高中化學教學中創設思維情境，提高思維能力的幾點做法

文章編號：1005-6629(2007)02-0012-04

中圖分類號：G633．8

文獻標識碼：B

科學素養是建構高中化學課程的重要基礎，過程和方法是學生形成科學素養的重要方面，中學化學新教材的教學過程和方法的實施目的就是培養學生的思維能力，而培養學生思維能力的主渠道是課堂教學的各個環節。在課堂教學中應通過創設良好的思維情境，將學生的注意力引導到最佳思維狀態，從而在思維訓練中提高能力。

1 以啟發性問題啟動思維

精心設計具有啟發性的問題，使學生“跳一跳摘得到”，從而使思維處于積極狀態，有利于培養學生的思維能力。

如在“強電解質和弱電解質”的教學時，在做了“幾種溶液的導電性”演示實驗后，若向學生提問：強電解質與弱電解質有何區別?對于這個問題，學生不易回答，不如改為：

(1)在相同條件下，強、弱電解質的導電能力有何不同?

(2)強弱電解質在電離程度上有何不同?

(3)強、弱電解質在水溶液中以怎樣的形式存在?

(4)強、弱電解質的電離方程式有何不同?

(5)強、弱電解質在結構上有何區別?

又如在進行“SO₄^2－的檢驗”教學時，可依次提出如下問題：

①向未知溶液中加入BaCl₂溶液后產生白色沉淀，再加入鹽酸后沉淀不消失，可證明試樣中一定含有SO₄^2－嗎?

②為何要在待檢液中先加入過量的鹽酸?

③在問題(2)中將鹽酸換成硝酸是否可以?

④如加入過量鹽酸后有氣體放出，再加Ba(NO₃)₂溶液有白色沉淀生成，則原溶液中一定有SO₄^2－嗎?

⑤怎樣正確檢驗未知溶液中是否含SO₄^2－?

再如在教師做完“氨的噴泉實驗”后，教師組織學生討論“形成噴泉的原因是什么?”學生經過討論很快就到得出結論“圓底燒瓶內外存在壓強差”。然后，教師再組織學生討論“圓底燒瓶內外怎樣才能存在壓強差?”有的學生說“氨氣被水迅速吸收”，教師再問“在圓底燒瓶中盛氯化氫、二氧化碳氣體能否形成噴泉?”學生經過討論，有的學生說“氯化氫能形成噴泉。二氧化碳氣體不能形成噴泉?！苯又處熢賳枴岸趸細怏w要形成噴泉，在水中要加入什么物質?”此時，有的學生很快就回答“在水中要加入堿?！苯處燅R上給予肯定，然后說“現在，你能否總結形成噴泉的條件?”學生總結的都很好。在此基礎上，教師要求學生設計一套能夠形成噴泉的裝置。此時學生思維活躍，大膽聯想，認真設計，努力創新，設計出了很多方案，很多學生的設計圖原理正確，設計新穎。

以上幾個例子中教師所提的問題都是由表及里、由淺入深，由一般到普遍，這些問題的提出，活躍了課堂氣氛，啟動了學生的思維，也易使學生體驗到探索的樂趣和成就感。

2 以設計化學實驗激活思維

化學實驗最能引起學生的濃厚興趣，具體表現為：情感興趣、操作興趣、探索興趣和創造興趣，四種興趣的水平的逐級升高。在教學中，一方面注意學生的情感興趣和操作興趣，更重要的是通過化學實驗激活思維，積極培養學生的探索興趣和創造興趣，使學生在興趣中學習，在興趣中提高。

例如：在“硫酸”的教學中，介紹鐵在常溫下能在濃硫酸中形成致密的保護膜。此處，教師可提出問題：怎樣設計實驗，證明鐵的表面形成了氧化膜?然后啟發、引導、分析：鐵能與硫酸銅發生置換反應；如表面形成氧化膜，則放入硫酸銅溶液中也不會置換出銅，然后做對比實驗：甲、乙兩個鐵片，用稀鹽酸洗過后(為什么洗)，用濾紙拭干，甲直接放入硫酸銅溶液中，乙先放人濃硫酸中，稍候取出置于硫酸銅溶液中，則可看出不同的現象。然后將乙用小刀劃幾條痕跡再插入硫酸銅溶液中取出再觀察，現象會更明顯。從而達到驗證的目的。也可啟發學生從原電池的角度去考慮，可得出另外的方案：Fe－Sn－FeCl₃原電池，鈍化Fe－Sn－FeCl₃的原電池比較兩者電流針的偏轉方向。在本部分知識，當學到反應方程式：2H₂sO₄(濃)+C＝2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O時，可提出問題：如何設計實驗，驗證生成物中的兩種氣體?啟發學生思考：檢驗SO₂用品紅溶液，檢驗CO₂用澄清石灰水：但“SO₂通入澄清石灰水中也會看到渾濁”是解決問題的關鍵；故應先驗證SO₂后，再除去SO₂，且要確認除盡后，再將余氣通入澄清石灰水中，方可達到驗證目的。裝置如圖：

