思維能力的培養(yǎng)是一個循序漸進(jìn)的過程,即從點(diǎn)型思維到線型思維再到面型思維,最后到體型思維的過程。點(diǎn)型思維又稱低級思維,屬于識記思維,一般在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識和基本概念等知識時常用到點(diǎn)型思維。線型思維,即通常所說的正向思維和逆向思維,它具有雙向傳遞性,有利于知識的遷移。線型思維是在點(diǎn)型思維的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。面型思維為多向性的雙向思維,即通常所說的發(fā)散思維和收斂思維。對學(xué)生來說,能夠在化學(xué)學(xué)習(xí)中進(jìn)行發(fā)散思維和收斂思維,就是思維的一次飛躍。體型思維則是多層次、多向性的高級思維,有利于知識的深化和提高,是思維的二次飛躍。
思維如果缺乏多向性,長此以往就會形成一種穩(wěn)定的“思維定勢”,從而影響人的發(fā)現(xiàn)力和創(chuàng)造力。在教學(xué)中,應(yīng)有意識地培養(yǎng)學(xué)生的多向性思維能力,引發(fā)學(xué)生多角度、多側(cè)面、多層次地展開思維活動,從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、綜合、判斷、推理的思維能力。
那么,在化學(xué)教學(xué)過程中,如何培養(yǎng)學(xué)生的多向性思維能力呢?
一、激發(fā)興趣、引導(dǎo)探疑、開展辯論,活躍學(xué)生多向思維
激發(fā)興趣,即“興趣是最好的老師”,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是教與學(xué)的最佳切合點(diǎn)。激“趣”能賦予學(xué)生探索、發(fā)現(xiàn)問題的原動力。激“趣”的方法具有多樣性,如在人教版高中化學(xué)選修3原子結(jié)構(gòu)一節(jié)內(nèi)容的教學(xué)過程中,圍繞科學(xué)家探索原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)史,由學(xué)生分別模擬道爾頓、湯姆生、盧瑟福等科學(xué)家就探索原子結(jié)構(gòu)進(jìn)行思辯,讓學(xué)生展開想象,設(shè)計(jì)出當(dāng)時可能的各種情況和可能的爭議,巧妙地使用課文內(nèi)容激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。課堂形式的變換使學(xué)生立即產(chǎn)生新鮮感,有利于引發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲,使學(xué)生感受到科學(xué)家探索事物過程中所遇到的艱辛,很大程度上改變了以往學(xué)生在學(xué)習(xí)該節(jié)內(nèi)容時枯燥泛味和抽象難懂的現(xiàn)象和心理,在不知不覺中增強(qiáng)了課堂教學(xué)的效果。因此,對教材的處理筆者以為不能按部就班,應(yīng)當(dāng)“開源節(jié)流”。所謂“節(jié)流”,就是充分用好教材,設(shè)法讓學(xué)生對教材產(chǎn)生興趣,因勢利導(dǎo),講深講透;對學(xué)生不感興趣的課文,注意內(nèi)容上要講得活,形式上要用得活。同時注意“開源”,以知識的新鮮來彌補(bǔ)課堂教學(xué)的活力不足之缺憾,喚起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。概括起來就是:教師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生創(chuàng)造最佳條件、選擇最佳時機(jī),在潛移默化中提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,從而增加學(xué)生產(chǎn)生多向性思維的源動力。
