溫度下NaCl的溶解度是。這是以“充分?jǐn)嚢韬蟆迸c“固體全部溶解”做誤導(dǎo)，很多學(xué)生沒(méi)有注意到“飽和”兩字，把它當(dāng)著純數(shù)學(xué)問(wèn)題而落入陷阱。[3]解這類題一定要引導(dǎo)學(xué)生理解“充分?jǐn)嚢琛辈⒉坏扔凇叭咳芙狻保瑫r(shí)注意到“飽和”兩個(gè)字，就能跨越誤導(dǎo)陷阱。endprint

四、通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的“學(xué)科思維”

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)科的核心所在，實(shí)驗(yàn)教學(xué)成功與否，直接關(guān)系到這一學(xué)科的掌握情況。從課程改革以來(lái)，實(shí)驗(yàn)更多地突出的是“探究”，也就是以學(xué)生的探求意識(shí)來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，而不是眼觀手不動(dòng)的教師演示。從學(xué)科特點(diǎn)出發(fā)，不難發(fā)現(xiàn)，探究實(shí)驗(yàn)都有一個(gè)共同的步驟——提出問(wèn)題→提出假設(shè)→設(shè)計(jì)方案→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→分析歸納、得出結(jié)論。沿著這種思維，再難的實(shí)驗(yàn)題也能解決十之八九。例如，已知干燥劑堿石灰的成分是CaO和NaOH，在潮濕空氣中極易變質(zhì)，小明同學(xué)對(duì)這一瓶放置已久的堿石灰進(jìn)行了如下探究：

1、提出問(wèn)題：如果堿石灰已變質(zhì)，則生成了什么？是部分變質(zhì)還是全部變質(zhì)？

2、提出假設(shè)：A、已全部變質(zhì)且產(chǎn)物是Na2CO3和CaCO3；B、部分變質(zhì)產(chǎn)物是Na2CO3，還有末變質(zhì)的CaO；C、部分變質(zhì)產(chǎn)物中有Na2CO3、Ca（OH）2、CaCO3、CaO

3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷與結(jié)論

第一步：把固體溶于水并過(guò)濾有不溶性固體鈉的化合物溶解，鈣的化合物基本不溶

第二步：取第一步中的濾液分成兩份，一份加鹽酸；另一份通澄清右灰水1、有氣體生成；2、澄清右灰水變渾濁1、有碳酸鹽生成，說(shuō)明已變質(zhì)。2、說(shuō)明生成物中有Ca（OH）2

第三步：取第一步中的濾渣進(jìn)行加熱，并收集生成的氣體，通過(guò)生成的氣體質(zhì)量來(lái)確定固體成份1、若生成氣體的質(zhì)量與固體成正比2、生成氣體質(zhì)量與固體不成正比，且固體質(zhì)量偏大1、說(shuō)明CaO已全部變質(zhì)，由此知NaOH更是已全部變質(zhì)；2、說(shuō)明還有部分CaO沒(méi)變質(zhì)

像這樣把一個(gè)實(shí)驗(yàn)題的所有可能都已分析在內(nèi)，哪一種結(jié)論都不會(huì)被遺漏，這體現(xiàn)了學(xué)科思維的全面性與周密性；這種思維也是從事科學(xué)研究人員的必備思維。

總之，化學(xué)科的學(xué)科思維有其非常獨(dú)到的地方，化學(xué)教師在平常的教學(xué)中若能有意識(shí)地去培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維；不僅能讓學(xué)生輕而易舉地學(xué)好這一科，同時(shí)也能為個(gè)別同學(xué)將來(lái)能從事科學(xué)研究培養(yǎng)了良好的思維方式，打下了堅(jiān)實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ)。

（作者單位：福建尤溪第五中學(xué)）

注解：

①九年級(jí)化學(xué)練習(xí)冊(cè)的題目

②九年級(jí)化學(xué)練習(xí)冊(cè)的題目

③周光輝、構(gòu)建思維程序、跨越題目陷阱[J]中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2007、（10）

參考文獻(xiàn)：

[1]周光輝.構(gòu)建思維程序、跨越題目陷阱[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2007、（10）

[2]吳長(zhǎng)才.新課程下化學(xué)教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生表達(dá)能力的培養(yǎng)[J].福建基礎(chǔ)教育研究，2010、（05）

[3]董海.促進(jìn)知識(shí)理解的化學(xué)教學(xué)策略[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2010、（05）endprint