美國著名地質學家華萊士提出一個著名的觀點:人的大腦里蘊藏著豐富的寶藏,而思維方式是其中最珍貴的資源。眾所周知,傳統的化學教育過分強調接受性學習,而忽略學生學習的主體地位,忽略對學生思維方式的培養。在教學過程中,教師注重知識的結論,忽略知識的來龍去脈,無意中壓縮了學生對新知識的思維過程,造成思維斷層,降低教學質量。其實,在學習化學的過程中,并不是簡單地對知識進行機械地模仿,而是需要在面臨新的問題時,能夠很快地找出新舊知識之間存在的聯系,從而確定所需要解決的新問題可歸屬于已有的哪些知識的延伸或擴展。這就需要我們教師在課堂教學中培養學生的思維方式。
那么,在化學課堂教學中,如何培養學生的思維方式呢?
一、改進教學方法,培養學生思維的靈活性
現代教育理論認為教學信息傳遞方向由單向轉為多向,形成多層次、多方向的綜合課堂教學,要求貫徹“以學生為主體,教師為主導,以思維訓練為主線”的教學原則,教師必須切實轉變觀念,重視學法指導,利用多種教學手段和教學方法,充分發揮教師的主導作用,使課堂教學生動、直觀、活潑而有趣,從而調動學生積極主動學習,取得良好的教學效果。比如:課堂上講到生石膏(CaSO4·2H2O)和熟石膏(2CaSO4·H2O)的時候,由于生石膏和熟石膏的化學式很容易混淆,我們可以這樣引導學生記憶:水多是生的,水少是熟的。這樣的方式既生動又形象,學生很快就記住了。當然,我們還可以用其他更妙的方法,如:一回生,二回熟,即可將其化學式的特征記下來。在課堂上如果教師經常改變教學方法,注重靈活性,那么學生的思維肯定會越來越靈活。
二、要讓學生主動參與,培養學生思維的創新性
瑞士教育學家皮亞杰指出:“一切真理都要由學生自己去發現、去獲得,或者由他們重新發現,至少由他們重建,而不是簡單地傳遞給他們。”實踐表明,沒有學生主體參與,就不可能有效地開展活動。因此,在日常教學過程中,我們必須讓學生多主動參與我們的教學。比如:在第三冊化學(人教版)第六單元第一節《制備實驗方案的設計》的教學中,關于以鋁屑為原料制備Al(OH)3的實驗方案的設計,我們可以先由學生寫出自己認為可行的設計方案,然后給幾個學生代表展示他們的設計方案,接著由全班同學對他們的設計方案進行討論、比較、歸納,最后由教師點撥、引導、評價(可以從原料的利用率、實驗的可操作性等方面出發),得出最佳方案。當得出最佳實驗方案后,還應進一步討論保證實驗成功的關鍵因素——實驗條件的選擇與控制。我們可以就方案中氫氧化鈉和硫酸的濃度與用量、實驗如何操作等問題展開討論并組織學生進行實驗,感知制備過程。當學生做完實驗后,讓學生從電解原理的角度去設計一個實驗方案來制備,我們可以給學生提供儀器和試劑,如電源、導線、鋁棒、銅棒、氫氧化鈉溶液、氨水。經過教師的引導,很多學生都得出正確的實驗方案,即:用鋁棒作陽極、銅棒作陰極,電解氨水,即可得到Al(OH)3。這樣不僅可以調動學生參與的積極性,而且有利于培養學生思維的創造性。
三、應用啟發式教學,培養學生思維的嚴密性
常言道:“學成于思,思源于疑。”顯然鍛煉智力的有效方法之一應當是課堂滲透。化學教學中的一個基本原則是啟發式教學,它是通過引導學生自己動手、動腦、動口去獲得智力發展、能力培養的教學方法。啟發式教學可以培養學生思維的嚴密性。例如,在加熱條件下,木炭與濃硫酸反應,請設計一個實驗檢驗該反應的產物。筆者應用啟發式教學,提出如下問題:
1.寫出木炭與濃硫酸反應的化學方程式。
2.產物有哪些?
3.先檢驗哪一種產物?其余產物如何檢驗?
4.用什么試劑?
5.有什么現象?
6.檢驗產物的先后順序是否可以調換?為什么?
