化學(xué)教學(xué)中思維培養(yǎng)的思考與探討

在長(zhǎng)期的應(yīng)試教育環(huán)境下，從小學(xué)到中學(xué)階段，大多數(shù)教師只是注重傳授知識(shí)，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，只知道死記硬背，不注重理解和消化，雖然可能考得較高分?jǐn)?shù)，但高分低能，思維嚴(yán)重固化、僵化。每當(dāng)遇到問題，不是積極思考、主動(dòng)思考，而是拒絕思考，等待答案，或者求助于各種“教參”；只看重最終的計(jì)算結(jié)果，不注重思維邏輯和計(jì)算過程，不反思結(jié)果反映的本質(zhì)；只看問題的表面，看不到問題的本質(zhì)；只是平面地看待問題，不能立體地全面考慮問題、分析問題；只學(xué)知識(shí)，不學(xué)方法。參加工作以后遇到?jīng)]有學(xué)過的問題暈頭轉(zhuǎn)向、不知所措、無從下手，不會(huì)分析問題，無法解決問題，更談不上求變創(chuàng)新。

知識(shí)固然重要，但比知識(shí)更重要的是方法，包括思維方法、思考方式和解決問題的邏輯。工作和生活中肯定會(huì)遇到不少學(xué)生時(shí)代沒有學(xué)過、沒有遇到過的問題和難題，如果掌握了思考問題的方式、分析問題的方法、解決問題的邏輯和程式，那么很多問題都能夠迎刃而解。學(xué)習(xí)知識(shí)不能一勞永逸，掌握方法才是根本之道。

化學(xué)是重要的基礎(chǔ)學(xué)科，其思維方法、思維邏輯獨(dú)具特色，是任何其他學(xué)科無法取代的。因此，在化學(xué)教學(xué)中，教師必須加強(qiáng)對(duì)學(xué)生思考問題、分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。

例如，判斷反應(yīng)CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）在25℃能否自發(fā)進(jìn)行？能自發(fā)進(jìn)行的最低溫度為多少？

其實(shí)，這個(gè)題目中涉及的計(jì)算只是簡(jiǎn)單的四則運(yùn)算，是小學(xué)教學(xué)內(nèi)容，但很多學(xué)生將計(jì)算及得出結(jié)果作為學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。計(jì)算并不重要，關(guān)鍵是計(jì)算結(jié)果能說明什么問題。本題解題過程有一個(gè)步驟是根據(jù)各物質(zhì)的Smθ計(jì)算該反應(yīng)出ΔSθ=161J/mol·K。學(xué)生總是著重于計(jì)算數(shù)據(jù)，算對(duì)了就萬事大吉、一切OK。對(duì)于這一結(jié)果，至少可以反映以下結(jié)論：①這是一個(gè)熵增的反應(yīng)（CO2（g）的生成可做旁證），而且ΔSθ>0有利反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；②該反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、任意溫度下的熵變都可認(rèn)為等于161J/mol·K，因?yàn)棣θ受溫度影響很小；③熵值有單位，且可看出熵不是一種能量而是混亂度的量度；

④由于ΔHθ（kJ/mol）和TΔSθ（J/mol）單位不一致，不能直接計(jì)算，必須統(tǒng)一單位再計(jì)算，否則誤差極大，難以得到正確結(jié)論；⑤對(duì)于這樣一個(gè)ΔHθ>0，同時(shí)ΔSθ>0，即ΔGθ=△Hθ-TΔSθ=“正值”-“正值”的反應(yīng)，升溫可能使反應(yīng)由ΔGθ>0轉(zhuǎn)變?yōu)棣θ<0，即在較高溫度下反應(yīng)可能實(shí)現(xiàn)自發(fā)。

不理解這些上述結(jié)論，即使得出正確數(shù)據(jù)又有多大意義？如何能舉一反三？何談?dòng)|類旁通？單位不寫，正負(fù)號(hào)遺漏，丟三落四，不拘小節(jié)，那么就難以在解題過程中培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心細(xì)致的習(xí)慣，做人做事怎能認(rèn)真踏實(shí)？具體的知識(shí)要學(xué)習(xí)，但化學(xué)教學(xué)更應(yīng)該教會(huì)學(xué)生從計(jì)算結(jié)果中找到映射出的理論、通論、方法，而不是要將學(xué)生培養(yǎng)成計(jì)算機(jī)器。

有些問題需要采取對(duì)比、對(duì)照的方法進(jìn)行教學(xué)，“有比較才有

鑒別”，要透過現(xiàn)象看本質(zhì)，要看到相似表象背后的不同本質(zhì)。

例如，T對(duì)Kθ和k的影響反應(yīng)在如下兩個(gè)公式中

表面上看，兩個(gè)公式頗為相似，但實(shí)質(zhì)內(nèi)涵卻有區(qū)別。式1中，A值可正可負(fù)，故T與Kθ關(guān)系受ΔHθ值符號(hào)的影響，即Kθ與反應(yīng)是放熱還是吸熱有關(guān)，不能一概而論；而式2中，由于Ea值恒正，α值恒負(fù)，故T與k呈正比關(guān)系，與正反應(yīng)、逆反應(yīng)無關(guān)，與放熱、吸熱反應(yīng)無關(guān)。只要反應(yīng)溫度增加，化學(xué)反應(yīng)速率一定增加；反之亦然。所以，要提醒學(xué)生注意不要被表面相似的現(xiàn)象麻痹或迷惑。中醫(yī)上有“同病異治”和“異病同治”的說法。有時(shí)本質(zhì)和表象恰恰相反，要仔細(xì)分析鑒別，不要想當(dāng)然。

氨是重要的化工原料，也是生產(chǎn)化肥的常用試劑。在合成氨反應(yīng)N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）中，計(jì)算得出ΔHθ<0，所以，升溫不利反應(yīng)右向進(jìn)行。但溫度過低又使k（及v）下降。增加溫度還會(huì)增加能源消耗，同時(shí)耐熱設(shè)備和流程保溫都使成本進(jìn)一步增加。此外，除了溫度之外，還要考慮壓強(qiáng)對(duì)該反應(yīng)的影響。綜合上述因素，經(jīng)過優(yōu)選實(shí)驗(yàn)，該反應(yīng)在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中是在較高壓強(qiáng)和約400℃下進(jìn)

行。通過本例，教育學(xué)生要全面、綜合、通盤地考慮問題，盡可能地將所有因素全面考慮進(jìn)去，抓住主要矛盾，找出最優(yōu)組合，滿足生產(chǎn)周期、能源消耗、經(jīng)濟(jì)成本、環(huán)境因素等諸多要求。

總之，在化學(xué)教學(xué)中，教師不能僅限于講授知識(shí)，更重要的是教會(huì)學(xué)生如何考慮問題，解析計(jì)算結(jié)果，得出科學(xué)結(jié)論，養(yǎng)成邏輯思維的習(xí)慣，提高分析問題、解決問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)用能力，培養(yǎng)社會(huì)需要的人才。

（作者單位 沈陽建筑大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院）