談初中化學探究中的思維含量

沈春燕

(啟東市南苑中學，江蘇啟東，226200)

回顧課程改革走過的這十多年，我們明顯感覺到變化的是教學，探究代替了講授，合作代替了單向接受。這些變化令人欣喜，同時也是值得思考的。因為早有學者對教學形式的變化提出了自己的觀點，認為形式的變化不能沖淡教學的實質。教學的實質是什么呢？是提高學生的知識水平，促進學生的認知發展，其中最主要的是提高學生的思維能力。筆者贊成這一觀點，并且認為“思維是世界上最美麗的花朵”這一教育格言，同時也希望我們的學生能夠更多地融合到合作、探究的教學形式當中來。鑒于此，我們開始了科學探究中如何提高思維含量的思考。

初中化學作為自然科學課程的一種，與探究的關系極為密切。而縱觀化學發展的歷史，我們又可以發現每一個重大的化學發現既是實驗的產物，又是化學家思維的產物。因此在科學探究中研究思維的含量，既有歷史意義，也有現實意義。

一、探究思路設計中的思維含量

科學探究中的思路設計是展開探究的初始性工作，因為探究不是盲目探究，而是有計劃的探究。這個計劃如何進行，關鍵在于探究思路的設計。顯然，探究的思維是圍繞探究的目的進行的，而之所以需要設計思路，是想通過比較、鑒別等尋找出最優方案，得出結論。

比如在“溶解度”知識的學習中，我們可以通過探究的方式來讓學生認識到物質在水(然后再延伸到其他溶質)中的溶解是有限度的。此時如何激發學生積極思維呢？我們首先讓學生結合生活經驗，對溶解是否有限度提出自己的觀點。這個時候學生的思維是積極的，他們會聯想到生活中糖或食鹽在水中的溶解的情形，從而得出水能溶解糖和食鹽，但這是有限度的結論。此時教師可適時點撥，為學生下一步思維的展開打下基礎。列舉化學學習中常見的物質如CaCO3、NH4HCO3、KNO3等，先通過定量的溶解演示，讓學生觀察并比較，誘發學生思維并提出新的問題：不同的物質在水里的溶解程度有多大的不同？同一物質在水里到底能夠溶解多少？怎樣比較不同物質在水中的溶解能力？一旦這些問題提出，就意味著學生的思維走向了深入，也就意味著我們的探究計劃有了成功的基礎。

探究方案中學生的思維含量非常重要，因為學生如果在這個環節沒有進行充分思維，那后面的探究就會成為按實驗步驟僵化操作的、沒有思維參與的過程，那探究也就失去了意義。

二、探究實驗控制中的思維含量

實驗探究是科學探究中進行證明的主要形式，在傳統教學中有實驗，在科學探究中也有實驗，但此實驗與彼實驗的實質是不一樣的。講授式教學中的實驗是教師的工具，是幫學生接受知識的工具；而在探究教學中，實驗卻是幫學生理解知識的工具。顯然，理解的層次要高于接受的層次，也對思維提出了更高的要求。

例如在“氧氣的性質”知識的學習中，我們提倡通過探究的方式讓學生去認識氧氣的性質。在確定探究的思路之后，思維的體現就表現在對實驗的控制上面。在實際探究中，我們圍繞這樣幾個方面引導學生進行思考：關于氧氣是否有助燃作用，我們應當設計什么樣的實驗來進行比較？——這個環節中的控制思想在于“比較”，即氧氣的助燃作用只有通過純氧氣環境與非純氧氣的環境中比較才能發現，比較是這一過程中的思維驅動。在此基礎上，再引導學生進入下一個環節，分別將浸有白磷和二氧化硫溶液的小方塊布置于空氣當中，先猜想可能發生的現象，然后用實驗來證明。

有了上述教師主導下的實驗探究，我們還可以進一步引導學生自己去設計實驗以發現氧氣的性質。而這也需要思維的基礎，一方面體現在學生已經理解了氧氣的性質，知道怎樣才能發現氧氣的性質；另一方面體現在學生要通過對其他所學過的化學知識的梳理，然后猜想有可能通過什么樣的設計也能發現氧氣的性質。事實證明，部分化學知識基礎較強和思維能力較扎實的學生，也能想到類似于利用點燃的方法來驗證氫氣和氧氣能否燃燒的實驗，并最終得到氧氣只能助燃但本身并不能燃燒的結論。

在這一探究實驗中，我們充分給學生時間思考，學生就有了從容思考的機會。在面對老師的問題時，他們能夠順利地沿著教師的思路，將思維進一步延伸。在面對自己的問題時，他們能夠充分地梳理已有的知識，并按自己的邏輯進行實驗的設計與控制。我們認為，這樣的科學探究讓學生有了充分思維的機會，對于提高學生的思維能力是非常有幫助的。

三、探究實驗情景中的思維含量

科學探究本身是一個豐富的過程，這個過程需要學生實地操作，更需要學生不斷地思維。尤其是在實驗思想方法的尋找、對實驗現象的預測及對實驗現象的分析中，都需要思維的參與，我們把這些統稱為實驗情景。

比如說“質量守恒定律”是初中化學最為重要的內容之一。自從科學探究開始進入初中化學課堂以來，這一內容就是探究的一個重點。由于客觀條件的不同，不同的老師在演繹這一內容時，也有著不同的探究方式。筆者結合多位同行的教學思路，本著提高學生思維能力的想法，在我們的課堂上進行了探究。首先讓學生思考化學反應完成后，物質的質量可能有什么樣的變化？這個時候學生出于邏輯關系，一般都會說出三種可能：增大、減小、不變。但此時的思維是低水平的，我們應當再提高一個水平，于是向學生提出一個問題：你能證明你的觀點嗎？這個時候學生的思維就深入到了已經學過的內容。他們經過搜索與比較會發現：類似于鐵絲在空氣中燃燒的結果，其質量是變大的；類似于制作氧氣中的加熱氯酸鉀，最后的質量是變小的；類似于將氯化鉀與硝酸銀反應，最后的質量就是不變的。在學生的思維達到這一水平之后，我們還有進一步提升的空間：那物質發生化學反應時質量關系到底是怎樣的呢？是隨機的還是有著固定規律的？我們發現的變大與變小背后有沒有其他可能？此時學生就會思考自己所舉的例子，進而有可能發現其中有的有氣體逸出，有的則是氣體參加了反應。于是質量守恒的結果就逐漸成形……在這一探究的情景中，我們通過問題不斷地誘使學生進行深入的思考，而學生在探究過后也感嘆：這樣的探究過程真的是步步深入！

總而言之，科學探究不應當只是形的探究，更應當是思維參與的探究。因此，在初中化學的科學探究中，我們要高度關注學生的思維參與，這樣才能將科學探究的魅力充分彰顯出來。

[1] 黃明仔.淺談初中生化學思維的形成[J].中學生數理化：教與學，2012(4).

[2] 廖正衡.略論化學思維方法[J].化學教育，1996(1).