試析初中化學教學中求異思維的培養

楊斐斐

(永靖縣三塬鎮下塬小學,甘肅 臨夏 731605)

1 求異思維的內涵

求同思維與求異思維是當代初中生在實際的學科學習中應用較為廣泛的兩種思維方式[1].求同思維又被稱為聚合思維、集中思維,是一種有方向、有條理的收斂式思維方式.當學生達到一定的認知水平后,便會慣用求同思維去探究問題的結果與本質,求同思維有明顯的閉合性特點,對問題的解決僅尋求一種確定性的結果.如在解決問題時,學生可運用求同思維選取一種方案,尋求解決問題的唯一答案,實現問題的有效解決.

2 在初中化學教學中有效培養學生求異思維的策略

2.1 同向求異思維的培養

同向求異思維是一種由淺入深、由表及里、由此及彼的思維方式[2].簡單來說,就是一種揭露事物表象認識事物本質的思維活動.初中生正處于成長發展的黃金階段,隨著時間的推移,學生對問題認識與理解便會循序漸進地得到深化.教師在實際的教學實踐中就要著重引導學生透過表面看本質、關注知識之間的內在聯系.

2.1.1 由表及里的深度思考

化學是一門具有較強邏輯性與嚴謹性的教學學科,各類知識之間有著極為密切的內在聯系.因此,初中化學教師在培養學生同向求異思維時,就可遵循化學學科的這一特性,引導學生從具體問題之間的內在聯系去挖掘問題的本質,以此來更好地完善學生的化學知識體系,深化學生的化學學習認識.

例題1在天平兩端放置同質量燒杯,并在燒杯中注入等濃度的稀鹽酸溶液.在將天平調至平衡后,往其中一只燒杯中投入9.3 g氧化銅,那么需要在另一只燒杯中投入多少克的金屬鐵才能夠保障天平兩端平衡?

問題分析在學生初探這一化學問題時,往往會因無法確定氧化銅與金屬鐵之間關系而出現解題困難.對此,教師就可在學生的實際解題過程中,通過設置啟發性問題的方式引導學生進行深度思考.“若想天平保持平衡,就需要天平兩端的質量保持一致,那么該如何讓鐵與稀硫酸發生反應后與天平另一端氧化銅與稀硫酸反應后的質量相等呢?”

問題解決如此一來,學生便會在教師問題的啟發下自覺主動地探究出質量關系:

m(Fe)-m(H2)=m(CuO)=9.3 g

根據鐵與鹽酸的反應式可列出:

假設加入金屬鐵的質量為xg,則:

56 2

xx/28

因為m(Fe)-m(H2)=m(CuO)=9.3 g.

故x-x/28=9.3 g

所以x=9.64 g

在引導學生解決問題時,教師要鼓勵學生拋出問題中復雜的條件,要重點啟發學生挖掘問題核心與本質,讓學生通過把握問題條件內在聯系的方式由表及里展開深度思考與探究.這不僅極大程度地鍛煉了學生同向求異思維,對提升學生的審題能力,促進學生思維發散同樣有著重要影響.

2.1.2 由此及彼的拓展探究

在初中化學教學中,教師要讓學生學會多角度、多層面的理解與把握知識,并要以化學知識內容的聯系因勢利導的引導學生展開同向求異思考,以此來更好地深化學生對化學學科知識的認識與理解,促進由此及彼、由點到面的學習化學,實現化學核心素養的發展.

如在引導學生探究“酸、堿化學性質”時,教師就可以酸和堿的通性展開課程導入,讓學生通過做常見酸堿中和反應實驗的方式探究酸堿中和產物——鹽的通性.并要求學生說明鹽有通性的原因.以此來有效地激發與調動學生深度探究,挖掘事物本質的求知欲與好奇心,促使學生在興趣的驅動下自覺主動地展開思考與分析.

2.2 逆向求異思維的培養

逆向求異思維是一種追求創新、突破常規、尋求獨特的求異思維方式[2].與同向求異思維存在對立統一的內在聯系.逆向求異思維在增強學生分析問題、解決問題能力上有著不可忽視的重要影響.在學生實際解題過程中,當出現同向求異思維也無法突破的障礙與困難時,教師就可引導學生逆向地展開思考與探究,以此來更好地發散與活躍學生的思維,促使學生另辟蹊徑的展開問題的分析.

例題2有1種鐵、鋁、鋅、鎂的混合物,其質量為5.4 g,將其與質量分數為25%的稀硫酸混合,恰好可以完全反應.蒸發反應物的水分后,可得到不含結晶水固體物質15.6 g,那么混合物與稀硫酸發生反應時所產生的氫氣質量為多少克?

問題分析大多數的初中生在實際解答這一化學問題時,通常會用正向思維對混合物中的鐵鎂鋅鋁質量進行假設,以此運算鐵鎂鋅鋁與稀硫酸發生反應后的所產生氫氣的質量,最后再通過求和計算得出氫氣的質量.這一解題方式不但難以得出準確的結果,同樣也存在計算量龐大、運算步驟過多的解題問題.因此,為幫助學生有效突破這一解題困難,更為有效地提高學生的化學學習水平,教師就可對學生進行逆向求異思維訓練.

