形象思維在化學實驗教學中的應用研究

摘 要：形象思維在科學創造活動中起著重要作用，它有助于開發智力，還能積極推動教育教學改革。化學學科以實驗為基礎，實驗教學包含大量的形象思維素材，化學實驗教學是發展學生形象思維的重要途徑。文章研究了化學實驗教學中發展學生形象思維的方法，有助于促進學生形象思維和創造性思維的發展，提高化學實驗教學效果。

關鍵詞：形象思維;創造性思維;化學實驗教學

基金項目：本文由2020年上海體育學院附屬競技體育學校教育教學課題中職內涵建設經費資助。

隨著社會發展，教育的最終目的是培養創造性人才，而形象思維是創造性思維的一個重要因素。錢學森先生十分重視“形象思維學”，他以科學家的視野考察人類的思維形態，認為形象思維與科學思維都是科學研究、創新思維所不可或缺的思維形態。形象思維是引發科學創造的重要動力。形象思維奠定了科學創造的經驗基礎和情感基礎。

1 什么是形象思維

形象思維是通過對事物的表象加工改造、進行取舍時形成的思維，以反映事物的形象特征為主要任務的一種思維形式。它是以形象來揭示事物本質的。林崇德認為，形象思維，即形象邏輯思維，以形象或表象為思維的重要材料，借助于鮮明、生動的語言作物質外殼，在認知中帶有強烈的情緒色彩的一種特殊的思維活動。形象思維是以表象為材料進行思維，它屬于認識的高級階段——理性認識。

形象思維相關研究主要集中于文藝學、思維科學和教育學三個領域。1931年后，“形象思維”的概念由俄國傳入我國，文藝理論家開始圍繞文藝活動進行“形象思維”相關研究。1985年，思維科學家成為形象思維的主要研究者，他們初步建立起“形象思維學”。同時，教育學家將形象思維理論應用于教學方法改革、對學習者智力和創新能力開發研究上，對于提升素質教育起到積極推動作用。“形象思維”這個話題數次成為學術熱點之一。

2 化學實驗教學中融入形象思維的重要作用

以往人們往往把化學學科歸為理科，在化學教學和學習中較多地運用邏輯思維能力，從而忽略了對學生形象思維能力的培養。其實化學是一門以實驗為基礎的自然科學，它是通過對大量實驗及其現象的研究，揭示出物質的內在本質和變化規律。

帕迪利亞說過，沒有觀察實驗，就沒有化學。化學實驗包括課堂演示實驗、學生實驗、各種課外實驗。通過化學實驗，能夠豐富學生的視覺表象、聽覺表象、嗅覺表象等多種表象。化學表象是以敏銳的觀察力為前提，通過化學實驗建立起來的，而化學表象的建立又是學習化學的基礎。通過觀察化學實驗過程形成豐富的化學表象，調動學生充分利用這些化學表象進行思維，是發展形象思維的有效途徑之一。學生觀察時精力越集中，感知越深刻，形象思維活動也就越積極。

3 化學實驗教學中培養學生形象思維的方法

3.1 設計探究實驗

設計探究實驗是發展學生形象思維的有效方法之一。在實驗教學中，形象思維的培養和訓練可隨著實驗操作進行和不同現象的出現設計相應問題，由淺入深，培養和發展學生形象思維能力.實驗既可安排教師演示，又可讓學生自己動手，引導學生觀察記錄現象。實驗前，可設置一些同步問題，引導學生進行探究、比較、歸納等一系列形象思維過程。

例如：以上海九年級化學第二學期“堿的性質研究”授課為例，該節課的重點之一是氫氧化鈉溶液與二氧化碳氣體反應。但是該反應現象不明顯。教師可以和學生一起進行探究實驗。

1）設計探究實驗。取兩支試管，分別滴加少量氫氧化鈉溶液，分別標記為1號和2號試管，將二氧化碳通入1號試管中，通一會，無明顯現象。2號試管不通入二氧化碳氣體。

提出問題：如何證明二氧化碳是否與1號試管中的氫氧化鈉溶液發生了化學反應？

繼續向通過二氧化碳的1號試管中逐滴滴加稀鹽酸，過一會，有大量氣泡產生;向2號試管中滴加稀鹽酸，無明顯現象。

2）科學抽象，得出結論。實驗證明1號試管中的氫氧化鈉溶液與二氧化碳發生了化學反應。

氫氧化鈉與二氧化碳反應現象不明顯，但是經過上述探究實驗，就有了豐富的形象素材及直觀的實驗現象，不僅激發了學生學習興趣，而且學生可以動手操作，動腦思考，主動積極地思維。

化學探究實驗是以教師為主導，以學生為主體的形象思維訓練過程，通過引導、探究、訓練，使學生積極主動地進行學習，既培養了其形象思維等多種能力，又強化了動手技能，同時啟發了學生的探究精神和創新意識。

3.2 采用計算機模擬實驗，發展學生形象思維

當課堂實驗條件不具備、實驗危險性較大、實驗物質毒害較大等情況下，教師可以使用計算機課件模擬化學實驗。它能將實驗裝置的安裝、實驗步驟、實驗現象等細節生動形象地進行展示。還可對分步實驗、錯誤或不規范的實驗進行模擬。

此外，探索化學微觀世界、學習化學反應機理的時候，教師可以利用電腦程序加以模擬，模擬和放大物質結構，動態展示化學反應過程中微觀粒子的行為，將一些抽象概念和微觀世界現象運用動態畫面轉化為直接的形象，將一些不便演示的現象、無法描述的知識點以視頻或動畫的立體信息形式傳送到學生的大腦中，使微觀過程宏觀化。這些都有助于學生在生動、形象的學習氛圍中形成豐富的表象思維。

3.3 借助先進實驗設備，發展學生形象思維

2020年初，不少城市啟用了紅外熱成像體溫監測系統。紅外熱像儀可以讓我們直觀地看到各種熱現象，從而能夠以不一樣的視角來觀察事物。熱成像技術在化學教學中也被廣泛應用。氫氧化鈉溶解、稀釋濃硫酸、酸堿中和反應、金屬鈉與水的反應等放熱反應，均可借助紅外熱成像攝影技術，我們可以觀察到這些反應中的溫度變化，更直觀的理解反應熱的概念，便于發展學生的形象思維。

3.4 利用家庭小實驗，發展學生形象思維

家庭小實驗，可促使學生將生活實踐與化學知識緊密結合，豐富形象思維素材。如食醋可代替實驗室中的酸，雞蛋殼可代替實驗室中的碳酸鈣，還有蘇打、小蘇打、潔廁靈、油煙凈、檸檬等材料;礦泉水瓶、眼藥水瓶、針筒、吸管等實驗器材。在安全第一的條件下，學生可在家進行家庭小實驗，或把材料帶到學校，在教師指導下進行實驗。

教師還可將課本的驗證性實驗改為探究性實驗，引導學生在實驗探究中仔細觀察實驗現象，調動視覺、聽覺等感官，使學生更好地進行形象思維，更好地理解化學知識，促進認識的飛躍，使自己的形象思維能力得到更高程度的提升。化學實驗教學中培養學生形象思維，應在學生扎實掌握化學基礎知識、基本操作技能的基礎上進行，注意實驗安全，不可急于求成。讓學生在潛移默化中憑借科學的觀察能力，發展利用各種感官進行觀察和感受實驗現象的能力，使形象思維成為一種基本素養，引發創新思維，發揮化學學科育人價值。

參考文獻

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作者簡介

趙艷艷（1982-），女，漢族，在讀博士，高級講師，研究方向：化學教育、化學教學。