培育化學思想 建構思維模型

朱綠球

（新疆和田地區(qū)二中 新疆和田 848000）

新課程倡導的學生學習方式是以探究（研究）為主的，包括接受、自主、合作、實踐、體驗、發(fā)現(xiàn)等在內的多元學習方式?；瘜W思想是化學學科科學素養(yǎng)的核心。本文就化學教育教學過程中如何培育化學思想，建構化學思維模型做些探討。

一、微觀與宏觀的思想

微觀與宏觀是相互關聯(lián)，而又明顯不同的兩個層次。宏觀上，物質有形有態(tài)，有色有味；微觀上，物質都是由原子、分子或離子等微觀粒子構成。正是由于微觀粒子的永恒運動，才造就了千變萬化的物質世界。因此，通過研究物質的宏觀現(xiàn)象，進入微觀粒子之間的相互作用，以及通過研究微粒的種類、性質和作用方式，論證物質應有的性質、用途的思想和方法，是化學思想的基礎。中學化學一開始就從微觀粒子入門，構建了完整的知識體系。構成物質的微觀粒子包括原子、分子、離子。離子構成離子晶體，原子構成原子晶體和金屬晶體，分子構成分子晶體。四類晶體構成了宏觀物質。每一個知識點都在一定的層次上，每個層次向前或向后推延，反映出物質內在的構成及因果聯(lián)系，由微觀到宏觀依次為：1.原子內部的構成關系；2.原子形成分子或離子；3.原子、分子、離子如何結合，排列形成晶體及晶體的內部構造；4.晶體即晶態(tài)的宏觀物質，表現(xiàn)出一定的物理、化學性質，歸屬于不同的類別，具有不同的用途。中學階段所學各層次知識都是該層次最基礎的知識，更是其他知識賴以擴展的生長點。因此，由點到線、由線到面、由面到體的組成構建，能建立起系統(tǒng)的知識和思維模型，為學生學好化學、訓練思維夯實基礎。

二、化學變化思想

化學變化即化學性質。宏觀上，它研究物質在什么條件下能與哪些物質反應，生成什么新物質，以及在此過程中有關的量的關系與能量的變化關系?；瘜W上的物質無非是單質、氧化物、酸、堿、鹽、有機物等。學生學習時只要搞清其類屬特點，即通性規(guī)律，就能形成化學性質的框架，再注意特殊的個性特點，則一點而通。微觀上，化學變化的實質是原子的化合與分解，在此基礎上，可研究反應中微粒的變化和反應機理、能量變化的原因、反應速率和程度等問題。盡管現(xiàn)代化學的發(fā)展已經在每一方面都形成了精深的理論，但它們都是化學變化中的具體問題。很多學生對此類知識的認知停留在識記這一層次，不能有效地發(fā)展成一種思維模型，以致多而生亂，亂而生厭，造成了化學學習上的障礙。另外，揭示化學性質不同實質的線索有兩條。一是氧化還原反應理論，是用元素化合價升降變化的特征判斷氧化反應和還原反應、氧化劑與還原劑、氧化產物和還原產物三大對應概念，以及分析電子轉移情況的反應實質的理論。二是離子反應，是表示在溶液或熔融狀態(tài)下有離子實際參加或生成的反應的實質。學生應在深刻理解概念、本質特征的基礎上，正確地判斷、推理概念。這兩點盡管是兩大難點，但只要教師能引導學生形成恰當?shù)乃季S路線，從概念的本質特征、使用條件出發(fā)，對具體問題作具體分析，并配以階梯性的練習，學生就能克服并提高思維能力。這里滲透了很多辯證邏輯的思維方法，是化學科學素養(yǎng)教育中思維素質培養(yǎng)的有機部分。

三、結構、性質、用途的因果思想

結構決定性質，性質決定制備及用途；反之，性質體現(xiàn)結構，制備用途反映性質。這是化學上研究物質的基本線索，一種元素的單質及其重要的化合物，都要盡可能研究詳盡。在教學中，除了掌握具體元素及化合物知識，教師更應該引導學生理清它們之間的因果邏輯關系，進行正逆向分析推演及論證，進而有效地分散、收斂、遷移、強化其思維能力的訓練。教材中有關元素及化合物知識的充分體現(xiàn)、滲透了這些思想。教師可指導學生仔細研讀、反復推敲，著力提高學生的閱讀分析技能，也可利用其知識關系設置情景，進行一題多解、多題一解的正反推理訓練。在具體操作中，教師不能急于求成，而要根據學生年齡、心理特征和思維基礎循序漸進，方能漸見成效。

