化學(xué)學(xué)科有效培養(yǎng)學(xué)生思維能力的探索

鄧國堯

美國哈佛大學(xué)校長陸登庭說：“成功者和失敗者的差異，不是知識，不是經(jīng)驗(yàn)，而是思維能力?！比绻茉趯W(xué)習(xí)過程中形成科學(xué)的思維方式從不同的角度探究問題，全面考慮問題，舉一反三，就能對所學(xué)知識進(jìn)行加工，發(fā)現(xiàn)新問題并有所創(chuàng)見，最終順利解決新問題。下面結(jié)合本人的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)勎以谂囵B(yǎng)學(xué)生正向思維能力、逆向思維能力、發(fā)散思維能力方面的做法。

一、正向思維能力的培養(yǎng)

所謂正向思維，就是人們在創(chuàng)造性思維活動中，沿襲某些常規(guī)去分析問題，按事物發(fā)展的進(jìn)程進(jìn)行思考、推測，是一種從已知進(jìn)到未知的思維方法。

1.通過概念、定律培養(yǎng)學(xué)生的正向思維

例如：中和熱的概念為：在稀溶液中，強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時所釋放的熱量。在學(xué)習(xí)時，我引導(dǎo)學(xué)生分析概念中的關(guān)鍵詞：稀溶液、強(qiáng)酸強(qiáng)堿、1 mol H2O。然后設(shè)計(jì)出如下幾個問題：（1）如果是濃溶液，中和熱的數(shù)值有何影響？（2）如果是弱酸（或弱堿），中和熱的數(shù)值有何影響？（3）如果生成2 mol H2O 時放出的熱量是Q KJ ，中和熱的數(shù)值是多少？

解析：（1）因?yàn)闈馊芤合♂屵^程會放熱，所以結(jié)果偏高;（2）因?yàn)槿跛崛鯄A的電離是吸熱過程，所以結(jié)果偏低;（3）因?yàn)橹泻蜔崾侵干? mol H2O時放出的熱量，所以結(jié)果是0.5Q KJ/mol。

2.通過物質(zhì)的性質(zhì)培養(yǎng)學(xué)生的正向思維

例如：在進(jìn)行氯氣的性質(zhì)教學(xué)時，我設(shè)計(jì)了以下問題：（1）根據(jù)Cl的原子結(jié)構(gòu)示意圖，預(yù)測Cl的化學(xué)性質(zhì)？（2）利用Cl2有毒，密度比空氣大，能與堿發(fā)生反應(yīng)的性質(zhì)。思考：當(dāng)遇到氯氣泄漏時，應(yīng)當(dāng)怎么辦？

解析：（1）Cl原子的最外層有7個電子，容易得到一個電子，體現(xiàn)較強(qiáng)的氧化性。（2）Cl2有毒，且密度比空氣大，因此要向上風(fēng)地區(qū)轉(zhuǎn)移，Cl2能與堿發(fā)生反應(yīng)，可用肥皂水或尿液浸濕軟布蒙面。

二、逆向思維能力的培養(yǎng)

所謂逆向思維，就是由果索因，知本求源，從原問題的相反方向著手的思維方法。它有助于提高學(xué)生反應(yīng)的敏捷性和答題速度，也有助于提高學(xué)生更好地學(xué)習(xí)知識和解決問題的能力。

1.通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生逆向思維

例如：在Na與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，我設(shè)計(jì)了以下幾個問題：（1）Na浮在水面上說明的什么？（2）Na熔成光亮的小球說明了什么？（3）Na在水面上四處游動說明了什么？（4）實(shí)驗(yàn)中聽到斯斯的響聲說明什么？（5）向反應(yīng)后的溶液中滴入幾滴酚酞，溶液變紅說明了什么？

解析：（1）鈉的密度比水小;（2）反應(yīng)放熱，鈉的熔點(diǎn)低;（3）反應(yīng)產(chǎn)生了氣體，推動鈉球游動;（4）反應(yīng)劇烈;（5）反應(yīng)生成了堿性物質(zhì)。通過上面的問題，加深了學(xué)生對鈉的性質(zhì)的理解，也培養(yǎng)了學(xué)生的逆向思維能力。

2.通過分析、講評典型例題培養(yǎng)學(xué)生逆向思維

例如：現(xiàn)有FeCl3、AlCl3的混合溶液100mL，逐滴加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量隨加入的NaOH的物質(zhì)的量（mol）的關(guān)系如圖。計(jì)算：（1）a處沉淀的總物質(zhì)的量___mol;（2）c（FeCl3）=___mol/L;（3）c（AlCl3）=___mol/L。

解析：本題發(fā)生的反應(yīng)有Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓、Al3++3OH-═Al（OH）3↓、Al（OH）3 + OH-═AlO2-+2H2O，結(jié)合圖中消耗的NaOH的物質(zhì)的量逆向進(jìn)行計(jì)算即可。

