淺談初中化學教學中學生科學的思維方式的養成

陸衛娟

（江蘇省常州市正衡中學 江蘇常州 213000）

淺談初中化學教學中學生科學的思維方式的養成

陸衛娟

（江蘇省常州市正衡中學 江蘇常州 213000）

權威發布的中國學生發展核心素養，總體框架分為文化基礎、自主發展、社會參與三個方面。綜合表現為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新六大素養，具體細化為國家認同等十八個基本要點。

一、科學精神的根本是科學的思維方式

六大素養之一的科學精神主要是指學生在學習、理解、運用科學知識和技能等方面所形成的價值標準、思維方式和行為表現。具體包括理性思維、批判質疑、勇于探究等基本要點。筆者認為科學精神的根本是科學的思維方式或者說是科學的認知方式。筆者在一線教學，經歷了新課程改革的實施和深化過程。新課改以來，課堂教學發生了巨大的改變，九年級的大部分學生在行為表現上能進行基本的科學探究，思想上一些學生更能獨立思考，不人云亦云，具有一定的批判質疑精神即審辯性思維。但是在思維方式上，很多學生不能理清事實依據和結論之間的邏輯關系，比如在解決具體問題的時候，要么不能提煉出問題中的事實依據，要么提煉出事實依據后卻不能利用理性的邏輯思維分析推理出結論。

九年級學生邏輯思維表現是由客觀的人的思維發展規律決定的。發展心理學研究表明，少年的抽象邏輯思維開始占主導地位，他們已經能夠理解一般的抽象概念，但這一時期的抽象邏輯思維在很大程度上還屬于“經驗型”，即抽象邏輯思維需要感性經驗的支持，思維中的具體形象成分仍起重要作用。所以要培養學生的思維能力，提升其思維品質。

二、初中化學教學可以培養學生的科學的思維能力

思維心理學認為思維能力是需要訓練的。原因就在于自然學會的思維有一些弱點：受刺激本身的束縛、思維有定勢、受記憶容量的束縛、受到眼前利益的誘惑（不愿動腦子）。思維心理學還認為思維能力是可以訓練的。訓練的方法有：邏輯學是對思維技能本身的訓練；另外就是在學科教學中進行的訓練

核心素養具體在課程標準中落實。《全日制義務教育化學課程標準》中課程目標“過程與方法”就明確要求“初步學會運用比較、分類、歸納、概括等方法對獲取的信息進行加工”，“能用變化與聯系的觀點分析化學現象，解決一些簡單的化學問題”，這些就是培養思維能力的要求。

三、循序漸進訓練提升學生科學的思維品質

學生思維品質的提升不是一蹴而就的，需要教師引導，循序漸進提升。以比較的思維方法養成為例：

1．比較思維方法的“孕育”

課例：金屬的性質

[學生活動]歸納金屬常見的化學性質：（1）與氧氣反應；（2）與酸反應；（3）與金屬化合物溶液反應。

[提問] 其實大多數金屬都能與氧氣發生反應，但現象劇烈程度不同、反應條件不同。如銅絲在空氣中加熱與鎂帶在空氣中燃燒現象不同，請問通過這一比較，你可以得到什么結論？

[學生回答]鎂比銅活潑。

[追問]（1）鎂帶在空氣中燃燒有耀眼白光與鋁箔在空氣中加熱表面變暗失去金屬光澤，這一現象比較能否說明鎂的金屬活動性比鋁強？（2）鐵絲在氧氣中劇烈燃燒火星四射與鋁箔在空氣中加熱表面變暗失去金屬光澤，這一現象比較能否說明鐵的金屬活動性比鋁強？

[學生回答]：鎂燃燒的現象比鋁劇烈可以說明鎂的金屬活動性比鋁強，但鐵燃燒的現象比鋁劇烈可以，卻不能說明鐵的金屬活動性比鋁強。因為鐵是在氧氣中燃燒，而鋁是在空氣中燃燒，兩者不具有可比性。