問題解決展開反向分析,5.4g的混合物與稀硫酸完全反應,那么就代表鐵鎂鋅鋁全部參加了反應,根據鐵鎂鋅鋁與H2SO4的化學方程式:

可知生成了15.6 g的FeSO4,MgSO4,ZnSO4,Al2(SO4)3混合物,那么硫酸根的質量便是(15.6-5.4)g=10.2 g.

又根據化學式H2SO4,可得出氫元素與硫酸根的質量比為2∶96.因為,氫元素最終都會以氫氣的形式存在,所以該混合物與稀硫酸溶液發生反應后所生成的氫氣質量為10.2 g÷96×2=0.2 g.

例題3濃度為40% NaOH溶液30 g與一定量的HCl恰好完全反應,生成氯化鈉飽和溶液,那么HCl的溶質質量分數是多少?(此時溫度下NaCl的溶解度為36 g)

問題分析解決這一化學問題的關鍵在于求得鹽酸溶液的質量,而從問題條件上來看,學生無法從30 g 40% NaOH溶液出發直接求出鹽酸溶液的質量.在一般情況下,多數學生會習慣于應用質量守恒定律得出:飽和氯化鈉溶液質量=鹽酸質量+NaOH溶液,而不習慣逆向思考:鹽酸質量=飽和氯化鈉溶液質量-NaOH溶液質量.

問題解決假設與30 g 40% NaOH溶液完全反應所消耗的HCl質量為x,所生成的NaCl質量為y,NaCl飽和溶液質量為z.

40 36.5 58.5

30 g×40%xy

根據質量守恒定律可知:

x=10.95 g,y=17.55 g.

17.55/z=36 g/(100 g+36 g),解得z=66.3 g

所以鹽酸的質量為飽和氯化鈉溶液質量-NaOH溶液質量=(66.3-30)g=36.3 g

由此可得出鹽酸溶質的質量分數為10.95 g/36.3 g×100%≈30%

在化學問題解決過程中,如若存在學生無法通過正向思維解決的問題,教師就可引導學生反其道而行之,鼓勵學生展開逆向思考,克服思維定式,從實際化學問題中的問題條件關系入手,做出更具創新性與靈活性的問題分析與解答.

2.3 多向求異思維的培養

多向求異思維指的是以某一具體知識為核心關鍵點,向外進行擴散,以“發散”的形式所展開的求異思維活動[3].“煙花式”思維導圖便是多向求異思維活動的形象化表現.在初中化學教學與問題解決的過程中,加強對學生多向求異思維的訓練,更有助于學生展開多層面、多維度的思考與探究,這對學生化學學習感悟的深化與化學學習水平的提升、增強同樣也有著積極的促進作用.

如在教學《碳和碳的氧化物》一課中,教師就可以一氧化碳這一知識點為輻射源,向外進行合理的擴散與延伸.并鼓勵學生以此為核心繪制思維導圖,從橫向上對比二氧化碳與一氧化碳的化學性質、物理性質以及分子結構,從縱向上探究一氧化碳的實際應用,等等.如此一來,學生的思維便會在橫縱之間的放射中得到有效的鍛煉與發散,這不僅極大程度地擴大與拓寬了學生的思維空間,同樣也提高了學生思維的靈活性與流暢性.

學生多向求異思維的培養除了可在化學學科知識學習中體現,還可在學生化學問題解決中進行鍛煉.

例題4書寫二氧化碳與氫氧化鈉反應的化學方程式.

問題分析在學生初學二氧化碳時,多會在思維定式的影響下僅聯想少量二氧化碳與氫氧化鈉的反應.而忽視了二氧化碳過量時的情況.此時教師就可利用化學實驗,為學生設計演示實驗:首先,將二氧化碳注入到氫氧化鈉溶液之中,觀察現象.引導學生結合實驗書寫出少量二氧化碳與氫氧化鈉反應的化學方程式:

其次,向氫氧化鈉溶液中持續注入二氧化碳,觀察實驗現象,讓學生結合溶液中白色物質析出,書寫出過量二氧化碳與氫氧化鈉反應的化學方程式:

最后,則要引導學生對結論進行總結,完善問題答案.

在化學解題過程中,鍛煉學生的多向求異思維,不但能夠更好地活躍學生的大腦,開發學生的學習潛力,對學生審題能力的提升同樣也大有助益.

總而言之,在初中化學教學中,培養學生求異思維是激發學生創新創造潛力的重要途徑.教師必須高度重視對學生求異思維的有效培養,嚴格遵循初中生的認知發展規律與思維特點,以具體的化學學習問題為求異思維鍛煉的突破口,將思維訓練合理地融入初中化學的各個教學環節與階段之中,促使學生通過分析問題、探究問題解決方案的形式得到求異潛能的最大激發.從而在觸及問題本質的同時,更好地促進學生深度化學學習的實現,提升學生的化學核心素養,發展學生的創新創造能力.