科學(xué)素養(yǎng)背景下的思維能力培養(yǎng)實(shí)踐研究

黃浣波

[摘 要]人們?cè)诠ぷ鳌W(xué)習(xí)、生活中每逢遇到問(wèn)題，總要“想一想”，這種“想”，就是思維。它是通過(guò)分析、綜合、概括、抽象、比較、具體化和系統(tǒng)化等一系列過(guò)程，對(duì)感性材料進(jìn)行加工并轉(zhuǎn)化為理性認(rèn)識(shí)及解決問(wèn)題的過(guò)程。教學(xué)中，教師應(yīng)注意觸類旁通多對(duì)照，培養(yǎng)學(xué)生的聯(lián)想思維能力；從多維度分析問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力；引導(dǎo)學(xué)生靈活動(dòng)腦多嘗試，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)素養(yǎng)；思維能力；化學(xué)教學(xué)

[中圖分類號(hào)] G633.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-6058（2018）20-0071-02

在科學(xué)素養(yǎng)背景下，化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)提出了“學(xué)習(xí)對(duì)終身發(fā)展有用的化學(xué)”的理念，要求“化學(xué)課程要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)；培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)能力”。 這就要求化學(xué)教師不僅僅傳授化學(xué)知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)的方法去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)等方法獲取信息，初步學(xué)會(huì)運(yùn)用比較、分類、歸納、概括等方法對(duì)獲取的信息進(jìn)行加工，最終能用文字、圖表和化學(xué)語(yǔ)言表述相關(guān)信息。這些要求充分體現(xiàn)了新程課準(zhǔn)標(biāo)對(duì)學(xué)生思維能力培養(yǎng)的要求及其重要性。

一、觸類旁通多對(duì)照，培養(yǎng)聯(lián)想思維能力

聯(lián)想思維簡(jiǎn)稱聯(lián)想，是人們經(jīng)常用到的思維方法，是一種由一事物的表象、動(dòng)作或特征聯(lián)想到其他事物的表象、動(dòng)作或特征的思維活動(dòng)。通俗地講，聯(lián)想一般是由于某人或者某事而引起的相關(guān)思考，人們常說(shuō)的 “由此及彼”“舉一反三” 等就是聯(lián)想思維的體現(xiàn)。教師應(yīng)不再“承包”所有知識(shí)的學(xué)習(xí)，而是培養(yǎng)學(xué)生觸類旁通的聯(lián)想思維能力，讓學(xué)生用熟悉的知識(shí)去解決陌生的問(wèn)題。

化學(xué)教學(xué)中，有許多物質(zhì)存在著相似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因而具有相似的化學(xué)特性，如硫氰〔（SCN）2〕與鹵素有相似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從而性質(zhì)也相似。這樣，通過(guò)類比聯(lián)想，就可寫(xiě)出硫氰與NaOH溶液、乙烯等反應(yīng)的化學(xué)方程式；由醛基官能團(tuán)的特性，可聯(lián)想到具有這種官能團(tuán)的物質(zhì)，如醛類、甲酸、甲酸鹽、甲酸某酯、葡萄糖等都可能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；由氣體性質(zhì)相似性可聯(lián)想到用相同的制備裝置，如O2、NH3與CH4一組，Cl2與HCl一組，H2、CO2與H2S一組等。學(xué)生一旦掌握了聯(lián)想思維的方法，就可舉一反三，減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。

又如，復(fù)習(xí)醇和鈉的反應(yīng)時(shí)，可以聯(lián)想到水、苯酚、乙酸是否能與鈉反應(yīng)，再進(jìn)一步聯(lián)想到這四種化合物是否能與NaOH、NaHCO3、Na2CO3反應(yīng)。通過(guò)列表比較，可以對(duì)四種物質(zhì)的—OH中氫原子的活潑性強(qiáng)弱有一個(gè)更深層次的認(rèn)識(shí)。

二、多維度分析問(wèn)題，培養(yǎng)發(fā)散性思維能力

美國(guó)學(xué)者吉爾福特的理論研究表明：與人的創(chuàng)造力密切相關(guān)的是發(fā)散性思維能力與其轉(zhuǎn)換的因素。發(fā)散性思維，是從一個(gè)目標(biāo)或思維起點(diǎn)出發(fā)，沿著不同方向，順應(yīng)各個(gè)角度，提出各種設(shè)想，尋找各種途徑，解決具體問(wèn)題的思維方法。教學(xué)中，教師應(yīng)盡可能多維度地分析問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力。

如在復(fù)習(xí)“氣體的收集裝置”時(shí)，我向?qū)W生提出了如下發(fā)散性問(wèn)題：該裝置（如右圖）有什么用途？學(xué)生通過(guò)探討、思考，得出結(jié)論：可用于排水法集氣、洗氣、向上排空氣法集氣、向下排空氣法集氣、組裝量氣裝置（與量筒組裝）等。我追問(wèn)：“進(jìn)氣口與出氣口應(yīng)如何選擇？ 為什么？ 該裝置還有哪些用途？”引導(dǎo)學(xué)生多角度、多層次、多視點(diǎn)、多側(cè)面、多途徑和多方法地解決問(wèn)題，更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

