化學(xué)習(xí)題教學(xué)中的思維訓(xùn)練方式

1、化學(xué)習(xí)題教學(xué)中的思維方式訓(xùn)練淺談對學(xué)生思維品質(zhì)的培養(yǎng)韓城市西莊中學(xué)李江海內(nèi)容提要：筆者在多年的化學(xué)習(xí)題教學(xué)中，有計劃、有針對性地對實驗班學(xué)生進行多種思維方法的綜合訓(xùn)練：采用多種思維方式相結(jié)合的辦法，從多個角度，多個方向，分別訓(xùn)練思維的廣闊性、思維的深刻性、思維的敏捷性、思維的邏輯性、思維的批判性、思維的創(chuàng)新性。實驗證明，在化學(xué)教學(xué)中通過各種思維方法訓(xùn)練，不僅可以使學(xué)習(xí)化學(xué)變得生動有趣；還可以提高教學(xué)質(zhì)量；更重要的是在訓(xùn)練中潛移默化地培養(yǎng)了學(xué)生的思維品質(zhì)。主題詞：化學(xué)學(xué)法指導(dǎo) 習(xí)題教學(xué) 思維方式 俗話說：解題三部曲，一審二謀三落筆。審是審題，就是理解題意，謀是醞釀解題思路，尋求解題方法的過程，實

2、際上就是解決問題時思維方式的體現(xiàn)，是解決具體問題的核心和關(guān)鍵。處理好前兩個環(huán)節(jié)，落筆時才能從容應(yīng)對、一氣呵成。因此，在化學(xué)教學(xué)過程中，在傳授化學(xué)基礎(chǔ)知識的同時，通過一定的方法，逐步幫助學(xué)生培養(yǎng)良好的思維品質(zhì)，是非常重要的。一、習(xí)題教學(xué)中的思維方式訓(xùn)練（一）、培養(yǎng)思維的廣闊性思維的廣闊性是指在對化學(xué)問題的思維過程中，善于從多種角度多學(xué)科綜合、全面地考察問題，從事物的多種多樣的聯(lián)系中去認(rèn)識事物，既要了解事物間的相似點，也要辨析其不同點，從而逐步掌握具有化學(xué)學(xué)科特點的普遍思維規(guī)律和辨證思維規(guī)律。1、求同思維和求異思維相結(jié)合，訓(xùn)練思維的廣闊性中學(xué)化學(xué)知識許多內(nèi)容是相近或相關(guān)的，教師應(yīng)調(diào)動學(xué)生的聯(lián)想能力

3、搞好類比和對比，找出兩個事物間的異同點，首先把其中相似的知識或結(jié)論從一個對象遷移到另一個對象中去。對于不同點則應(yīng)見異思疑，順藤摸瓜，進行解答。例125時，重水(D2O)的離子積為1.6×10-15，可以用PH一樣的定義來擬定PD=-LgD+，以下敘述正確的是：（）A. 中性溶液的PD=7.0 B.0.01moL的NaOD的D2O溶液1L，其PD=12.0C.溶解0.01moLDCl的 D2O溶液1L，其PD=2.0D.在100mL0.25M的DCl的 D2O溶液中,加放50mL0.2M的NaOD的D2O溶液，其 PD=1.0思維過程：求同思維類比：本題按PH一樣的定義來擬定PD，說明

4、兩者有相似之處，即PH=-LgH+；PD=-LgD+。求異思維對比：25時，水的離子積=10-14,重水離子積1.6×10-15由此可以類推，凡是在計算中使用到離子積的地方，重水和水的計算結(jié)果必定不同，反之，不使用離子積的地方，兩者答案相同。2、化學(xué)學(xué)科思維和跨學(xué)科融合思維相結(jié)合，訓(xùn)練思維的廣闊性化學(xué)學(xué)科的教學(xué)大綱要求學(xué)生能夠初步運用化學(xué)視角，去觀察生活、生產(chǎn)和社會中的各類有關(guān)化學(xué)問題；能應(yīng)用所學(xué)知識去分析和解決當(dāng)前社會的熱點問題以及正確評價人與自然、社會的關(guān)系；具有經(jīng)濟繁榮、社會公正、生態(tài)安全的可持續(xù)發(fā)展的價值取向；體現(xiàn)基本的科學(xué)精神和人文精神。而我們面臨的問題大都帶有復(fù)雜性、多樣