這樣經過一步一步地啟發,并一步一步地幫助學生解決問題,學生很快就得出正確的方案,即:先用無水硫酸銅檢驗水,再連續用三個洗氣瓶(第一個冼氣瓶裝品紅溶液,第二個洗氣瓶裝酸性高錳酸鉀溶液,第三個洗氣瓶裝品紅溶液)檢驗二氧化硫的存在。最后用澄清石灰水檢驗二氧化碳的存在。至于檢驗產物的先后順序能否調換,在教師的分析和幫助下,學生就會知道是不能調換的。因為產物中有水,若先檢驗其他氣體產物就會帶出水蒸氣,因此必須先檢驗水。又由于二氧化硫與二氧化碳的性質相似,與澄清石灰水反應均變渾濁,所以應先檢驗二氧化硫并將其除掉,再檢驗二氧化碳,這個先后順序也是不能調換的。這樣經過不斷地提出問題,并不斷地解決問題,培養了學生思維的嚴密性。
四、采用一題多解、一題多變的教學方式,培養學生思維的發散性
培養發散思維能力,是培養創造力的重要環節。在化學教學中,加強發散思維的訓練,以獲得思維的流暢性、變通性和獨特性。這就要求教師在教學中向學生提供發散思維的機會,創造一個能刺激學生發散思維的環境,逐漸培養他們從多方面、多角度認識問題、解決問題,發展學生的探索與創造力。實踐證明,一題多解、一題多變的教學方式是培養學生發散思維能力的有效方法。比如筆者在高三復習“氯氣的實驗室制法”的教學中,首先讓學生歸納獲得氯氣的途徑。
途徑一:濃鹽酸與二氧化錳共熱;
途徑二:氯化鈉固體、濃硫酸和二氧化錳共熱;
途徑三:濃鹽酸與高錳酸鉀溶液共熱;
途徑四:電解氯化銅溶液;
途徑五:電解鹽酸;
途徑六:電解熔融狀態的氯化鈉;
途徑七;濃鹽酸與氯酸鉀溶液共熱;
途徑八:電解熔融狀態的氯化鋁;
然后設置一個情境:如你要獲得一些氯氣進行性質研究,你將選用什么裝置進行制取,用什么方法來檢驗它的性質?學生經過討論、爭辯,借助實驗篩選出合理的途徑。首先,途徑八很容易被排除,因為氯化鋁是共價化合物,電解沒有氯氣生成,而途徑四、途徑五、途徑六理論上可以得到氯氣,但由于裝置比較復雜,而且在我們農村學校的實驗室也沒有電解裝置,因此,我們只能選擇的是途徑一、途徑二、途徑三和途徑七。最后,讓學生對所選途徑的原理進一步優化,按相應的實驗原理進行實驗裝置的設計。
總之,學生思維方式的培養是一個長期的過程,要想獲得立竿見影的效果是不現實的,但只要我們在化學課堂教學中,有目的、有計劃地培養,學生的思維能力就會得到很大的提高。
參考文獻
龍柒主編.世界上最偉大的50種思維方法[M].北京:金城出版社,2011.
(責任編輯 羅 艷)
(上接第28頁)
∴x1+x2=2k2-2kk2-2=2×1,k=2,
代入消y后的方程,計算得Δ<0,∴滿足題中條件的直線m不存在.
突破策略:特例引路,猜想證明
解決此類問題,我們通常假定題中的數學對象存在(或結論成立)或暫且認可其中的一部分結論,然后在這個前提下進行邏輯推理,若由此導出矛盾,則否定假設;否則,給出肯定結論.
題型4 探索方法、規律
基本特征:需要非常規的解題方法或被指定要用兩種以上的方法解決同一個問題,難度較高的構造法即屬此型.
【例4】
(上海)如圖3,正方體OABC-O′A′B′C′
棱長為a,E、F分別是棱AB、BC上的動點,且AE=BF.
(1)求證:A′F⊥C′E;
(2)當三棱錐B′-BEF的體積取得最大值時,
求二面角B′-EF-B的大小(結果用反三角函數表示).
解析:本題要求學生在陌生的問題情境中能自主探索,
提取相關信息,獲得規律,從而解決問題.
(1)題中E、F雖在棱上運動,但始終體現出直線A′F⊥C′E的
一個不變關系,而C′E⊥A′O不變,故只要去證C′E⊥OF即可達到目的.
(2)題中尋求的是E、F在變化過程中二面角的最值狀態,易看到該三棱錐的高一定,因此,只要底面面積最大即可.考察E、F在變化過程中當E由A向B運動時,△BEF的面積先由小逐漸變大到一定值后又逐漸變小,因此,在E為AB的中點時該三棱錐的體積取得最大值,從而解決問題.
突破策略:變換角度,等價轉換
美籍匈牙利數學家波利亞曾指出:“解題過程就是不斷變更題目的過程”.在解決此類探究題的過程中,常常需要我們變換角度,對題目進行等價轉化,先研究其簡化形式但卻保持本質的特殊情形,再運用類比、猜測、聯想來探路,對解題過程進行創造性地思考.
通過長期的教學實踐,我們發現解幾何探索性問題要注意三個環節:一是認真審題,確定目標;二是深刻理解題意,實現等價轉化;三是開闊思路,發散思維,運用觀察、比較、類比、聯想、猜想等帶有非邏輯思維成分的合理推理,以便為邏輯思維定向.方向確定后,又需借助邏輯思維,進行嚴格推理論證,這兩種推理的靈活運用,兩種思維成分的交織融合,便是處理這類問題的基本思想方法和解題策略.
(責任編輯 金 鈴)