設(shè)n（Al3+）=n（Al（OH）3）=x，則

由 Al（OH）3 + OH-═ AlO2- + 2H2O

1? ? ? ? ? ? ? ? ?1

x? ? ? ? ?（3.6-3）mol

x=（3.6-3）mol=0.6mol，設(shè)n（Fe3+）=y，則

Al3+ + 3OH- ═? Al（OH）3↓

0.6mol? 1.8mol? ? ? ? ?0.6mol

Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓

1? ? ? ? 3

y? ?（3﹣1.8）mol

，解得y=0.4mol

（1）a點(diǎn)的沉淀為Fe（OH）3和Al（OH）3，則總物質(zhì)的量為0.4mol+0.6mol=1mol;

（2）c（FeCl3）=? ? ? ? ? ? =4mol/L;

（3）c（AlCl3）=? ? ? ? ? ? =6mol/L。

三、發(fā)散思維能力的培養(yǎng)

所謂發(fā)散思維，是指大腦在思維時呈現(xiàn)的一種擴(kuò)散狀態(tài)的思維模式，它表現(xiàn)為思維視野廣闊，思維呈現(xiàn)出多維發(fā)散狀。如“一題多解”“一事多寫”“一物多用”等方式，培養(yǎng)發(fā)散思維能力。

1.通過課堂教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維

例：在物質(zhì)的分類教學(xué)中，我設(shè)計(jì)了如下問題：關(guān)于H2SO4，我們可以從哪些角度給它進(jìn)行分類？

解析：（1）從酸的強(qiáng)弱角度，它屬于強(qiáng)酸;（2）從是否含氧的角度，它屬于含氧酸;（3）從酸電離得到氫離子的多少的角度，它屬于二元酸。

2.通過典型例題培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維

例1：寫出滿足下列條件的離子方程式：（1）向Al2（SO4）3溶液中逐滴加入Ba（OH）2

溶液，至Al3+恰好沉淀完全;（2）向Al2（SO4）3

溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液，至SO42-恰好沉淀完全;（3）向Al2（SO4）3溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液，至Al3+恰好轉(zhuǎn)化為AlO2-。

解析：同一道題目，對問題進(jìn)行變換，引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度進(jìn)行討論、思考，提高學(xué)生的應(yīng)變能力：（1）2Al3++ 6OH-+ 3Ba2++ 3SO42- =2Al（OH）3↓+3BaSO4↓;（2）3 SO42- + 3Ba2+ + 6OH- + 2Al3+? = 2Al（OH）3↓ + 3BaSO4↓;（3）2Al3++8OH-+3Ba2++ 3SO42-? =2AlO2-+3BaSO4↓。

例2：一定溫度下，有a.鹽酸;b.硫酸;c.醋酸三種酸的稀溶液。根據(jù)根據(jù)填寫下列空格（用a、b、c、<、>、=填寫）

（1）當(dāng)其物質(zhì)的量濃度相同時C（H+）由大到小順序是_____________;

（2）同體積同物質(zhì)的量濃度的三種酸，中和氫氧化鈉的能力順序是____________;

（3）當(dāng)氫離子濃度相同，體積相同時，分別加入足量的鋅，相同狀況產(chǎn)生的氣體體積由大到小的順序?yàn)開____________;

（4）當(dāng)氫離子濃度相同，體積相同時，同時加入鋅，則開始時反應(yīng)速率________;若產(chǎn)生相同體積的氫氣（相同狀況）反應(yīng)所需的時間_____________。

解析：本題考查了弱電解質(zhì)的電離，明確弱電解質(zhì)電離特點(diǎn)是解本題關(guān)鍵，知道反應(yīng)過程中醋酸不斷電離出氫離子。

（1）氯化氫和硫酸是強(qiáng)電解質(zhì)，在水中完全電離，醋酸是一元弱酸，在水中部分電離，所以等物質(zhì)的量濃度的三種酸，氫離子濃度大小順序是b>a>c;

（2）同體積同物質(zhì)的量濃度的三種酸， n（HCl）=n（CH3COOH）=n（H2SO4），鹽酸和醋酸是一元酸，硫酸是二元酸，中和NaOH能力由大到小的順序是b>a=c;

（3）當(dāng)c（H+）相同、體積相同時，醋酸的濃度最大，反應(yīng)過程中生成的氫離子最多，鹽酸和硫酸中氫離子的物質(zhì)的量相等，所以生成氫氣體積為c>a=b;

（4）反應(yīng)速率與氫離子濃度成正比，開始時這三種溶液中氫離子濃度相等，所以反應(yīng)速率a=b=c;隨著反應(yīng)的進(jìn)行，醋酸不斷電離出氫離子，鹽酸和硫酸不再電離出氫離子，所以反應(yīng)過程中氫離子濃度醋酸最大，硫酸和鹽酸中相等，反應(yīng)速率醋酸>硫酸=鹽酸，則反應(yīng)時間c

思維是智力的核心，也是化學(xué)學(xué)科能力的核心。在化學(xué)課堂教學(xué)中如果能夠長期堅(jiān)持有目的地設(shè)計(jì)一些問題探究，有針對性地選擇一些典型習(xí)題，不斷為學(xué)生創(chuàng)造思維訓(xùn)練的機(jī)會，我相信一定能夠達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生思維能力，提高課堂效率的目的。