5、性、綜合性，不是只靠化學(xué)單一學(xué)科能解釋或解決的，學(xué)生分析問題和解決問題的過程中必然會進行跨學(xué)科的交叉、滲透、融合。例2.1982年6月18日晚，重慶市下了一場酸雨，市郊2萬畝水稻葉片突然枯黃，好象火烤過一樣，幾天后局部枯死。為此，重慶市政府采取了一系列措施來防治酸雨。問：(1)試述酸雨的形成過程，并寫出反應(yīng)式。(2)酸雨導(dǎo)致水稻死亡的原因是什么？(3)熟石灰的懸濁液、澄清石灰水、濃NaOH溶液都能吸收廢氣中的SO2，從凈化效果、經(jīng)濟等方面綜合考慮，你認(rèn)為用哪一種試劑比較合理。(4)請?zhí)岢鰞蓷l防止酸雨的措施。思維過程：本題以工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中排放出的各種廢氣造成的環(huán)境污染問題：酸雨的危害為背景進

6、行討論。單從化學(xué)角度出發(fā)只能回答酸雨的成因，而問題中還涉及到水稻死亡的生物學(xué)問題、廢氣吸收劑合理選擇的化學(xué)和經(jīng)濟學(xué)問題、酸雨防治的化學(xué)和環(huán)境保護科學(xué)等綜合性學(xué)科知識。所以，要想正確回答問題，就必須融合化學(xué)、生物、環(huán)境科學(xué)、經(jīng)濟學(xué)等多學(xué)科知識綜合運用解決實際問題。（二）、培養(yǎng)思維的深刻性思維的深刻性表現(xiàn)在學(xué)生對化學(xué)概念的形成、判斷、推理和論證上，能夠逐步深入，能透過紛繁復(fù)雜的表面現(xiàn)象深刻地揭示物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律性。1. 宏觀思維和微觀思維相結(jié)合，訓(xùn)練思維的深刻性化學(xué)是一門研究物質(zhì)實體的科學(xué)。物質(zhì)在客觀世界中有宏觀和微觀兩種表現(xiàn)形式。宏觀物質(zhì)現(xiàn)象是許許多多微觀變化聚合在一起的顯性表現(xiàn)。因

7、此，研究化學(xué)問題絕對離不開對物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的探求，尤其在化學(xué)觀察過程中只有宏觀的感知是遠遠不夠的，還需要進行微觀的想象和和理性的思維探求。例3.在燒制磚瓦時，用粘土（含有鐵的化合物）做成的坯經(jīng)過烘燒后，制得紅色磚瓦，成分是_；若烘燒后期從窯頂向下慢慢澆水，窯內(nèi)會產(chǎn)生大量的氣體，成分是_；然后，逐漸冷卻，紅磚慢慢變成黑色，而制得青色磚瓦，成分是_。思維過程：根據(jù)題目敘述，學(xué)生可以從中感知在紅磚、青磚生產(chǎn)過程中所發(fā)生的各種宏觀現(xiàn)象，即磚坯顏色先變紅，加水生成大量氣體后冷卻又變黑。那么，這些宏觀變化中蘊藏著哪些我們學(xué)過的化學(xué)變化，則必須把宏觀現(xiàn)象和微觀想象、微觀思維結(jié)合起來，進行深入化學(xué)本質(zhì)的分