又如：在“鐵和鐵的化合物”教學時，學生用硫酸亞鐵溶液和氫氧化鈉溶液反應得到的氫氧化亞鐵沉淀往往是灰綠色的，而非白色，為什么呢?教師應充分引導學生分析思考得出原因：Fe(OH)₂在空氣中被迅速氧化。進一步啟發：怎樣才能使氧化速度變慢?學生經過思考后會提出許多方法：(1)所用NaOH溶液先煮沸；(2)用氫氣把Fe(OH)₂溶液中的空氣趕走；(3)在Fe(OH)₂溶液上滴加油膜等。這樣，師生通過分析、比較、討論、交流，可得到較好的方法：在Fe(OH)₂液面上滴加幾滴苯，將滴管伸到液面下滴加煮沸過的NaOH溶液，即可看到液面下方有白色沉淀，且保持較長時間。經過這樣的實驗探索，激活了學生的思維，也使學生的探索興趣和創造興趣得到充分發揮。

又如：中學常見的制氣發生裝置有三種：

Ⅰ．固+固→氣(加熱) (如：O₂ NH₃)

Ⅱ．固+液→氣(不加熱) (如：H₂ CO₂ SO₂)

Ⅲ．液+液(或固)→氣(加熱) (如：Cl₂ HCl)

但如均采用同一種裝置，如右圖，怎樣制取以上氣體?學生會思考：反應物的狀態和反應條件決定發生裝置，現在裝置已確定，從中可明顯看出：(1)不能加熱 (2)反應物必是一種液體和另一種液體(或固體)。如用此裝置，則必不能拘泥于教材上原來的藥品，繼續思考可得出以下方法(部分)：

通過實驗設計，學生思維活躍，對于問題敢于研究、推理、聯想和討論，使學生養成動手實驗，善于動腦、勤于思考的好習慣?；瘜W實驗的教學功能，不能只停留在用化學實驗創設教學情景、突破教學難點等淺層次上，不能只局限于化學認知的范圍去考慮如何發揮化學實驗的作用。實踐表明化學實驗是促進學生深入思考化學問題、強化學生思維的最佳手段。

3 以思路教學發展思維

所謂思路，是指思考問題的方式和過程，正確流暢的思路是科學理論的基礎，也是解決問題的條件。重視思路教學，可為解決學生思路不清、層次雜亂等問題創造良好條件，也是提高教學質量、培養學生思維能力的重要途徑。

例題一：某河道兩旁有甲、乙兩個小化工廠，經檢驗它們排出的廢水中共含K⁺、Cu²⁺、H⁺、C0₃²⁺、NO₃^-五種離子，甲廠的廢水明顯呈酸性，則甲廠的廢水中含哪三種離子?

[分析]此題具有較強的靈活性和綜合性，重在思路點撥：

(1)甲廠的廢水中必含H⁺，則必不含CO₃^2-；

(2)則CO₃^2-定為乙廠的廢水所含，因CO₃^2-與Cu²⁺不能共存，可知Cu²⁺啦屬甲廠廢水；

(3)此時思路轉換：甲廠廢水中已知的兩種離子皆為陽離子，則最后一種定為陰離子，即NO₃^-。

例題二：27．2g鐵粉和氧化鐵的混合物，放入500ml的稀H₂SO₄中，發現固體完全溶解并放出4．48L H₂(標準狀況)，加入NH₄SCN溶液無顏色變化．然后向溶液中加入2mol／L NaOH溶液，當溶液呈中性時，用掉NaOH溶液500ml，則原H₂SO₄溶液的物質的量濃度為( )

A．4mol／L B．3mol／L C．2mol／L D．1mol／L

【分析】從題干敘述可看出此題至少涉及六個反應，條件多，反應關系復雜。如果按反應過程一步步算過來，很麻煩而且結果未必正確；如果我們換個思考的角度，不去研究它的反應過程，而是抓住反應的結果——最后的溶液只是Na₂SO₄溶液，問題就可迎刃而解。根據Na⁺、SO₄^2-守恒知：n(NaOH)=2n(H₂SO₄)，又因V[NaOH(aq)]=V[H₂SO₄(aq)]，故H₂SO₄溶液的物質的量濃度是NaOH溶液物質的量濃度的1／2，故選D。

例題三：由某堿金屬(R)及其氧化物(R₂O)組成的混合物4．0g與水充分反應后，經蒸發、結晶得到干燥的固體5．0g。問：該金屬是何金屬?混合物中堿金屬單質及其氧化物質量各是多少?