四、化學量的關系的思想

從量的角度分析化學問題，運用數(shù)學、物理思想解決化學問題，是培養(yǎng)學生思維精確性、針對性、深刻性的有效途徑。其實質是以物質的量為中心的計算，可系統(tǒng)歸納為一頭、一心、四只、一尾這一個整體和兩個關系進行思維的訓練與構建。以物質的量為中心，微粒種類為頭部，反應熱為尾巴，粒子數(shù)、質量、體積、物質的量的濃度為四肢，就像一只四肢動物，形成了一個活的有機整體。學生必須理解并熟悉各種關系，熟能生巧，巧而成勢，形成思維的定勢。但學生往往偏重于各種換算而忽略微粒種類這個關鍵，其分析思路不能緊隨問題涉及微粒和物質種類的變化而變化，因而不能有效地聯(lián)系，找出關系，順利解決問題。只要環(huán)環(huán)相扣，學生就容易找出所需的關系。一是構成關系，用于解決物質內部規(guī)律之間的有關量的關系。二是轉化關系，用于解決不同物質和微粒間有關量的關系。

五、周期律思想

知識的規(guī)律性體現(xiàn)在規(guī)律性的知識、規(guī)律性的記憶、規(guī)律性的操作、規(guī)律性的思維等方面。尋找并發(fā)現(xiàn)規(guī)律是人們研究紛繁復雜的物質世界的有效方法。元素周期律和周期表是這一思想在化學中的典型體現(xiàn)。教材本身的體系貫徹了這些思想方法：從元素及化合物知識在周期表前后的不同編排順序，到元素的原子結構、性質及其在周期表中位置之間的關系論證；從特殊到一般，從一般到特殊的研究思路；從結構到理論，從理論到結構的因果關系；從實驗到理論，從理論到實驗的實踐論證等。在教學中，教師要圍繞這些思想方法，進行歸納、概括、推廣、遷移，使具體問題抽象化，抽象問題具體化，構成以元素周期律和周期表為中心的元素及化合物的知識網絡，掌握以元素族、周期為線索的一般規(guī)律和特殊規(guī)律。如選修三“物質結構與性質”中的原子結構與性質，教師就可用元素周期律知識來引導學生學習。這個過程不能靠填鴨式地灌輸，只能靠學生在教師的引導、指導、輔導下，自己深入知識情景，獨立思考完成。也只有這樣，學生的思維品質才能全面提高。

六、實驗與實踐的思想

實驗與實踐是激發(fā)學生學習興趣，使其獲得、探索并驗證知識的重要手段。教師要盡可能多角度地發(fā)掘并培養(yǎng)學生豐富的化學實驗思想。

1.通過實驗研究物質、分析問題的思想。在教材中，很多物質的性質都是以實驗導入的，具體、生動、直觀。然后，教材會對微觀結構理論做因果分析，形成理論與實踐并行的風格。這樣既降低了知識難度，又激發(fā)了學生對科學研究的向往。特別是新教材中設置了很多諸如科學探究、學與問、思考與交流等實踐活動，給學生提供了很多涉及社會、生活、環(huán)境等方面的知識和實踐經驗，使學生認識到化學就在身邊，只要認真選材，自己就能通過一定程序研究物質。這無疑是研究物質的主要手段和思想。

2.物質制備的整體思想，即原理—裝置—凈化—收集—吸收—實驗的一整套思想。學生不僅要熟知每一重要物質的制備理論、所用儀器、連接順序，而且要理解其設計依據，并熟練應用于其他實驗設計中去，充分運用創(chuàng)新的精神和思想。

培養(yǎng)學生的化學學科思想就是要在上述幾個重要方面培養(yǎng)學生的基礎思想方法，建構基本思維模型，從而為其深入學好化學打下基礎，為思維的開發(fā)和創(chuàng)新奠定基石?；瘜W學科思想也就是本學科的基本科學素養(yǎng)，有待教育工作者繼續(xù)深入探討。