8、析。2. 定性思維和定量思維相結(jié)合，訓(xùn)練思維的深刻性定性思維主要是指根據(jù)題目提供的已知判斷，并且不需要借助具體的數(shù)理推算而直接憑借概念和概念之間的聯(lián)系，運用所學(xué)的化學(xué)概念和化學(xué)原理，通過分析、比較、推理，對事物的性質(zhì)和事物間的聯(lián)系作出新的判斷。但許多實際問題依靠定性思維只能得出一些不精確的大概判斷，還需要通過定量的有關(guān)化學(xué)量的計算，結(jié)合具體事物對象間的數(shù)理關(guān)系才能作出準(zhǔn)確和肯定的判斷。例4.無色氣體A，可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的某幾種。將100mLA氣體經(jīng)過如圖所示的實驗處理，結(jié)果得到酸性溶液，且?guī)缀鯚o氣體剩余。圖示如下：通入水中氣體被吸收無剩余足量濃硫酸A氣體顯紅棕色足量

9、Na2O2余氣80mL100mL 洗氣瓶 干燥管問：請判斷氣體A的組成及各組成氣體的分體積。思維過程：若只用定性思維：A無色，說明不含有色的NO2；氣體通過干燥管后變成紅棕色，說明CO2和Na2O2反應(yīng)生成了O2，O2再和NO反應(yīng)生成了NO2，表明原A中含NO和CO2；最后氣體無剩余，說明不含難溶于水的N2；而A中是否含有NH3，則不敢肯定判斷。此時必須結(jié)合定量思維：100mLA通過濃硫酸洗氣瓶后體積減少為80mL ，說明有氣體被濃硫酸吸收，而給出的氣體中只有NH3可以被濃硫酸吸收，判斷一定含有NH3。（三）、培養(yǎng)思維的靈活性和敏捷性思維的靈活性是指能夠從實際條件出發(fā)，善于根據(jù)事物的發(fā)展變化而

10、靈活運用一般原理原則，如化學(xué)原理和化學(xué)規(guī)律，機智地從多個方向探究解決問題的各種可能性，從中尋找一條最佳方案；而思維的敏捷性則主要表現(xiàn)在學(xué)生解題思考敏捷，反應(yīng)速率快，能迅速找出問題的本質(zhì)，抓住解決問題的關(guān)鍵，準(zhǔn)確迅速地作出結(jié)論。1. 集中思維和發(fā)散思維相結(jié)合，訓(xùn)練思維的靈活性集中思維側(cè)重于運用已知信息，選擇一條路徑，去獲得問題的唯一正確答案；而發(fā)散思維則是根據(jù)已知信息，從不同角度和方向思考，從多方面尋求答案。如學(xué)生對化學(xué)計算題進行一題多解的試探，或人們利用多種途徑去探尋改革方案時的思維。例5.由CaCO3和MgCO3組成的混合物，充分加熱到質(zhì)量不再減少為止，剩余固體的質(zhì)量是原混合物質(zhì)量的一半，則

11、剩余物中：Ca、Mg兩元素物質(zhì)的量之比為多少？思維過程：如果采用集中思維，抓住題目原意根據(jù)m(剩余固體的質(zhì)量)=1/2(原混合物質(zhì)量)，設(shè)未知數(shù)，按方程式的系數(shù)關(guān)系列出等式求解。具體解法為：設(shè)原混合物中CaCO3 的物質(zhì)的量為X，MgCO3物質(zhì)的量為Y（根據(jù)原子守恒思想，也就是剩余的Ca的物質(zhì)的量為X，剩余的Mg的物質(zhì)的量為Y）。CaCO3 = CaO + CO2 MgCO3 = MgO + CO2 X X X Y Y Y依題目原意可得：56X+40Y=(100X+84Y)/2，求得X/Y=1/3。如果引導(dǎo)學(xué)生進行發(fā)散思維，此題可從多種角度立意，得到其它較為巧妙的解法。2. 具體思維和抽象思維

