化学新课改中思维能力的培养

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摘要：比较了学生思维能力培养与思维品质形成的显性知识形成过程和思考过程的不同。分析了学生学会认识探究事物变化的一般规律，介绍了培养学生思维能力与形成思维品质的方法，最终目的是达到培养学生具有创新精神、实践能力和终身可持续发展的能力。

关键词：显性知识；高级知识；隐性知识；思维能力培养

文章编号：1005－6629(2007）06－0001－05中图分类号：G633.8 文献标识码：B

学生思维能力培养与思维品质的形成不同于显性知识的形成过程，思维能力是在思考过程中发展和提高的，而思考过程是别人所代替不了的。因此，在化学教学中，教师必须强调学生学习的主动性，发挥学生的主体作用，从而达到培养思维能力的目的。

化学学习中学生思维能力的培养策略设想兼实施如下：

1创设问题情境是引发思维的源泉

古希腊教育家亚里斯多德讲过一段名言：“思维自惊奇和疑问开始”。“问题”是开启思维和发展思维的源泉，” 一个问题的答案不是唯一的，而是开放式的”已成为日本教育家集中研究的问题。以发展学生的思维能力，提高学生的素质为目的，传授知识仅仅是实现这一目标的一个过程。引导学生观察、发现、分析、解决问题是课堂教学的轴心，在教学结构上，师生之间、学生之间形成一种合作关系，新课程改革的一个重要特点就是学生学习方式的改变，要求学生由原来的“接受式学习”转变为“探究式学习”，以此来激发学生的学习兴趣和学习动机。创设丰富的问题情境是帮助实现这一目标的一种有效的教学手段。（创设问题情境有多种途径：如利用化学史料创设问题情境，从化学实验入手创设问题情境，结合生活、生产和当前科学技术发展中的实际问题创设问题情境等。）

以下讲述从化学实验入手创设问题情境的一个教学案例。化学是一门以实验为基础的自然科学，通过实验创设问题情境可以模拟或再现知识的形成过程，使学生加深对知识的理解。

在有关SO2的漂白性质探究式教学时，设计了以下几个探究性问题，要求学生通过实验来解决。

问题一：二氧化硫与次氯酸、过氧化钠的漂白原理相同吗？若不同，有何区别？

设计实验1：

a.将SO2气体通入品红溶液中，再加热。

现象：品红溶液先褪色，加热后恢复原来的红色。

b.将Cl2气体通入品红溶液中，再加热。

现象：品红溶液先褪色，加热后无变化，溶液仍为无色。

结论1：次氯酸、过氧化钠的漂白作用是一种氧化性漂白，是永久性的、不可逆；而二氧化硫则是与有机色素结合成不稳定的无色化合物，加热后又会分解。

问题二：二氧化硫和氯气都能使含有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，其反应原理相同吗？

分析：含有酚酞的氢氧化钠溶液褪色的原因有两种可能：①.溶液中的H+中和OH-使溶液褪(酚酞等指示剂在酸碱中和反应中是一个可逆的过程）；②.试剂的漂白性在起作用。

设计实验2：

a.在含酚酞的氢氧化钠溶液中逐滴加入盐酸至过量，再反滴加氢氧化钠溶液(对比实验）。现象：溶液先褪色后又显红色。

b.在含有酚酞的氢氧化钠溶液中通入SO2至过量，再反滴加氢氧化钠溶液。

现象：溶液先褪色后又显红色。

c.在含有酚酞的氢氧化钠溶液中通入Cl2至过量，再反滴加氢氧化钠溶液。

现象：溶液变为无色。

结论2：二氧化硫和氯气都能使含有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，但反应原理不同，前者是其酸性在起作用，后者是氯气溶于水后形成的次氯酸的漂白性在起主要作用。

问题三：二氧化硫和氯气均可以用于漂白，若将它们混合使用效果如何?

SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl漂白效果减弱甚至消失。

现在市场上经常有不法厂家用工业级连二亚硫酸钠产生的SO2对食品进行漂白，如银耳、桂圆等，请问使用什么方法可以方便、快捷地加以鉴别。将食品置于阳光下晾晒几日，看其颜色是否发生变化。

通过实验我们将二氧化硫和氯气的漂白性进行了对比，揭示了二者原理上的差异，加深了对新旧知识的理解，同时又培养了学生进行科学类比推理，合理发散的方法性思维能力。

又例如：在讲硝酸的氧化性时，可提出：酸能跟多种金属反应放出氢气，但是为什么在制备氢气和硫化氢时，却要用盐酸或稀硫酸，而不能应用稀硝酸？在讲述一氧化氮和二氧化氮的性质时，可利用其性质的对比和分析，从而提出除去杂质二氧化氮的方法。在进行硫化氢还原性教学时，启发学生思考：１. 硫化氢是酸性物质，为什么不用浓硫酸干燥？２. 硫化氢和浓硫酸会发生什么类型的反应？３. 硫化氢在反应中作氧化剂还是还原剂？通过设置问题情境，把学生探索的热情激发出来。