引導(dǎo)探疑,即疑是思的動力,多疑善思才能發(fā)現(xiàn)問題,才會去解決問題,學(xué)問才會多起來。“學(xué)則須疑”,教學(xué)中引發(fā)學(xué)生設(shè)疑是一個好招。如在人教版高中化學(xué)必修1第二章第一節(jié)《分散系及其分類》教學(xué)中,我們引導(dǎo)學(xué)生圍繞分散系及膠體的性質(zhì)進(jìn)行設(shè)疑探究,經(jīng)過歸納提煉,學(xué)生設(shè)計(jì)了以下幾個有價值的問題:問題1:食鹽水是溶液不是膠體,無水酒精是純凈物,也不是膠體。能否利用這兩種物質(zhì)得到膠體呢?能否得到濁液呢?問題2:食鹽水中的氯離子可以用硝酸銀溶液檢驗(yàn),得到白色沉淀。有沒有可能也利用這個反應(yīng),得到氯化銀的膠體溶液呢?問題3:通過以上實(shí)驗(yàn),你對膠體這種分散系又有些什么認(rèn)識呢?問題4:如何分離淀粉與氯化鈉的混合溶液?生活中如果腌制的鴨蛋太咸,可以怎樣處理?通過當(dāng)場進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不僅解決了學(xué)生對分散系及膠體的困惑和疑問,更重要的是讓學(xué)生領(lǐng)會到了膠體是非常復(fù)雜的物質(zhì),膠體化學(xué)是個介于物理和化學(xué)學(xué)科邊緣的分支科學(xué),順便給學(xué)有余力的同學(xué)介紹幾本專門介紹膠體化學(xué)的書,供課后參考,這樣極大地鼓勵了學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中積極的“多疑善思”。
化學(xué)學(xué)習(xí)中,多設(shè)疑、巧設(shè)疑,能鍛煉活躍學(xué)生的思維,從而能使學(xué)生去探索、發(fā)現(xiàn)更多更廣更深的知識和道理。學(xué)生在解決各類疑問的過程中可以培養(yǎng)自身找到多向性思維的多個“切入點(diǎn)”。
開展辯論是手段,活躍學(xué)生的思維是目的。對學(xué)生而言,探討是辯,爭論也是辯;一個實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程可辯,一個化學(xué)的熱點(diǎn)問題也可辯;一道題目的審題可辯,其中的內(nèi)容分析更可辯。辯論能提供給學(xué)生廣闊的思維空間,教師當(dāng)抓住一切可利用的機(jī)會引導(dǎo)學(xué)生爭辯。如在人教版高中化學(xué)選修4上93頁的科學(xué)探究有關(guān)犧牲陽極的陰極保護(hù)法的實(shí)驗(yàn)中,如果將鋅棒換成碳棒,引導(dǎo)學(xué)生去爭辯鐵的吸氫腐蝕和鐵的電化學(xué)保護(hù)法的本質(zhì)不同點(diǎn),通過爭辯,學(xué)生更加清晰地了解原電池反應(yīng)的最為本質(zhì)的內(nèi)容。
辯論,是學(xué)生群體的相互啟發(fā),它是一個開放系統(tǒng),在爭辯的過程中,學(xué)生能各抒己見、互相激勵,激發(fā)各自的多向性思維。當(dāng)然,對于辯論,老師當(dāng)引導(dǎo)得法,不能開無軌電車。引導(dǎo)得法的爭辯能使復(fù)雜的問題條理化,爭辯的過程本身就是探索、發(fā)現(xiàn)的過程,而且學(xué)生對辯論出的結(jié)果的理解和識記往往效果最佳。辯論實(shí)際上就是學(xué)生形成多向性思維能力的過程。
二、橫向聯(lián)合、縱向延伸、立體交叉,梳理學(xué)生多向思維
比較是確定事物異同的重要一環(huán),是從分析、綜合到抽象、概括的橋梁。比較可以采取“橫向聯(lián)合、縱向延伸、立體交叉”的方法,通過比較,對事物的認(rèn)識將更為準(zhǔn)確。在化學(xué)教學(xué)中注意靈活運(yùn)用比較法,既可幫助學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識、基本能力,也有利于培養(yǎng)、提高學(xué)生多向性思維能力的活躍性,是學(xué)生自主探索和發(fā)現(xiàn)問題的有效手段。
比較,可同中求異、異中求同。如在人教版高中化學(xué)選修3關(guān)于微粒半徑大小的比較中,設(shè)計(jì)以下三個層次:(1)核電荷數(shù)相同、電子數(shù)不同:①陽離子半徑小于相應(yīng)原子半徑,如:r(Na+)<r(Na)。②陰離子半徑大于相應(yīng)原子半徑,如:r(Cl-)>r(Cl)。③同種元素不同價態(tài)的離子,價態(tài)越高,離子半徑越小,如:r(Fe2+)>r(Fe3+)。(2)電子數(shù)相同、核電荷數(shù)不同:核電荷數(shù)越大,則半徑越小。如H->Li+>Be2+;O2->F->Na+>Mg2+>Al3+;S2->Cl->K+>Ca2+。(3)電子數(shù)和核電荷數(shù)都不同的微粒:如同主族、同周期元素的原子半徑的大小比較;同周期元素的陰陽離子半徑的大小比較等等。這些可較好地解決比較微粒大小的方法問題。
比較可單一比,也可綜合比。如人教版高中化學(xué)選修4有關(guān)原電池和電解池的比較,可以單一地就反應(yīng)原理、組成條件、兩極反應(yīng)及應(yīng)用進(jìn)行比較,也可以將原電池和電解池裝置放到實(shí)際情景中去加以類比,最終歸納出發(fā)生電極反應(yīng)的本質(zhì)實(shí)際上是離子放電規(guī)律的綜合性應(yīng)用。