12、相結(jié)合，訓(xùn)練思維的敏捷性這兩種思維是相互聯(lián)系、相互滲透、相輔相成的，具體思維是抽象思維的基礎(chǔ)，抽象思維常以具體形象表現(xiàn)出來。許多化學(xué)問題不只是單純地運用其中一種思維方法，而是根據(jù)問題的特點，有所側(cè)重又有所結(jié)合地運用兩種思維方法。尤其在信息給予題中，需要綜合運用兩種思維對新信息進行充分的消化吸收。例6.CaC2和ZnC2、Al4C3、Mg2C3、Li2C2等同屬離子型碳化物，請通過對CaC2制C2H2的反應(yīng)進行思考，從中得到必要的啟示，判斷下列反應(yīng)正確的是：( )A. ZnC2水解生成乙烷(C2H6) B. Al4C3水解生成丙炔(C3H4)C. Mg2C3水解生成丙炔(C3H4) D. Li2

13、C2水解生成乙烯(C2H4)思維過程：第一步先用具體思維接受新信息：+2 -1 -1 +1CaC2C2H2 分析可知水解前后碳元素化合價不變。第二步利用抽象思維加工信息，得出一種結(jié)論：即離子型碳化物與水解前后碳元素化合價都不變。第三步再用具體思維應(yīng)用信息結(jié)論。(四)、培養(yǎng)思維的邏輯性理科學(xué)習(xí)和解題過程一般要遵循邏輯的規(guī)律，結(jié)合題目已知條件，根據(jù)自己思維能力和知識水平在頭腦中擬定一個有序的和由此及彼的邏輯推理流程。引導(dǎo)自己一步步撥去題設(shè)的層層迷霧，使正確答案最終水落石出。1. 定向思維和多向思維相結(jié)合，訓(xùn)練思維的邏輯性常規(guī)的思維方法，較注重已知事物的時空順序和單一邏輯聯(lián)系，局限于“正推”或“逆推

14、”，要培養(yǎng)學(xué)生全面的邏輯思維習(xí)慣，還應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生“多向思維”的能力，跳出定向思維的“圍城”。許多習(xí)題給出的信息呈枝丫狀分布，如果采用定向思維會無從下手、不知所措；而依靠多向思維則會縱橫捭闔，思如泉涌。例7.有一種廣泛應(yīng)用于汽車、家電產(chǎn)品上的高分子涂料，按下列流程生產(chǎn)。圖中M和A都可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)，N和M的分子中碳原子數(shù)相等，A的烴基上一氯取代位置有三種。 思維過程：如果采用定向思維，只能“正推”或“逆推”。由于高分子涂料沒有提供任何信息，“逆推”行不通；再考慮正向推理，丙烯生成A的反應(yīng)沒有學(xué)過，并且也沒有A的分子式或結(jié)構(gòu)簡式。另一分支，丙烯與氧氣催化氧化。根據(jù)學(xué)過的信息，產(chǎn)物是乎應(yīng)該是丙醛(C

15、3H6O),也難以判斷。其實，此題必須采用多向思維，以M為“突破口”，同時進行多方向的推導(dǎo)。2.直覺思維和邏輯思維相結(jié)合，訓(xùn)練思維的邏輯性直覺思維是指未經(jīng)過逐步分析推論，而迅速對問題的答案作出猜測、設(shè)想或突然頓悟。它的產(chǎn)生是與掌握牢固的科學(xué)知識、豐富的經(jīng)驗以及積極實踐分不開的；邏輯思維是遵循思維的規(guī)則，有步驟地對材料進行分析，推理，得出結(jié)論形成思想的思維方式。兩種思維雖有明顯的區(qū)別，但在解決復(fù)雜問題是經(jīng)常綜合運用，從一定意義上說，直覺思維是具有深厚功底的人對邏輯思維的快速反應(yīng)能力和簡約化。（五）、培養(yǎng)思維的批判性和創(chuàng)新性思維的批判性是指思考問題時不受傳統(tǒng)思路和慣性思維的影響，能獨立、客觀地探求

