高中化學(xué)教學(xué)過程中學(xué)生抽象思維的培養(yǎng)

劉麗華

摘要：高中化學(xué)研究的領(lǐng)域與初中不同，它將角度更進(jìn)一步拓展到了微觀的世界，學(xué)生將會(huì)更進(jìn)一步從分子和原子，以及原子之間成鍵的方式認(rèn)識(shí)一些化合物的組成與性質(zhì)。由于相關(guān)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系不夠緊密，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生很難做到感同身受，對(duì)于結(jié)構(gòu)化學(xué)的知識(shí)也并不能很好地理解與掌握，這就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生難以真正學(xué)習(xí)到從結(jié)構(gòu)研究性質(zhì)的方法，阻礙學(xué)生化學(xué)的學(xué)習(xí)與進(jìn)步。因此，高中化學(xué)教師在自己的教學(xué)活動(dòng)中需要時(shí)時(shí)刻刻引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行抽象思維的訓(xùn)練與培養(yǎng)，讓學(xué)生逐漸能夠想象出在微觀的世界中鍵的長(zhǎng)短、電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及原子軌道的模型等等，從而真正掌握化學(xué)學(xué)科的精髓。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；學(xué)生；抽象思維

中圖分類號(hào)：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1992-7711（2021）07-0089

一、抽象思維在化學(xué)學(xué)科教學(xué)過程中的重要性

化學(xué)學(xué)科的一個(gè)基本思維就是“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”。在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生也需要遵循著這樣的思路認(rèn)識(shí)一些化學(xué)物質(zhì)以及它們的基本性質(zhì)，并能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間存在的關(guān)系搞清楚。只有這樣才算是真正掌握了化學(xué)知識(shí)。例如，鍵長(zhǎng)與鍵能往往是比較原子之間共價(jià)鍵強(qiáng)弱的關(guān)鍵，而比較分子之間的作用力則要看分子之間的作用力如范德華力、氫鍵等。學(xué)生只有養(yǎng)成了由結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的思維，才能夠在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中做到追根溯源，真正搞清楚某一化合物所表現(xiàn)出來的性質(zhì)的原因是什么，在比較一類化合物這一類性質(zhì)的時(shí)候需要著重比較它們哪一方面的性質(zhì)等。而原子分子的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于實(shí)物粒子，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡以及描述它們運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的方式也完全不同于實(shí)物粒子，這也就直接導(dǎo)致學(xué)生在深入研究化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的過程中會(huì)遇到很多的問題。由于缺乏抽象思維，學(xué)生并不能夠想象出原子之間成鍵的方式。例如甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)，在課本上打印出來的平面圖形學(xué)生就很難理解，為什么要形成正四面體結(jié)構(gòu)而不是我們所認(rèn)為的平面結(jié)構(gòu)呢？這就導(dǎo)致學(xué)生無法真正理解化學(xué)物質(zhì)的真實(shí)結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步影響他們對(duì)該物質(zhì)性質(zhì)的判斷。例如，如果學(xué)生并不能理解甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)，就會(huì)導(dǎo)致他們對(duì)甲烷中碳原子的雜化方式不理解，從而影響后續(xù)的學(xué)習(xí)。由此看來，高中化學(xué)教學(xué)過程中學(xué)生抽象思維的建立與培養(yǎng)是十分必要的。這是學(xué)生建立“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的基本思維，認(rèn)識(shí)化合物基本結(jié)構(gòu)，掌握化學(xué)原理的基礎(chǔ)。因此，高中化學(xué)教師需要將這一部分工作包含在平時(shí)的工作中。