2 激发学生的质疑技能是思维的重要环节

心理学认为：激发是使个体在某种内部和外部刺激的影响下，始终维持兴奋状态的心理过程。激发学生质疑可以集中学生注意力，提高学习兴趣；可以启发思维、发展智力；可以反馈评价，调控教师的教学；也可以引导学生的思考方向，扩大思维广度，提高思维层次，但更重要的在于可以让学生学会如何学习，如何思考。正如教育家克莱贝德福特所说：“你一天可以为学生上一课。但是如果你用激发好奇心教他学习，他终生都会不断地学习。”作为中学化学教师，不仅要激发和维持学生的好奇心，也要引导学生善于发现问题，不断提出问题，教师更要认真地解决学生所提出的问题。是培养思维能力的一个重要环节。

首先，应在重点、难点处设疑。教学内容能否成功地传授给学生，很大程度上取决于教师对本节内容重点、难点的把握。有教学经验的教师往往在备课时就非常注意对重点、难点教学方法的选择和恰当的设疑。当然，教师此时所提的问题也应当是经过周密考虑并能被学生充分理解的。例如，“摩尔”一节的教学重点之一是“物质的量”这一概念，教师可以在讲授了物质的量这一概念后提出如下问题让学生思考：物质的量和物质的质量的区别和联系是什么？ 激发学生的思维能力。

其次，教师应鼓励学生主动质疑。教师在教学过程中注意设疑，其另一作用在于让学生学会质疑。“给人以鱼，不如授之以渔”。具体来说，就是在讲解新课时要鼓励学生敢于追问；在知识的上下联系比较中要敢于反应；在总结知识时还要不断追问。例如在讲授硝酸的实验室制法时，可以让学生思考可否用硝酸钠和浓硫酸共热的方法制硝酸，这不仅可以加深学生对硝酸制法和性质的理解，同时也复习了浓硫酸的性质。在教学中对于不同视角的问题应引导学生善于用不同的思维方式给于解决。主要有因果法、反问法、推广法、比较法、极端法、转化法、推理验证法、变化法等等。

再是，教师激发学生质疑，激活学生的思维，从而提高教学效率。高二化学书设计在试管中进行FeSO4溶液和NaOH溶液反应的演示实验，如果按教材上的装置和方法去做实验，实验现象不明显，实验效果不理想。因为Fe(OH）2很易被空气氧化，为此在学生学习了高三教材电解饱和食盐水的原理以后，特意向学生提出用电解的原理来制取Fe(OH）2的课题，以激发学生的创造激情,让学生提出自己的设计方案，通过方案的提出同学之间相互探讨，相互质疑，老师在旁加以指导，提出要注意的问题。在讨论中，学生的思维得到了启发，激发，能不断闪现灵感的火花。经过师生的讨论，评出最佳方案(用铁作阳极，石墨作阴极，电解饱和食盐水，并在饱和食盐水中加入一定量的苯）。

教学中还应注意以下几个方面：

(1)教学中不要把一切问题都讲出来，让学生有问题可提。

(2)发现和提出问题要有个过程，切不可心急，欲速则不达。

(3)因势利导，逐步克服为提问题而提问题的倾向，使提问更有价值。

3 设计探索实验，培养创新思维

化学是一门实验科学，特别是在中学教育阶段，化学实验对于学生掌握知识、形成能力具有特别重要的意义。设计性或探究性实验不仅要求学生掌握一定的化学知识和实验技能，还要求他们灵活地、创造性地综合运用这些知识和技能。

如学习原电池知识后，可布置一个课外作业：利用生活中的某些物品自制简易原电池。又如学习乙炔的实验室制法时，可以要求学生根据乙炔的反应原理、反应条件和特点，自己设计一套制取乙炔的实验装置，这套装置可以参考教材的设计，但不能与教材完全相同。学生完成后，再组织学生一起分析、讨论、比较设计方案的可行性和优缺点等。对好的方案特别是有创新的方案，进行表扬和奖励。鼓励学生创新，调动学生的创新积极性和主动性。

爱因斯坦讲过：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉”。想象能力对于学生形成创新能力具有积极的作用。