16、化學(xué)現(xiàn)象的根本原因，并冷靜分析判斷一種選擇和思想的是非、利弊；思維的創(chuàng)新性則是在思維批判性的基礎(chǔ)上發(fā)展學(xué)生自覺運用已知信息，進行新穎的組合分析，學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出自己鮮明的個性特點，在處理化學(xué)問題時，能尋找多種正確方式。對問題處理的結(jié)果，都包含著創(chuàng)造性的獨特見解。1. 等效思維和轉(zhuǎn)化思維相結(jié)合，訓(xùn)練思維的批判性在學(xué)生遇到用常規(guī)思路無法分析問題或難以推理判斷的時候，通過變換思維角度，對題目做適當(dāng)?shù)募僭O(shè)，或者代換，或者轉(zhuǎn)化，把一個難于直接分析的對象或過程，等效的轉(zhuǎn)化為另一個易于分析判斷的對象或過程。這要求學(xué)生敢于突破常規(guī)，大膽地“獨辟蹊徑”，選擇最合理的解題途徑。這是數(shù)學(xué)上等價代換思想和化歸原理在化學(xué)解

17、題中的應(yīng)用。例8.已知二氯丙烷的同分異構(gòu)體有4種，請判斷六氯丙烷的同分異構(gòu)體為：( )A.3種B.4種C.6種D.8種思維過程：按常理，學(xué)生似乎應(yīng)該老老實實按照官能團位置異構(gòu)的規(guī)律一個個去推敲?？墒窍胂肟?，六個氯原子在三個碳上究竟有多少種不同的排列方式？能不能利用等效思維和轉(zhuǎn)化思維想出更簡單的方法？題目已知其二氯代物有四種同分異構(gòu)體。通過分析和觀察丙烷的結(jié)構(gòu)特點不難發(fā)現(xiàn)，分子中共有8個C-H鍵，二氯代物就是二個Cl取代二個H ,而此時還剩下6個H原子連在C原子上。先采用轉(zhuǎn)化思維，是否可以把二氯代物中的6個H原子替換成6個Cl，而把2個Cl替換成2個H，再利用等效思維，得到六氯丙烷也有四種排列方

18、式！ 2. 習(xí)慣性思維和創(chuàng)造性思維相結(jié)合，訓(xùn)練思維的創(chuàng)新性學(xué)習(xí)首先必然要求運用習(xí)慣性思維，繼承和借鑒前人的間接經(jīng)驗，這在學(xué)習(xí)水平較低的階段是相當(dāng)必要的，但這種思維直接不加改變地用別人的經(jīng)驗來解決問題，由于具體條件已經(jīng)產(chǎn)生了變化，結(jié)果可想而知。而創(chuàng)造性思維則是在繼承前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，敢于隨著具體條件的變化發(fā)展而提出不同于他人的創(chuàng)造性的新觀點、新辦法，還能創(chuàng)造性地揭示客觀事物的本質(zhì)規(guī)律?？梢哉f，創(chuàng)造性思維是習(xí)慣性思維的高度發(fā)展的結(jié)果，而習(xí)慣性思維是創(chuàng)造性思維的重要基礎(chǔ)，兩者密不可分。例9.1980年我國首次制成一輛燃氫汽車，乘員12人，以50公里小時行駛了40公里。為了有效發(fā)展民用氫能源，首先必須

19、制得廉價的氫氣，下列可供開發(fā)又較經(jīng)濟的制氫方法是_(填寫編號，多選扣分)。電解水鋅和稀硫酸反應(yīng)光解海水其次，制得純氫氣后還需要解決的問題是_(寫出一個)思維過程：兩個問題都在書本上找不到現(xiàn)成的答案，看似簡單的問題，實則思路新穎，構(gòu)思巧妙?？疾榈幕瘜W(xué)知識點無非是氫氣的制取問題，但如果按照習(xí)慣性思維去考慮問題，學(xué)生只從書本上學(xué)到氫氣的前兩種制法，大都會否定第三種制法。因為光解海水制取氫氣的方法聞所未聞。所以只會在和中選擇答案，顯然誤入歧途。此時必須敢于跳出思維的定勢，充分運用創(chuàng)造性思維去提出新觀點、新辦法。只有光解海水才具有廉價、經(jīng)濟的可行性，至于現(xiàn)在能不能通過光解海水生產(chǎn)大量的氫氣還不敢肯定，但可以預(yù)見