應用化學思維方法 走出化學學習困境

賀建平

【中圖分類號】G633.8 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）38-0104-02

在化學教學中經常聽到學生談到以下問題：1.上課聽懂了，下課就忘了;2.考試時感覺考題挺簡單，但解題總是出錯;3.與課本上的例題一樣的習題會做，遇到綜合性習題時沒有解題思路;4.平時學習很認真，背了不少知識，考試時卻不會做題;5.化學記的東西多，繁瑣，不容易掌握。學生如何走出這種學習困境，提高化學學習能力？筆者認為教師在化學教學中除了激發起學生對化學學習的興趣、強調掌握化學基礎知識外，關鍵是要著力培養學生形成化學思維方法，避免由于方法不當陷入上述窘境。

一、建立化學思維，需要化學基本知識做支撐，厘清思路，構建基礎知識結構和網絡，這就要求學生做到：

1.準確掌握化學概念、定律、公式及物質的性質。這些知識點是學生建立化學知識結構和網絡的基礎，是學生進行化學思維活動的前提。每一個概念都要理解其本質與適用范圍及使用的前提條件，只有理解透徹，才能脫離死記硬背。如原子的概念，“最小的微粒”是概念的本質，“化學變化”是概念的適用范圍;氣體溶解度的概念，理解時一定要注意使用的前提條件——壓強在101千帕、一定的溫度下、1體積水里，若忽視這些，此概念就沒有確定的意義。

2.比較相似概念和前后知識之間的聯系和區別。如分子的質量和相對分子質量的概念，陽離子和陰離子的概念，溶液和膠體的概念，溶質的質量分數和物質的量的濃度的計算公式，酸、堿、鹽的概念和化學性質等等，都可以列表進行聯系和比對，使學生對這些易混淆的概念有一個清晰準確的認識。

3.構建知識框架，將知識點規律化、系統化。心理學研究成果表明：零碎的知識是難以掌握的，只有系統化的知識才利于牢固掌握。在一章學習結束和總復習時，逐個復習知識點，讓學生明確學習了哪些知識，重點知識是什么。通過前后知識的對比，找出相同知識進行合并，不同知識加以區別，經過分析、歸納和總結，理清知識脈絡，將化學知識規律化、系統化。如初中課本酸堿鹽一章復習時，讓學生回憶酸堿鹽的概念，通過默寫一些物質的化學式，總結出物質分類表;讓學生回憶酸堿的通性，氧化物和鹽的化學性質，要求學生對每一條具體性質舉一個典型的化學反應，寫出其化學反應方程式;分析這些反應，總結出各類物質間的相互聯系和轉化關系表，并通過多媒體課件展示關系表，學生一目了然，零散的知識得以完整規律化與系統化。

二、化學的反應現象和過程變化多，只要求學生掌握基礎知識和物質變化規律還遠遠不夠，還必須學習和領悟貫穿在化學科學知識體系中的化學思維邏輯。只有掌握化學的思維邏輯，才能更容易系統地獲得化學知識，更透徹地理解化學規律，從而避免簡單機械記憶造成的問題。

1.結構決定性質的思維。如一氧化碳和二氧化碳、二氧化硫和三氧化硫、水和雙氧水、氧氣和臭氧等等，它們在分子構成上只差一個氧原子，性質卻完全不一樣;鹵族元素最外層電子數相同，電子層數不同，導致它們化學性質基本相似又有一些差別;惰性氣體最外層是8個電子，是一種穩定結構，所以在通常情況下化學性質就很穩定等等。

2.性質決定用途和制法的思維。每一種物質都具有它特有的性質，而其用途和制法往往是由它的性質決定的。如氯化鉀、硫酸鉀、碳酸鉀等鉀鹽，它們都易溶于水，在溶液中以鉀離子形式存在，易被農作物吸收，在農業上廣泛用作鉀肥;在酸性較強的土壤，農作物生長受到影響，依據酸堿能發生中和反應的性質，用顯堿性的熟石灰來弱化土壤酸性;酸可以和金屬氧化物能反應，就利用鹽酸或硫酸清洗鐵銹;實驗室用熟石灰和硫酸銨制取氨，就是利用銨鹽能和堿反應放出氨氣的性質等等。

