問題解決中培養(yǎng)學生的原點思維

莊后鋒（南師附中新城初級中學　江蘇南京　210019）

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問題解決中培養(yǎng)學生的原點思維

莊后鋒
（南師附中新城初級中學江蘇南京210019）

摘要：問題解決需要進行充分的問題表征，找到問題本質(zhì)，使問題得到最大限度的解決。問題解決是思維能力的具體體現(xiàn)，也是培養(yǎng)提升思維能力的重要過程。作者嘗試在物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化的化學教學中，回歸問題原點，培養(yǎng)學生的原點思維能力。

關鍵詞：問題解決；原點思維；問題表征

原點思維，就是指以某一事物為原點，圍繞其所進行的繼承借鑒，發(fā)掘深化，尋找原因和解決問題的一種思維形式。古希臘哲學家伊壁鳩魯說過：“人類不是被問題本身所困擾，而是被他們對問題的看法所困擾?！眴栴}的復雜性，通常不是來自于問題本身，而是因為解決問題的方法遠離思維原點的緣故。原點思維可以提醒我們回到問題的起點進行思考、進行狀態(tài)對照，糾正偏差，不斷向目標前進，實現(xiàn)問題解決。

2011年版《全日制義務教育化學課程標準》（修訂稿）在課程性質(zhì)中指出：化學課程一方面要提供給學生未來發(fā)展所需要的最基礎的化學知識和技能，使學生從化學的角度初步認識物質(zhì)世界，提高學生運用化學知識、科學方法分析和解決簡單問題的能力；另一方面，要幫助學生體驗科學探究，在活動中激發(fā)學生交流討論，啟迪學生的思維。

20世紀80年代末吉克等人提出問題解決的四階段：理解與表征問題、尋求解答、嘗試解答、評價，強調(diào)了對問題解決的理解與表征：

在問題理解和表征時，將問題逐步“分解”成更加簡單明確的子問題，層層深入，找到問題的原點，進而選擇有效的策略?！胺纸狻眴栴}的過程是逐步思考問題，在這個過程中，就是原點思維的形成過程。

在問題解決的教學中如何培養(yǎng)學生的原點思維能力，筆者做了一些嘗試和思考。

一、物質(zhì)組成的測定中發(fā)展學生的原點思維

物質(zhì)組成和測定的復習，也是初中教學的難點，從定性分析到定量分析，從混合物的組成和純凈物的組成，學生不能領會物質(zhì)測定的思路和方法——即思維的原點，故在問題解決中出現(xiàn)了障礙。混合物組成的測定主要是提純物質(zhì)，純凈物元素組成的測定時主要是分解物質(zhì)，用燃燒法測定物質(zhì)組成時主要依據(jù)是質(zhì)量守恒定律，化學反應前后元素的種類和質(zhì)量不變。在教學中筆者設計了如下復習思路，讓學生的原點思維能力得到發(fā)展。

案例1“物質(zhì)組成的測定”的教學片斷

【問題1】1000g的黃豆、花生豆混合在一起，如何測定其中黃豆的質(zhì)量？

【學生1】可以將黃豆一顆顆揀出來，稱量其質(zhì)量。

【學生2】可以把花生豆一個個吃掉，稱量剩下的黃豆的質(zhì)量。

【教師】大家思考，你們測定其中黃豆質(zhì)量的思路是什么？

【學生3】將混合物分離，轉(zhuǎn)化為純凈物進行分析。

【教師】你能想到哪些分離的方法呢？

【學生】討論歸納。

……

【問題2】如何測定100L空氣中氧氣的體積呢？

【問題3】如何測定銅鋅合金中銅的質(zhì)量分數(shù)？

【問題4】如何測定鋅和鐵的混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)？

【問題5】如何測定雞蛋殼中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)？

【問題6】如何測定某溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)？

案例2《物質(zhì)組成的測定》的教學片斷

【問題1】如何測定水的組成，你的思路是什么？

【問題2】酒精在氧氣中充分燃燒，生成了CO2和H2O，請你分析酒精的元素組成。

【問題3】若4.6g的酒精在氧氣中充分燃燒，生成了8.8g CO2和5.4g H2O，請你分析酒精的元素組成。

【問題4】一定量的酒精在一定量的氧氣中燃燒生成CO、CO2、H2O，它們的總質(zhì)量為13.8g，其中H2O占5.4g，試計算酒精的質(zhì)量，產(chǎn)物中CO的質(zhì)量。