二、高中化學(xué)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生抽象思維的可行性措施

1.使用模型

為了讓學(xué)生更加直觀清晰地觀察到一些微觀粒子的形態(tài)以及成鍵方式，教師可以在教學(xué)過程中使用一些模型讓學(xué)生進(jìn)行觀察。例如甲烷分子，還有水分子等等。在利用模型進(jìn)行講解的過程中，教師需要注意到讓學(xué)生更多地運(yùn)用化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)到的知識(shí)解釋這個(gè)模型的構(gòu)造。例如水分子，首先它的化學(xué)式是H2O，說明一個(gè)水的分子是由兩個(gè)氫原子與一個(gè)氧原子組成的。根據(jù)我們學(xué)習(xí)到的雜化方式以及價(jià)層電子對(duì)互斥理論進(jìn)行判斷，我們可以得出，水分子的兩個(gè)鍵呈現(xiàn)“v”型，且夾角為一百零九度二十八分。同時(shí)，我們?cè)跇?gòu)建模型的過程中也需要注意到成鍵的順序，這個(gè)過程是氧原子分別拿出一個(gè)點(diǎn)子與質(zhì)子共用成鍵，也就是氧原子應(yīng)該放在模型的中間，即“v”的拐角處，剩下兩邊一邊一個(gè)氫質(zhì)子。我們還要注意到兩種原子半徑的不同之處，氧原子的電子層數(shù)比氫質(zhì)子多，也就是氧原子的半徑較大，所以在這個(gè)模型的拐角上放著的應(yīng)該是半徑較大的一個(gè)圓球，兩邊圓球的半徑較小。通過這樣觀察微觀粒子的結(jié)構(gòu)模型，學(xué)生能夠更深入地記憶典型分子的一些注意事項(xiàng)，同時(shí)對(duì)這一類分子具有的結(jié)構(gòu)都有更加深入的學(xué)習(xí)與了解。在學(xué)習(xí)完水分子的結(jié)構(gòu)之后，教師可以讓學(xué)生自己分析甲烷的分子結(jié)構(gòu)是什么樣的，如果用氯氣取代甲烷分子的一個(gè)質(zhì)子之后這個(gè)結(jié)構(gòu)又會(huì)怎樣變化。教師可以讓學(xué)生自己動(dòng)手操作構(gòu)建模型，從整個(gè)粒子的每一個(gè)方面進(jìn)行考慮，原子半徑大小，原子之間成鍵的順序與方式，還有原子鍵角的大小等等。在自己操作的過程中，學(xué)生才是真正地將自己在化學(xué)課堂上學(xué)習(xí)到的知識(shí)運(yùn)用在實(shí)際過程中，才能真正認(rèn)識(shí)到每一個(gè)微觀粒子的結(jié)構(gòu)，積累一些常識(shí)。接下來，在學(xué)習(xí)過程中遇到與它們結(jié)構(gòu)類似的分子的時(shí)候，學(xué)生也就很容易能進(jìn)行聯(lián)想與類比。例如在習(xí)題中見到“v”型的分子，學(xué)生只需要將水分子的結(jié)構(gòu)模型中三個(gè)原子換成其他的原子即可研究它的形狀，遇到正四面體的分子只需要分析甲烷的結(jié)構(gòu)即可。學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)過程中思考與接觸到的模型越多，他們的知識(shí)積累就會(huì)越豐富，也就會(huì)讓學(xué)生能夠在此基礎(chǔ)上更容易進(jìn)行合理的想象與思考。

2.使用多媒體設(shè)備

現(xiàn)實(shí)生活中的模型能夠呈現(xiàn)出來的分子結(jié)構(gòu)是有限的，教師可以利用現(xiàn)代信息技術(shù)，在教師內(nèi)部的多媒體設(shè)備上讓學(xué)生進(jìn)一步接觸與學(xué)習(xí)分子的結(jié)構(gòu)。例如一些有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)對(duì)于分子性質(zhì)的影響十分顯著，教師在講解過程中就可以把這些分子呈現(xiàn)在多媒體上，讓學(xué)生能夠更加直觀地觀察。同時(shí)，利用多媒體設(shè)備靈活多變的特點(diǎn)，教師可以給學(xué)生展示在發(fā)生一些變化的過程中分子結(jié)構(gòu)的一些變化，以幫助學(xué)生理解為什么這個(gè)變化會(huì)產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象。這樣的方式不僅能夠讓學(xué)生提升抽象思維，深入學(xué)習(xí)分子性質(zhì)與結(jié)構(gòu)，最重要的是學(xué)生能以此為突破口學(xué)習(xí)到化學(xué)學(xué)科的精髓所在。我們平時(shí)觀察到的化學(xué)現(xiàn)象以及性質(zhì)都是由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)所決定的，當(dāng)然也包括在化學(xué)變化過程中所產(chǎn)生的一些現(xiàn)象，我們都可以從微觀的層面對(duì)其進(jìn)行解釋與說明。學(xué)生經(jīng)過這樣的教學(xué)過程做到了學(xué)科素養(yǎng)的全面提升，教師的教學(xué)效率也大大提高。

在化學(xué)學(xué)科的教學(xué)過程中，教師需要根據(jù)自己以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及本班學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣思考更加適合學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)形式，幫助學(xué)生真正提升抽象思維，為其今后的化學(xué)學(xué)習(xí)道路夯實(shí)基礎(chǔ)。

（作者單位：內(nèi)蒙古赤峰市赤峰第四中學(xué)分校024000）