“天高任鳥飛,海闊憑魚躍?!敝灰氡容^,教學(xué)中就處處有比較。比較可橫向、可縱向。恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用比較法,常常能使我們打開思路的閘門而有所發(fā)現(xiàn)、有所領(lǐng)悟。比較法最直接的作用是有利于疏理知識點(diǎn),從而更好地掌握知識。比較法的潛在作用是開發(fā)學(xué)生的智力,訓(xùn)練、活躍、完善學(xué)生的多向性思維能力。
三、多方發(fā)散、逆向驗(yàn)證、假想構(gòu)思,培養(yǎng)學(xué)生多向思維能力
思維如果缺乏多向性,長此以往就會形成一種穩(wěn)定的“思維定勢”,從而影響人的發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造力。在教學(xué)中,要有意識地培養(yǎng)學(xué)生的多向性思維能力,引發(fā)學(xué)生多角度、多側(cè)面、多層次地展開思維活動,從而切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生自主的發(fā)現(xiàn)和探索問題的能力。
發(fā)散性思維是從一個信息源中導(dǎo)致出多種流向,具有創(chuàng)造性。如高三復(fù)習(xí)NO2的性質(zhì)的時候,可以從物質(zhì)的氧化性和還原性這一點(diǎn)上進(jìn)行有效發(fā)散,引出NO2可以只做氧化劑如氧化SO2、氧化淀粉碘化鉀使其變藍(lán)。NO2還可以既做氧化劑又做還原劑如NO2與水反應(yīng)、堿溶液反應(yīng),甚至可以引導(dǎo)學(xué)生利用NO2與水反應(yīng)的原理設(shè)置原電池。
逆向性思維有利于克服一般人容易產(chǎn)生的“思維定勢”、“思維惰性”,具有思維的獨(dú)特性。如:在一定條件下,烯烴可發(fā)生臭氧化還原水解反應(yīng),生成羰基化合物,該反應(yīng)可表示為:
現(xiàn)有某烴類物質(zhì)經(jīng)上述條件反應(yīng)后只生成一種產(chǎn)物______,則原物質(zhì)環(huán)狀的是;鏈狀的是 。這是一道典型的逆向思維題,答案為: 和聚異戊二烯。
當(dāng)然,有時也要防止逆向求“奇”,誤入“異途”的現(xiàn)象,關(guān)鍵要逆向驗(yàn)證。
假想性思維就是設(shè)想某種不可能發(fā)生或現(xiàn)在還沒有發(fā)生的事,倘若真的發(fā)生了會怎么辦?如人教版高中化學(xué)必修1第三章第二節(jié)《幾種重要的金屬化合物》中,有關(guān)Na2O2和H2O的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究,有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為:產(chǎn)生氣體,反應(yīng)放熱,滴有酚酞的溶液先變紅后褪色。關(guān)于滴有酚酞的溶液先變紅后褪色的原因,有很多假想性思維,可能的原因有:或溫度過高,或堿濃度過高,或氧氣氧化,或反應(yīng)中生成的H2O2氧化等使得酚酞褪色。若真的是以上原因中的一種或幾種,則只需分別進(jìn)行如下操作:冷卻,或稀釋,或取0.1mol/LNaOH溶液滴加酚酞,再向其中通入氧氣,或取0.1mol/LNaOH溶液滴加酚酞,再向其中滴加H2O2溶液四個實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果即可。而以上實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分別是:不復(fù)原,不復(fù)原,不褪色,褪色。因此,得出Na2O2和H2O反應(yīng)首先是生成H2O2和NaOH溶液,再分解得到氧氣。
假想性思維有利于充分發(fā)揮學(xué)生的想象力,可以預(yù)見答案并非一種,而經(jīng)過合情合理的推測假想,學(xué)生的思維將空前活躍,創(chuàng)造力將得到提高。
總之,多向性思維是一種不依常規(guī)、尋求變異的思維方式,加強(qiáng)發(fā)散性思維的訓(xùn)練,對于培養(yǎng)創(chuàng)造型人才,提高學(xué)生素質(zhì)具有重要意義。
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注:“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請以PDF格式閱讀”