3.實驗探究的思維。實驗是觀察、學習和研究化學的重要手段，化學家拉瓦錫就是通過定量實驗的方法測定了空氣的組成。化學思維的培養是與實驗探究相輔相成、相互促進的，如學習氧氣的性質，教師通過演示硫、磷、木炭、鐵絲在空氣和氧氣中的燃燒實驗對比，讓學生觀察和分析實驗現象，探究得出氧氣的化學性質，學生從中也體會到觀察、比較、分析和歸納的方法，化學思維也在實驗探究中得到了培育。

三、用好化學思維是學生掌握化學知識和技能的必要條件，良好的思維品質是提高化學水平的重要因素，不僅可以提高學習效率，也為以后更加深入的學習打下良好的思維基礎。以下是筆者在平時教學中針對化學教學中思維培養及思維品質提高的一些探索性思考。

1.思維靈活性的培養。思維靈活性訓練的方法有多種，如一題多解、一題多變、類比的解題方法等。例如課本上有這樣一道題：要煉出含有2.3%雜質的鐵1450噸，需要氧化鐵質量分數為78%的赤鐵礦石多少噸？學生習慣根據化學方程式進行計算，教師啟發學生還可以根據化學式進行計算，即依據質量守恒定律：化學反應前后鐵元素的質量不變，列式計算。這樣既復習了以前的知識，又使一題得到多解。這道題還可以改變題中的數據，把已知和要求的顛倒過來，即有氧化鐵75%的赤鐵礦石280噸，能煉出含有2.5%雜質的生鐵多少噸？通過一題多變，訓練了學生思維的靈活性，避免了思維單一化。類比的思維就是要讀懂題目中有關新知識、新場景的部分，回憶舊知識與其之間的關聯，達到知識快速遷移鏈接，高效解決問題的良好狀態。

2.思維廣闊性的培養。思維的廣闊性是在思維的過程中能全方位的關注問題，從不同的角度、不同的側面展開思考，是學好化學的必備思維方法之一。例如，在課堂上，老師問道：“二氧化碳和一氧化碳外表都是無色、無味的氣體，如何把它們區別開來？”，學生馬上回答：“用澄清的石灰水。”“對！還有沒有其它方法？”教師追問道，學生陷入深思中。此時教師提示學生可以從二氧化碳和一氧化碳不同的性質入手，帶領學生一邊回憶二氧化碳和一氧化碳的化學性質，一邊啟發學生思維：一氧化碳可以燃燒，二氧化碳可以滅火，這條不同性質可以來區別;一氧化碳可以還原氧化銅為單質銅，二氧化碳則不行，這一條也可以區別;二氧化碳氣體能溶于水，且溶液顯酸性，能使紫色石蕊試液變紅，一氧化碳不溶于水，依據這點也可以。此時學生的思維被激活了，有學生舉手回答：“還可以根據二氧化碳能溶于水、一氧化碳難溶于水的性質，給兩個空飲料瓶分別裝滿二氧化碳和一氧化碳氣體，然后都倒入一些水，搖動瓶子，瓶子癟了的是二氧化碳，沒有變化的是一氧化碳。”教室里掌聲響起，這樣引導學生廣開思路，讓解題思維發散開去。

