化學(xué)教學(xué)中學(xué)生思維能力的培養(yǎng)策略初探

沈國(guó)強(qiáng)

(桐鄉(xiāng)市教師進(jìn)修學(xué)校 浙江桐鄉(xiāng) 314500)

目前，高中學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)包括宏觀辨識(shí)與微觀探析；變化觀念與平衡思想；證據(jù)推理與模型認(rèn)知；科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)；實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)；科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任五個(gè)方面。而前四個(gè)方面的核心素養(yǎng)的實(shí)現(xiàn)，離不開學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。因此，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力是化學(xué)教學(xué)的核心。教師在化學(xué)教學(xué)中，如何培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，是永遠(yuǎn)值得探討的課題。著名教育家裴斯泰洛齊認(rèn)為：教學(xué)的主要任務(wù)不是積累知識(shí)，而是發(fā)展思維。教學(xué)實(shí)踐告訴我們，教師如果能在課堂上，想方設(shè)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，使學(xué)生的思維處于活躍狀態(tài)，不但能讓學(xué)生克服學(xué)習(xí)中遇到的困難，達(dá)到良好的教學(xué)效果，而且能讓學(xué)生的思維能力得到充分的鍛煉和發(fā)展。

一、巧用最近發(fā)展區(qū)，激活學(xué)生的思維

維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論認(rèn)為：學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的過程，是其原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)與新知相互作用，產(chǎn)生同化和順應(yīng)的過程。如果當(dāng)學(xué)生已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)無法解釋和接納新的概念和方法時(shí)，教師如果將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)加工，創(chuàng)設(shè)出切合學(xué)生知識(shí)水平的最近發(fā)展區(qū)，則能起到激發(fā)學(xué)生思維的作用。比如，當(dāng)問題與現(xiàn)實(shí)背景有聯(lián)系時(shí)，教師可以提供與課題相聯(lián)系的真實(shí)模型讓學(xué)生觀察；如果內(nèi)容抽象難懂，教師可以先給出其簡(jiǎn)單直觀的模型讓學(xué)生思考；教師在講授新概念、新方法時(shí)，可以在新舊知識(shí)間適當(dāng)增設(shè)鋪墊，減小難度，讓學(xué)生的思維得以順利開展。教師通過在最近發(fā)展巧設(shè)問題，既能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到新舊知識(shí)的差異，又能促使他們頭腦中構(gòu)建起新舊知識(shí)間的聯(lián)系。從而達(dá)到新的認(rèn)知平衡，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生思維能力的目的。[1]

例如，筆者在學(xué)習(xí)Mg(OH)2沉淀的溶解平衡時(shí)，提出了兩個(gè)問題：1.向 Mg(OH)2沉淀中加入濃NH4Cl溶液，沉淀為什么溶解？2.向 Mg(OH)2沉淀中加入濃CH3COONH4溶液，沉淀為什么溶解？因?yàn)?，學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)是NH4Cl是強(qiáng)酸弱堿鹽，水解呈酸性。所以，誤認(rèn)為Mg(OH)2沉淀溶解的原因是水解產(chǎn)生的H+與Mg(OH)2發(fā)生了中和反應(yīng)。而CH3COONH4是弱酸弱堿鹽，水解呈中性，按照最近發(fā)展區(qū)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，無法解釋Mg(OH)2沉淀能溶解于濃的CH3COONH4溶液的原因。這樣，就為學(xué)生營(yíng)造了一種迫切想要知道問題答案的強(qiáng)烈意愿，激發(fā)了學(xué)生積極探索真知的思維。教師再通過引導(dǎo)探究，最終得知Mg(OH)2沉淀能溶解于濃NH4Cl溶液或濃CH3COONH4溶液的原因是一致的，都是因?yàn)镸g(OH)(s)= Mg2++2OH-溶解平衡中，產(chǎn)生的OH-與結(jié)合成NH3·H2O。

巧用最近發(fā)展區(qū)設(shè)置問題，符合學(xué)生的知識(shí)水平和認(rèn)知規(guī)律，營(yíng)造一種想要迫切知道答案的強(qiáng)烈愿望，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，從而有效地提高課堂教學(xué)的效果。

