盛錫銘


思維定勢是指人們習慣于用某種固定的方式去考慮問題的思維傾向。思維定勢對解決問題有積極作用,也有消極作用。不良的思維定勢容易把學生引入歧途,產生錯誤。下面,筆者對化學中常見不良思維定勢的成因及其應對策略做個簡單地探討,希望能拋磚引玉。
一、因題目似曾相識而產生思維定勢
學生在考試中總會遇到一些似曾相識或很熟悉的題型,
忽略了兩者之間的差異性,其結果必然是差之毫厘,繆之千里。
圖1
例1最近科學家發現一種由鈦原子和碳原子構成的氣態團簇分子,如圖1所示。頂角和面心的原子是鈦原子,棱的中心和體心的原子是碳原子,則它的化學式是 ( )。
A.TiC B.Ti5C7 C.Ti14C13 D.Ti13C14
定勢錯解利用均推法,計算出Ti原子與C原子的個數比為:(1/8×8+1/2×6)∶(1+1/4×12)=1∶1,因此選A。
錯誤剖析學生平時習慣了利用晶胞圖推斷晶體化學式,沒有注意題中明確圖中所表示的是團簇分子,而不是晶胞,于是產生了思維定勢,直接利用均推法解題,從而造成錯解。
正確解法只要數出Ti原子和C原子個數即可。由圖可知,分子中有14個Ti原子和13個C原子,因此,該分子的化學式為Ti14C13,正確答案是C。
應對策略準確理解題意是正確解題的根本前提,學生平時就要養成認真審題的良好習慣。考試中,往往越熟悉的題目越危險,學生越要認真對待,越要咬文嚼字仔細推敲,弄清題意。同時,教師在教學過程中,要適當運用變式訓練,讓學生比較分析、找出異同,提高學生鑒別能力,克服不良思維定勢的影響。
二、因題中初始條件而產生思維定勢
在有多個小問的試題中,命題者經常先在一個情形境下設置一個小問題,然后悄然改變情境后再設置另一小問題,引誘學生上當。不少基礎不扎實的學生,可能就會因為初始情境的干擾,采用原來方法解決新的問題,從而產生思維定勢,給后面的分析帶來障礙。
例2通常人們把拆開1 mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱。
化學鍵Si-OSi-ClSi-SiSi-C
鍵能/kJ·mol-1460360176347
請比較下列兩組物質的熔點高低(填“>”或“<”):Si
C Si;SiCl4 SiO2。
定勢錯解Si-C的鍵能大于Si-Si的鍵
能,因此,SiC熔點高于Si。SiCl4中有4個Si-Cl鍵,SiO2中只有2個Si-O鍵,360×4 > 460×2,故熔點SiCl4 > SiO2。
錯誤剖析對于SiC和Si等原子晶體來說,熔化時主要需克服原子間的鍵能,鍵能越大其熔點就越高。有了前面的情境,不少學生產生了思維定勢,認為只要比較等物質的量SiCl4、SiO2的鍵能即可判斷其熔點高低。這些學生恰恰忽略了SiCl4和SiO2晶體類型不同的事實。
正確解法SiCl4屬于分子晶體,熔化時主要需克服范德華力;SiO2屬于原子晶體,熔化時主要需克服共價鍵的鍵能。因此,SiCl4熔點遠低于SiO2熔點。
應對策略對于此類試題學生要注意明察秋毫,洞察題給條件的變化,及時調整解題思路。這種類型的不良思維定勢,說到底還是因為雙基不夠扎實。
三、因片面理解結論或規律而產生思維定勢
任何化學結論、規律都有其一定的適用范圍,如果不能理解這些化學結論、規律的內涵和外延,死搬硬套必然會產生不良思維定勢,發生錯誤就難以避免了。
例3常溫下,用Al、Cu 作電極,用濃HNO3作電解質溶液時, 作負極,電極反應為: ; 為正極,電極反應為: ;總反應為: 。
定勢錯解活潑金屬Al作負極,電極反應為:Al-3e-Al3+;銅為正極,電極反應為:4H++NO-3+3e-NO↑+2H2O;總反應為:Al+4H++NO-3Al3++NO↑+2H2O。
錯誤剖析錯解中犯了思維定勢的毛病,片面地認為活潑金屬一定做負極,不活潑金屬一定做正極。其實,原電池反應的實質是自發氧化還原反應,能自發發生氧化反應的一極才是負極。
正確解法常溫下,Al在濃HNO3中會發生鈍化現象,此種情況下,是Cu更容易與濃HNO3發生氧化反應,因此Cu才是負極,電極反應為:Cu-2e-Cu2+;Al只能做正極,電極反應為:4H++2NO-3+2e-2NO2↑+2 H2O,總反應為:Cu+4H++2NO-32NO2↑+2H2O。
應對策略對于一些化學結論、規律,學生要理解結論或規律的來龍去脈,掌握結論或規律的內涵和外延,這樣才能在考試中做到游刃有余,以不變應萬變。以本題中原電池正負極的判斷為例:一般情況下,相對活潑的活潑金屬更容易失去電子,發生自發氧化反應,是原電池負極。但負極的實質不是因為金屬活動性強,而是金屬能在電解質溶液中發生自發的氧化反應,如果它不能發生自發氧化反應了,當然就不能做負極。如果學生理解其中的道理,本題就不會犯錯了。
四、因某種解題習慣而產生思維定勢
學生反復解答某類試題時會逐漸形成自己的解題習慣。這些解題習慣本來就可能有缺陷,在某種情況下如果學生不能學會變通,死守習慣,就可能鉆進命題者設置圈套中。
例4熔融鹽燃料電池具有高的發電效率,因而受到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質,CO為陽極燃氣,空氣與CO2的混合氣為陰極燃氣,制得在650℃下工作的燃料電池,完成有關的電池反應式:
陽極反應式:2CO+2CO2-34CO2+4e-
陰極反應式:
總電池反應:
定勢錯解不少學生習慣于先寫出陽極和陰極的反應式,然后二者相加得出總反應式,但一般情況下CO2不能燃燒,也就是說CO2不與O2反應,因此他們寫不出陰極反應式,也就寫不出總電池反應式。
錯誤剖析正難則逆。本題如果先寫陰極反應式的確有點難度,但我們如果換個思路——先寫電池的總反應式,再根據總反應式和陽極的反應式去寫陰極反應式,這樣就容易多了。
正確解法既然以CO為陽極燃氣,那電池的總反應式肯定是2CO+O2→2CO2;用總反應式減陽極反應式就可以得到陰極反應式:O2+2CO2+4e-
→2CO2-3。
應對策略學生思維呆板、缺乏變通是產生不良思維定勢的重要原因之一。在教學中,教師要注重培養學生思維的靈活性、發散性和創造性,要引導學生從多個角度思考問題,不拘泥于現成的模式,敢于創新,善于創新,讓學生形成良好的思維品質。
(收稿日期:2014-09-22)