例如，在《卤素》一章中，可以给学生一个探索性的题目：“用实验探究氯水的主要成分”。在确定此项实验设计的过程中，可以给学生这样的科学的探究模式：问题提出―假设―设计实验验证―结论。

首先，预测物质与水发生的是“溶解”还是“反应”，或是二者兼有，从而鉴定反应后的体系中是否还有反应物的微粒以及存在着什么生成物的微粒；氯气分子可以离解成2个Cl原子，水中含少量H+和OH-,他们之间重新组合，生成新的物质，H原子Cl原子组合生成HCl分子，溶于水形成盐酸。OH-和Cl原子组合生成HOCl,习惯写成HClO,叫次氯酸。因此我们推测，生成的物质是盐酸和次氯酸。

其次，再推测物质与水反应的原理及反应后可能得到的产物；设计实验进行验证。

实验设计1：证实盐酸的存在(设计实验证实H+和Cl-的存在）

实验设计2：证实HClO的存在：

方法1：将干燥的氯气与干燥布条接触。

方法2：将水与红纸接触。

方法3：将红纸与盐酸接触。

方法4：将红纸湿润接触氯气。观察是否褪色。

学生在思考了上面的问题之后就很容易设计出鉴定的实验方案来。再比如，在学习到氮的氧化物――二氧化氮的性质和制取时，要求学生设计有关二氧化氮的制取和性质的实验方案。这时可引导学生思考下列问题后再进行设计：

(1）实验室用什么试剂制取NO2气体，反应的条件是什么?(即实验原理是什么?）

(2）根据实验原理应该采用什么样的气体发生装置、收集装置、性质实验装置和尾气处理装置?(即为了达到实验的目的，应当选用何种仪器、设备?）

(3）达到这一实验目的，应当经过哪些操作步骤?这些步骤先后顺序如何确定?为什么要经过这些步骤?为什么要安排这种顺序?省略或调整某些步骤会有什么影响?(即实验操作中应采用何种组合、连接方式？应该有哪些注意事项？实施某个实验步骤时应注意做什么或不能做什么？原因何在?实验过程可能会出现什么不安全的事故?应该如何防范？万一出现事故应如何处置？依据何在?学生根据这些问题设计出具体的实验方案，经过教师审查，然后让学生去实践，并相互交流，比较各自设计思路的利与弊，再逐一改进。

培养想象能力，要学会联想。讲到CH4气体燃烧的焰色时，要联想到H2、CO气体燃烧的火焰也是淡蓝色；讲到CH4气体的实验室制取时，联想到用这套装置还可以制O2，NH3气体；讲到硬水的软化时，想到水壶为什么易起水垢；讲到浓硫酸的强腐蚀性时，想到皮肤沾了浓硫酸时，应该怎么处理。

4采用多种形式训练思维能力

思维方法是人们进行科学研究的手段，是使思维运动通向客观真理的途径和桥梁。科学史上大量的事实证明，没有正确的思维往往就没有科学上的新发现。没有分类法和归纳法，就没有门捷列夫的元素周期表；没有理想实验方法和演绎法就没有爱因斯坦的相对论；没有模型方法就没有原子世界微观结构的发现，没有类比和模拟法，就没有维纳的控制论。

4.1思维方法的训练

(1)分析、比较思维的训练

在教学过程中新知识，新概念不断的引现，这些知识和要领之间既有联系又有区别。比如：量筒、移液管、滴定管、容量瓶，都是容量仪器，都能量出一定体积的液体，所以学生使用时容易混淆。只有引导他们从容量范围，刻度规格以及形状对精确度的影响等方面进行比较，找出各自的特点，学生才能真正理解每一种仪器的用途，才知道在什么情况下，用哪一种仪器。

教师应经常将易混淆的概念有意识地提出来让学生展开思索，进行比较，注意抓住某些模糊或有错误的认识，使学生掌握概念的精髓，这样才能使学到的知识正确可靠，而且思路正确，并提高他们的分析比较能力。

(2)抽象、概括思维的训练

信息的输入诱发了思维，引起了质疑，从而产生了问题，提出问题总是希望解决问题，实际上是寻找解决所需要的信息。对一个问题的解决有时需要几分钟，有时需要相当长的时间，几十年甚至几个世纪。从教学的实际出发，学生的认识过程大部分属于前者，课堂教育更是如此。在很短的时间内要完成对若干对象的认识过程，因此教师要引导学生积极主动地思维，认真探讨点拨的最佳时机，选择最优的知识媒体或信息。例如在讨论胶体的稳定性时教师提出为什么制得的胶体没有沉淀呢？在学生看书讨论的基础上，播放Fe(OH）3胶体的电教录像,学生仅用五分钟就看到了Fe(OH）3的制备、净化和电泳的全过程，使学生很快得出胶体之所以稳定，一是带电胶粒的相互排斥，二是布朗运动的扩散作用。这一认识结果的完成，实际上是对客观对象的本质的规律性的反映。是对所见事实抽象、概括的结果。