二、理解物質(zhì)的性質(zhì)中提升原點思維

關于物質(zhì)性質(zhì)的學習中，要讓學生逐級體會到“物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)的性質(zhì)反映其結(jié)構(gòu)特點。在復習中要讓學生體會到：元素的性質(zhì)，特別是化學性質(zhì)與其原子的最外層電子數(shù)有關；物質(zhì)的性質(zhì)與其構(gòu)成的粒子種類和粒子的結(jié)合方式有關，由分子構(gòu)成的物質(zhì)，保持其化學性質(zhì)的自然是其分子；混合物中還和物質(zhì)的組成、溶液中離子的濃度有關。找到了思維的原點，就從微觀的角度理解了物質(zhì)的性質(zhì)，提升了學生的原點思維。

案例3“物質(zhì)的性質(zhì)復習課”的教學片斷

【問題1】氫元素和氧元素化學性質(zhì)不同的原因是什么？

【問題2】氫氣和氧氣、鐵和硅、氯化鈉和硫酸銅溶液化學性質(zhì)不同的原因是什么？

【問題3】酸和堿性質(zhì)不同的原因是什么？稀鹽酸和稀硫酸性質(zhì)相似的原因是什么？性質(zhì)不同的原因是什么？

【問題4】濃硫酸和稀硫酸、生鐵和鋼性質(zhì)不同的原因是什么？

【問題5】金剛石和石墨物理性質(zhì)不同的原因是什么？活性炭和木炭具有吸附性的原因是什么？

三、掌握物質(zhì)的變化中應用原點思維

化學變化的本質(zhì)是有新物質(zhì)生成，同時伴隨著一些反應現(xiàn)象，表現(xiàn)為顏色改變、放出氣體、生成沉淀等，化學變化還伴隨著能量的變化，這種能量變化常表現(xiàn)為吸熱、放熱、發(fā)光等。而在部分化學反應中，常常沒有明顯的現(xiàn)象，如何證明無明顯現(xiàn)象的反應的發(fā)生呢？回到思維的原點，其實就是兩點，證明有新的物質(zhì)生成，或者是證明反應物消失。繼續(xù)分析，如何證明新物質(zhì)的生成呢？就是找到一種物質(zhì)能和新物質(zhì)反應，且產(chǎn)生明顯現(xiàn)象的物質(zhì)，從而歸結(jié)到物質(zhì)的性質(zhì)。證明反應物的消失亦是如此。

案例4“酸堿中和反應”的教學片斷

【教師】氫氧化鈉和稀鹽酸的反應沒有明顯的現(xiàn)象，如何證明該反應發(fā)生了呢？

【學生】加入酸堿指示劑。

【教師】石蕊和酚酞都可以嗎？

【學生實驗】

【教師】我們?yōu)槭裁纯梢杂盟釅A指示劑證明呢？

【討論小結(jié)】因為溶液的酸堿性發(fā)生了改變，從微觀上，是因為溶液中的氫離子和氫氧根離子發(fā)生了改變。

【提出問題】能否用其他方法證明溶液中離子的消失呢？

【學生】利用離子的有關化學性質(zhì)，也就是酸和堿的化學性質(zhì)，并且是能有明顯現(xiàn)象的化學反應?？梢杂娩\粒、碳酸鈣、氧化銅、氫氧化銅、硫酸銅。