【分析】解題時若直接建立代數方程組求R的相對原子質量、R的質量和R₂O的質量，將十分復雜繁瑣，并且由于數據不足會出現重重障礙。運用極限觀點來分析：當混合物全部是R或R₂O時，先計算R相對原子質量的極值，再確定R相對原子質量的范圍，進而確定R是什么元素。

解：設R的相對原子質量為M。

(1)當4．0g混合物全部為R時，據2R+2H₂O=2ROH+H₂↑

從反應(1)看，反應前后固體的質量沒有改變，由(2)容易得出白色固體的質量比原混合物的質量增加了14．5g-13．6g=0．9g即是反應(2)中消耗的H20的質量，由此可求出參加反應的Na₂CO₃的質量為5．3g。 通過以上幾題的解題過程可看出：教師在教學中應組織學生形成一條清晰的解題思路。使之明確科學結論的思維過程，從而提高學生的思維能力。

4 以一題多解培養發散思維

多角度的思考同一類型的問題，可大大提高思維的深度和廣度，完善學生的思維品質。

如：在“硫酸”的教學中，學生在掌握了濃硫酸的特性后?？商岢鰡栴}：如何鑒別一瓶濃硫酸和一瓶稀硫酸?通過學生的發散思維，可得出以下方法：

方法一：觀察狀態，油狀粘稠的液體是濃硫酸。

方法二：根據密度，等體積的液體較重的是濃硫酸。

方法三：溶于水，放出大量熱的是濃硫酸。

方法四：各取少許加入蔗糖中，能使蔗糖脫水碳化的是濃硫酸。

方法五：加入銅片并加熱，產生氣體的是濃硫酸；無現象的是稀硫酸。

方法六：加入鐵釘，使之鈍化的是濃硫酸；有氣體生成的是稀硫酸。

方法七：能使藍色石蕊試紙先變紅后變黑的是濃硫酸；只變紅的是稀硫酸。

又如：在有機計算中，有這樣一道例題：某氣態烷烴和含一個雙鍵的烯烴組成的混合氣體22．4L，完全燃燒后生成的氣體通過濃硫酸，濃硫酸增重4．05g，剩余氣體再通入堿石灰，堿石灰增重6．60g，另取相同狀況下的2．24L混合氣體通入過量溴水，溴水增重1．05g，則：

(1)混合氣體由哪兩種烴組成?(2)體積分數是多少?

師生通過共同研討、思考，總結了以下三種方法：

解法一：利用原子守恒法列代數式：

通過以上例題的一題多變和一題多解，學生開闊了視野，真正抓住了本質，以此類推，體現了由例及類的過程，變中求同、同中求異，學生應變能力提高了，學生的靈活性增強了。

5 以探究創新強化思維

學生的智力和思維的深刻性、精密性、創造性、廣闊性和敏捷性等得到行之有效的強化、開拓和訓練．在知識應用、方法設計、思維創新諸方面強化思維，思維能力就會明顯提高。例如教師利用實驗“10mL 2mol·L^-1 CuCl₂溶液中投入10g鋁片。”引發學生先聯想到： (1)金屬活動性順序； (2)有關物質的顏色(有些學生還會聯想到更多的內容1。進而讓學生作出理性思考：(1)鋁比銅活潑，鋁可從CuCl₂溶液中置換出單質銅，所以鋁片上會有紅色物質析出； (2)CuCl₂水解使溶液顯酸性，鋁會跟H⁺反應生成H₂；鋁片表面有無色氣泡逸出。有些學生認為還可能有更復雜的現象，也有部分學生認為只置換出銅。此時，教師做了這個實驗，學生觀察到以下現象：(1)鋁片表面立刻有紫紅色銅沉積，同時產生較多的氣泡；(2)溶液綠色變淡，繼而產生藍色沉淀；(3)混合液溫度升高，甚至發燙。產生氣泡速度明顯加快，鋁片上下翻滾；(4)混合液變黑，鋁片周圍有少量白色沉淀物產生；(5)一定時間后，試管底部有較多紅色粉末狀銅沉積，溶液變成無色透明；(6)鋁片上繼續產生無色氣泡……實驗中觀察到的現象既豐富又復雜，大大超越了學生實驗前的預測結果，因而激發學生的探索心理，同學之間展開了激烈的爭論，對現象的解釋有：(1)產生氣泡加快的主要原因?[反應放熱，溫度升高；鋁銅原電池的形成；Al³⁺度增大，溶液酸性增強。](2)混合溶液變黑的原因?[生成的Cu(OH)：分解成黑色CuO。](3)最后溶液變無色透明的原因?[Cu²⁺濃度減小，促使溶解平衡正移，使得Cu(OH)₂、CuO溶解。]限于知識基礎．學生無法解釋實驗過程中產生的白色沉淀。有部分學生認為白色沉淀是Al(OH)₃，也有學生認為不可能，且都提出了一些理由。這時，教師要積極引導學生深入思考，大膽推測，鼓勵開展思維創新，最終由學生得出在溫度較高時，銅和氯化銅可反應生成白色的CuCl。通過該實驗的探索，提高了學生綜合應用知識的能力，強化了思維，大大開闊了學生的思維境界，也培養了學生思維的創新性。

教學生學會思維，也是新課標的重要要求。我們只有把教學看作是啟迪學生的智慧、開拓學生的思維、培養學生的能力、開發學生的智力的過程，始終堅持“學為主體，教為主導，思為主線”的原則。始終堅持在教學實踐中探索研究，始終堅持“創設課堂教學的思維環境”，才能培養出新世界的創造型人才。

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