(3)推理能力的训练

推理是根据一个或几个已知的判断，推导出一个新的判断的思维形式。它可分为归纳推理和演绎推理。归纳推理是从特殊到一般，即从个别的特殊事实推出一般结论的推理。例如：在讲到导体时，从铜、铁、铝、金、银等金属导电，推出一切金属都导电，这就是归纳推理。演绎推理则是从一般到特殊，即从一般原理到个别特殊事例的推理。如以“碱金属元素都具有较强的金属活动性”和“钠是碱金属元素”这两个判断推出“钠具有较强的金属活动性”的结论，在学习元素及化合物时，在学习了某一族元素的代表元素后经常可推理出同族其它元素的主要化学性质。就是演绎推理。在化学教学中经常要要求学生对所学知识进行归纳总结，演绎推理，提高学生的推理能力。

4.2学生立体思维训练

立体思维是在基本思维方式的基础上，以智慧为轴心，为学生的思维活动打开一个又一个的空间。变点的线的思维为立体思维，变静态思维为动态思维。培养多系统、多方位、多功能、多角度、多途径的高效率的思维方式。

(1)整体思维

整体思维就是思维的广阔性、高度性和整体性。站得高，看得远，既有广阔的视野又有把握全局的能力。

(2)动态思维

运用上式的动态平衡规律，组织讨论下列问题：

①氨水中存在哪些微粒？氨水跟液氨有何区别？

②氨水应如何保存？为什么？

③如何鉴别某一气体是否为氨气？

④为什么可以在浓氨水中加入固体烧碱制氨气？

⑤夏天打开浓氨水瓶子时应注意什么？

通过讨论，增强了氨的性质跟组成、制备、贮存、检验的联系，活跃了思维，变静态为动态，同时也将知识系统化，网络化，提高学生分析问题和解决问题的思维能力。

(3)逆向思维

英国化学家戴维发现了七种元素，这在元素的发现史上是罕见的。那么他成功的秘诀是什么呢？就在于他运用了逆向思维。当1890年意大利科学家伏特，发现了伏特电池，第一次将化学能变成了电能。化学家戴维则思其反，进行了电化学研究，用电解法制取物质。1907年，他选用电解熔融的苏打和苛性钠制得了钠。同年用电解硼酸制出硼。1908年用电解法制备的汞齐加热制得钙、锶、钡、镁等碱土金属。

教师在教学中对学生进行逆向思维训练，从事物的相反功能去探索、质疑，不仅加深了知识理解，提高思维的灵活性、变通性，也有利于打破传统思维的束缚，甚至会发现个令人惊奇的新天地。

(4)发散性思维和收敛性思维。

发散性思维是沿着不同的方向，不同的角度思考问题，从多方面寻找解决问题的答案的思维形式。收敛性思维是以集中思维为特点的逻辑思维，具有同一性，程序性、比较性三个特点。

在化学教学过程中，我们要把发散性思维和收敛性思维辨证地统一起来。运用发散性思维，从一个目标出发，启发引导学生在已有知识的基础上，利用全部信息，进行放射性，多方位发散，多方位论证，多因素分析。例如，化学计算的一题多解，基础理论教学中，对一个问题，一个论点，从多角度、多方位、多途径加以论证，无机物和有机物的分离和物质的鉴定，多种鉴别方法的设计等训练，都有利于培养学生的发散思维，爆发出创造思维的火花。发散性思维若没有收敛性思维作补充，容易发散无边，变成幻想空想瞎想。因此，当学生的思维发散到一定程度，就要适当收敛。例如，学生对同一实验进行多种方案设计后，教师要启发、引导学生对众多的方案进行比较和可行性检验，从而寻求较好的方案。从而优化学生的思维品质。

例如：在高三化学实验教学中测定NaCl中Na2CO3杂质的含量，要求学生从重量法，气体体积测定法，滴定法等角度去思考，进行方案设计，经过讨论比较，从中选择较优，可行性较强的方案。所以，培养学生的发散性思维和收敛性思维以及二者的辩证统一，是提高中学化学教学质量的重要途径，是培养创造性思维能力和创造型人才的重要前提。

通过几年的教学实践，认识到在教学过程中不仅要注重教学内容的传授，更要注重学生思维能力的训练，只有这样，才能将学生培养成一个具有独立思考能力和自我学习能力的人。

参考资料：

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