【追問】能否用硝酸銀溶液證明鹽酸的消失呢？

【學生】硝酸銀溶液主要和氯離子作用，而溶液中氯離子一直存在，故無法證明。

【小結(jié)】我明白了，為什么二氧化碳和水反應時用了紫色石蕊浸泡過的干燥紙花，主要是想證明有碳酸生成，前面學過的二氧化碳和氫氧化鈉反應也可以用類似的方法。

案例5“空氣”的教學片斷

【學生實驗】測定空氣中氧氣的含量。

【教師】氣體的體積為何會變小呢？有哪些可能？

【學生3】氣體的體積和溫度有關，但打開止水夾時恢復到室溫，應該和溫度無關。

【學生4】集氣瓶中的氣體逸出了，可是裝置的氣密性良好?。?/p>

【氣體5】氣體可能從彈簧夾處逸出，彈簧夾開始時沒有夾緊，導致部分空氣受熱膨脹逸出。

【學生6】裝置的氣密性良好，但放入燃著的紅磷時，部分瓶內(nèi)的氣體可能會逸出。

【學生7】會不會是紅磷和空氣中的其他物質(zhì)發(fā)生了反應呢？

……

【教師】為準確測定空氣中氧氣的含量，你想對裝置做如何改進？

四、化學概念教學中培養(yǎng)學生的原點思維

從心理學的角度看，概念是一種思維形式，它反映著客觀事物最一般的本質(zhì)屬性?；瘜W概念常具有抽象性和概括性的特點，可以說是化學知識的“骨架”。抽象的化學概念是教學的難點，往往使學生望而生畏。如何認識化學概念，筆者認為：教學中要從學生熟悉的身邊的真實問題導入，使學生先感知概念，在感性材料的基礎上，形成初步認識，再由表及里，找到問題的原點——即抓住概念的本質(zhì)與內(nèi)在聯(lián)系，形成正確的內(nèi)涵和外延。

案例6“元素”的教學片斷

【學生匯報1】生活中的化學元素——補“鐵”、高“鈣”……

【學生匯報2】化學中的元素知識——門捷列夫、元素周期表、112種元素……

【教師】什么是元素？不同元素的區(qū)別在哪里？

【學生】元素好像就是原子，原子在宏觀世界的代言人就是元素。不同種類的原子中的質(zhì)子和電子數(shù)不同，元素是否如此呢？

【小結(jié)】不同元素的區(qū)別是質(zhì)子數(shù)不同，元素是質(zhì)子數(shù)（即核電荷數(shù)）相同的一類原子的總稱。

【問題1】鈉原子和鎂原子屬于同種元素嗎？

粒子　質(zhì)子數(shù)　中子數(shù)　電子數(shù)鈉原子　11　12　11鎂原子　12　12　12

【問題2】組一和組二屬于同種元素嗎？

粒子　質(zhì)子　中子H 1 0 O 8 8 H2O　10　8 Ne　10　10

【問題4】下列哪種說法是正確的？

1.水是由氫、氧兩種元素組成的。

2.水是由二個氫元素、一個氧元素組成的。

通過討論，學生由表及里認識到元素定義中的三個核心關鍵詞，學生也學會從原點思維的角度思考問題，通過層層辨析，理解化學概念。當然，化學概念本身是發(fā)展的，應在認識過程中逐步深化。目前無法給出嚴格的科學定義或?qū)W生難以理解的概念，只需用泛指、列舉或比喻的手段去說明，以降低思維的難度。

問題總是由問題情境引起的，問題解決的過程就是尋找和達到目標的過程，也可以說是找到問題的原點，問題情境消失的過程。筆者認為，問題解決的最終目的并不只是為了解決某一個具體的問題，而是通過問題解決的過程來激發(fā)學生的原點思維，改善其認知結(jié)構(gòu)，從而培養(yǎng)學生的原點思維能力。

參考文獻

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[4]陳凱安.原點思維[J].思維與智慧，2006，（01）

【問題3】質(zhì)子數(shù)相同的粒子一定是同種元素嗎？

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.01.008

文章編號：1008-0546（2016）01-0023-03

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B