二、挖掘隱性知識(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生思維

化學(xué)教材的編寫隱含著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嫿Y(jié)構(gòu)。如果教師的教學(xué)只停留在獨(dú)立的知識(shí)層面。那么，學(xué)生的思維會(huì)被缺乏具體形象的邏輯結(jié)構(gòu)的支持所阻礙。教師在教學(xué)中，應(yīng)充分挖掘化學(xué)知識(shí)之間的邏輯結(jié)構(gòu)和深層規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生學(xué)會(huì)遷移運(yùn)用，才能打開學(xué)生的思維，自覺主動(dòng)去尋找探究新知。[2]

例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)了“堿金屬”后，掌握了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途的基本規(guī)律。如Li、Na、K、Rb、Cs、Fr原子結(jié)構(gòu)規(guī)律的比較分析，可知這六種堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)最外層都是1個(gè)電子，容易失去1個(gè)電子，達(dá)到8個(gè)電子(Li為2個(gè))的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。因此，他們都具有很強(qiáng)的還原性。從Li到Fr隨著電子層數(shù)的增多，原子半徑增大，原子核對(duì)最外層電子的吸引力減小，導(dǎo)致最外層電子越來越容易失去，化學(xué)性質(zhì)越來越活潑。如果教師能將上述規(guī)律教給學(xué)生，讓學(xué)生運(yùn)用規(guī)律學(xué)習(xí)，就會(huì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，去自主探究，則學(xué)習(xí)鹵素這一章的內(nèi)容就變得非常容易。

三、巧設(shè)認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生思維

“認(rèn)知沖突”是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過程遇到一個(gè)問題，學(xué)生想迫切去解決它，但用已學(xué)過的知識(shí)技能，又無法解決的一種矛盾的心理狀態(tài)。一旦出現(xiàn)這種心理狀態(tài)，就能使學(xué)生產(chǎn)生主動(dòng)探究的動(dòng)力。這時(shí)，學(xué)生處于注意力最集中、思維最活躍的狀態(tài)。例如，筆者在教學(xué)“Na2O2與水的反應(yīng)”一課時(shí)，就提問學(xué)生：Na2O2與水的反應(yīng)得到的溶液中，加酚酞試液會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？學(xué)生們大聲回答：溶液會(huì)變成紅色。接著，我演示了Na2O2與水反應(yīng)，得到的溶液中加酚酞試液，果然，出現(xiàn)了紅色。于是，我搖動(dòng)試管，紅色很快褪去，學(xué)生一下子傻了眼？溶液的紅色為什么會(huì)褪去呢？這時(shí)，我抓住時(shí)機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生思維，探究紅色退去的原因，參考教材找答案。然后，師生一起歸納出Na2O2與水反應(yīng)的規(guī)律。筆者通過實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的意外現(xiàn)象，巧妙創(chuàng)設(shè)了認(rèn)知沖突情境，激發(fā)了學(xué)生的思維，讓學(xué)生形成了探究的強(qiáng)烈欲望，而去自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，尋找知識(shí)的真諦。從而提高了課堂教學(xué)的效果。

四、發(fā)掘美育素材，啟迪學(xué)生思維

化學(xué)中的美育素材，是人類智慧開放出的瑰麗鮮花，是盛開在抽象思維的莽原上的鮮花。在藝術(shù)美的啟迪下，教師要挖掘化學(xué)中解題思路的美育因素。差異美是條件與結(jié)論之間的數(shù)量特征、關(guān)系特征的差異，理清、清除這些差異，而完成的一種解題策略。[3]

例如：已知乙烯和1、3—丁二烯可發(fā)生如下反應(yīng)：

該系列化合物可由石油裂解產(chǎn)物為原料采用上述方法合成。

1.上述系列化合物分子式的通式為_____。

2.該系列化合物中分子式為C24Hx的化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_____。

3.該系列化合物的最大含碳量為_____。

解析：1.觀察結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出一種美的對(duì)稱性，其分子式體現(xiàn)等差數(shù)列規(guī)律：C8H14、C12H20、C16H26，碳、氫的公差分別為4和6，其通式為C4n+4H6n+8。

2.由通式知4n+4=24，得n=5，6n+8=38，分子式為C24H38，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：

3.運(yùn)用數(shù)學(xué)極限方法計(jì)算，該系列化合物最大含碳量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

上述解題方法發(fā)掘了化學(xué)中的美育素材，讓學(xué)生感受到化學(xué)美的熏陶，不再感到化學(xué)知識(shí)的枯燥乏味，啟迪了學(xué)生的思維。