3.思維深刻性的培養。思維的深刻性是指遇到問題時，不被表面所迷惑，能深入抓住事物的本質，依照事物的發展規律進行思考并解決問題。在講授概念、定律時，要逐字逐句引導學生進行推敲細琢，充分吃透關鍵字、句所表述的意思，做到深入概念里精確的理解。練習判斷題和問題解答題時，思維水平不能簡單停留在“對”與 “錯”或“是”與“不是”的層面，還要進一步解釋清楚為什么，判斷的依據是什么。例如，某化合物完全燃燒，消耗了9.6克氧氣，生成8.8克二氧化碳和5.4克水，則該化合物中含有哪幾種元素？學生很快回答：“該化合物中含有碳氫兩種元素。”“事實是這樣嗎？題中給出的數據有沒有用？”老師問道，并在黑板上畫出此反應的示意圖，誘導學生：“依據質量守恒定律，反應后有二氧化碳和水生成，可以肯定化合物中有含碳氫兩種元素，但水和二氧化碳中的氧元素就一定全部來自反應前的氧氣嗎？化合物中可不可能含有氧元素呢？”再舉例寫出甲醇和酒精燃燒的化學反應，學生若有所思，是呀，該化合物中也可能含有氧元素，老師再進一步引導： “該化合物是不是含有氧元素，還要根據題中給出的數據進行計算才能確定”。這樣由表及里，循循善導，學生學習了如何從事物的現象分析其本質的深化訓練。

4.思維批判性的培養。思維的批判性是指實事求是的客觀對待問題，不因為情景變化而變化，能客觀評價與分析事物。在化學教學中可以讓學生多練習判斷題、概念辨析題、評價題等，并能清楚地說明其理由。鼓勵學生在學習上遇到與自己不同的見解時，大膽質疑并進行辯論，辯理明真。例如，設計了由鋅制取硫酸鋅的四種方案：（1）鋅與濃硫酸反應生成硫酸鋅、二氧化硫和水;（2）鋅在氧氣中加熱生成氧化鋅，再與稀硫酸反應生成硫酸鋅;（3）鋅與稀硫酸反應生成硫酸鋅;（4）鋅加入硫酸鎂溶液中。試評價這四種方案是否合理，不合理的請簡要說明理由。這樣的問題先組織學生討論，隨后老師引導點撥，讓學生從批判性的思維角度進行判斷，分析得出正確的結論。

5.思維創新性的培養。華羅庚說人之可貴在于能創造性的思維。創新性思維是指不墨守常規，從新角度、多方面、各層次去思考，不受已有知識、方法的限制與約束，用多種方案、多種途徑去解決問題。在平時的教學中要多給予學生獨立思考、探索、發現的機會，鼓勵學生勤思、善思、深思。例如，在學習金屬材料一章后，布置這樣一道實驗題讓學生思考：通過實驗探究排列鐵、銅、銀三種金屬活潑性大小。要求學生之間分析討論，集思廣益，方法越多越好多，越新穎越好。最后學生得到五種方法：（1）把鐵釘和銅片分別放入稀硫酸中，觀察有無氣泡產生，再將銅片放入硝酸銀溶液中，過一會兒，觀察銅片表面有無銀覆蓋;（2）用鐵釘、銀片、硝酸銅溶液進行實驗;（3）用銅片、硝酸亞鐵溶液、硝酸銀溶液進行實驗;（4）用鐵釘、銅片、稀硫酸、硝酸銅溶液、硝酸銀溶液進行實驗;（5）用鐵釘、銀片、稀硫酸、硝酸銅溶液進行實驗 （部分步驟略）。對于學生通過積極思考、分析、討論得出的這五種方法首先要給予肯定和鼓勵，再讓學生從上述方法中選出最理想、最簡單的一種。利用這類探究實驗的訓練，培養學生在一般性思考的基礎上發展思維創新能力。

總之，在中學化學教學中，即離不開化學基礎概念的準確記憶，也離不開化學典型問題的熟練掌握，更離不開系統性化學思維的培養。教師只有注重進行化學思維方法的培養與訓練，潛移默化地長期引導，才能促使學生逐步建立起系統完整的化學思維體系，幫助學生順利走出化學學習的困境。

參考文獻：

[1]馮永潔.中學生化學思維品質訓練探索[J].中學化學教學參考，2000（10）：12-14.