又如，化學(xué)習(xí)題浩如煙海，教師在習(xí)題教學(xué)中應(yīng)有目的、有計(jì)劃地去精心選題，善于分析題目中的因果關(guān)系，讓學(xué)生掌握題給條件，明確要求，并由表及里地指導(dǎo)學(xué)生從不同角度去考慮化學(xué)問(wèn)題，從而使學(xué)生在解決化學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中提升發(fā)散性思維能力。

1.巧用一題多解。例如，二氯苯有三種同分異構(gòu)體，那么四氯苯有幾種同分異構(gòu)體？按常規(guī)解題方法，學(xué)生會(huì)先寫(xiě)出四氯苯的一種結(jié)構(gòu)式，然后用變換氯原子位置的方法逐一去找，此法慢且易出錯(cuò)。若能變換角度去考慮，則問(wèn)題會(huì)變得更為簡(jiǎn)單：二氯苯的三種同分異構(gòu)體的兩個(gè)氯原子在苯環(huán)上分別呈鄰、間、對(duì)位，如果我們變換一下觀察問(wèn)題的角度，把四氯苯看成是苯環(huán)上兩個(gè)氫原子分別呈鄰、間、對(duì)位，就很容易知道四氯苯也有三種同分異構(gòu)體。

2.強(qiáng)化多題一解。教學(xué)中可對(duì)學(xué)生進(jìn)行多題一解、一法多用的訓(xùn)練，把形成技巧與培養(yǎng)統(tǒng)攝思維聯(lián)系起來(lái)，以達(dá)到“以不變應(yīng)萬(wàn)變”。例如，守恒法在氧化還原反應(yīng)中的應(yīng)用，溶液中的電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒等，又如關(guān)系式極端法、數(shù)軸分析法、十字交叉法等，都是化學(xué)的重要解題方法。

3. 活用一題多變。化學(xué)習(xí)題的不斷變化有利于學(xué)生不斷轉(zhuǎn)換問(wèn)題情境，從而引發(fā)求異思維。例如，在常溫下，pH=2和pH=4的HCl等體積混合，求混合液的pH值。此題可做如下變式：（1）pH=a和pH=b的鹽酸等體積混合，求pH值。（2）pH=10和pH=12的NaOH溶液等體混合，求pH值。（3）pH=a和pH=b的NaOH溶液等體積混合，求pH值。（4）pH=2的HCl和pH=12的NaOH溶液等體混合，求pH值。（5）pH=a的HCl和pH=b的NaOH溶液等體混合，求pH值。

三、靈活動(dòng)腦多嘗試，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力

創(chuàng)新思維是指以新穎獨(dú)創(chuàng)的方法解決問(wèn)題的思維過(guò)程，通過(guò)這種思維能突破常規(guī)思維的局限，以超常規(guī)甚至反常規(guī)的方法、視角去思考問(wèn)題，提出與眾不同的解決方案，從而產(chǎn)生新穎的、獨(dú)到的、有社會(huì)意義的思維成果。

例如，礦泉水瓶可以充當(dāng)啟普發(fā)生器，只要把一個(gè)空的礦泉水瓶壓扁，然后一折為二，并用膠帶固定，就做成了一個(gè)簡(jiǎn)易的啟普發(fā)生器。使用時(shí)先往瓶中倒液體藥品，然后把瓶子豎起來(lái)（就像一個(gè)“>”符號(hào)），裝上固體顆粒，瓶口塞上帶導(dǎo)管的橡膠塞。只要把瓶子橫過(guò)來(lái)（就像一個(gè)“[∨]”符號(hào)），固液就會(huì)接觸，發(fā)生反應(yīng)，想讓反應(yīng)停止，重新把瓶子豎起來(lái)即可。

又如，教材中關(guān)于氨氣易溶于水的“噴泉”實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)要求是，先用氫氧化鈣與銨鹽反應(yīng)制取氨氣，并用干燥的燒瓶收集，再接教材中的“噴泉”實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。但如果燒瓶不是很干，而氨氣又易溶于水，實(shí)驗(yàn)效果就會(huì)不理想。有些學(xué)生分析了上述實(shí)驗(yàn)失敗的原因后，又重新研究了該實(shí)驗(yàn)的要求以及所用藥品的性質(zhì)，提出了改進(jìn)方法：先在圓底燒瓶中加入2～3毫升濃氨水，然后搖晃燒瓶并將濃氨水迅速倒掉，隨即演示“噴泉”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果比按教材中提出的實(shí)驗(yàn)方法好得多。

在科學(xué)素養(yǎng)背景下，新課程改革正在如火如荼地進(jìn)行著，對(duì)教師來(lái)說(shuō)，這是一場(chǎng)教學(xué)的革命，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，這是一場(chǎng)學(xué)習(xí)的變革。作為教師，應(yīng)積極更新教育觀念，改善教學(xué)方法，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，讓學(xué)生的思維翱翔于廣闊天空，展現(xiàn)生命的智慧！

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 中華人民共和國(guó)教育部. 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)） [S]. 北京：人民教育出版社，2003.

[2] 吳鑫德.高中生化學(xué)問(wèn)題解決思維策略訓(xùn)練的研究[D].重慶：西南大學(xué)，2006.

[3] 教育部基礎(chǔ)教育司，朱慕菊. 走進(jìn)新課程：與課程實(shí)施者對(duì)話[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2002.

（責(zé)任編輯 羅 艷）