[追問]那么我們如何進行比較才具有合理性？

[學生回答]必須控制其它條件相同，這樣進行的比較才有意義。

課例分析：學生利用金屬與氧氣的反應現象來比較金屬活動性在其潛意識中就已經存在，但學生缺乏科學比較的方法，通過這一環節復習，使其感受設計對比實驗的基本思維模式，學生開始有意識運用“比較”的思維方法。

2．比較思維模式的強化

[教師活動]其實對比實驗在第五章的學習中不僅在金屬與氧氣的反應中可以體現，在金屬與酸的反應中也可以體現。（展示圖片：Mg、Zn、Fe、Cu四種金屬與稀硫酸反應。）

提問：要想得出金屬活動性Mg＞Zn＞Fe＞Cu這一結論，實驗中要有哪些條件需要控制？

[學生回答]生1：需要讓這四種金屬反應時溫度相同。生2：與四種金屬反應的稀硫酸濃度要相同。 生3：金屬最好形狀一樣。

[過渡]“對比”的方法在金屬與金屬化合物溶液反應中還能體現嗎？（展示圖片：曾青得鐵化為銅。）這一反應說明了置換反應有何規律？（提示：鐵的活動性比銅強）

[學生回答]活潑金屬可以置換出不活潑金屬

[追問]那你們能不能將Mg、Zn、Fe、Cu、H的活動性進行排序呢？

[學生回答] 因為Mg、Zn、Fe能與稀硫酸反應，置換出H2，而Cu不能與稀硫酸反應置換出H2，所以排序為：Mg＞Zn＞Fe＞H＞Cu。

[鞏固練習] 判斷下列反應能否發生：Zn和CuSO4溶液、Cu和MgSO4溶液、Fe和Zn（NO3）2溶液。

課例分析：無論是金屬與氧氣的反應比較，還是金屬與酸反應現象的科學對比，在這些知識的復習中，不斷滲透比較這一思維方法的訓練，使學生的有意識運用“比較思維”得到強化。

3．比較思維意識的提升

[過渡]以上主要總結了金屬單質的物理性質與化學性質，但這些金屬單質如何制得？

[學生回答]通過冶煉制得。

[教師活動]講解：1、人們通常利用CO、H2等還原劑與金屬氧化物反應制備金屬單質。如：鐵就是利用焦炭、鐵礦石、石灰石三者在高爐里高溫冶煉制得。

[學生活動]寫出CO+Fe2O3、H2+CuO的反應方程式，并寫出反應類型。

[教師活動] 播放視頻：氫氣還原氧化銅。提問：這個實驗與書中的CO與Fe2O3的實驗在實驗裝置有何不同？為什么會不同?比較兩個實驗示意圖：

圖1：CO還原Fe2O3實驗裝置

圖2：H2還原CuO實驗裝置

[學生回答]生1：CO還原Fe2O3實驗裝置有尾氣處理裝置，而H2還原CuO實驗裝置沒有尾氣處理裝置，因為CO有毒，H2無毒。

生2：CO還原Fe2O3實驗裝置玻璃管是橫放的，而H2還原CuO實驗裝置是管口略向下傾斜放置，因為這個反應有水生成，管口略向下傾斜放置可防止試管炸裂。

[教師提問]這兩個實驗在實驗操作上有何相同點嗎？為什么相同？

[學生回答]生1：兩個實驗都需要先通氣，再加熱。因為CO、H2都有可燃性，防止發生爆炸。生2：實驗結束時都是先停止加熱，待固體冷卻后，再停止通氣體。這是因為防止高溫金屬暴露在空氣中被氧化。

課例分析:學生主動比較，細心對比。不僅在比較中發現不同點，更為可貴的是在比較發現不同事物的共同點。通過這一教學環節的設計，不斷提升學生比較思維的品質，使學生的思維更具有邏輯性與深刻性，體會到化學思維中的辯證統一性。

[1]《心理學教程》（南京師范大學出版社 郭亨杰主編）

[2]《普通邏輯學原理》（高等教育出版社 吳家國主編）

[3]《思維心理學》（華東大學出版社 邵志芳主編）

[4]《全日制義務教育化學課程標準》（北京師范大學出版社）

[5]《美國國家科學教育標準》