培养学生思维能力 提升学科核心素养

作者:朱伟琴 来源: 发布时间:2016年11月24日 点击数:

培养学生思维能力   提升学科核心素养

                                   ——论高三复习中学生思维力的训练

浙江省义乌中学   朱伟琴

  :结合高三复习阶段学生暴露出的种种思维缺陷,分析原因,探讨应对策略,提高复习的实效性,提升学生的思维能力和思维品质。

关键词:高三复习  思维缺陷  思维能力  应对策略

1.问题的提出——学生思维水平现状

高三复习课中,常听到学生跟老师说的一句话就是:“这题目听你一讲解其实也不难,但是我自己做的时候就不知道要这么想。”“不知道这么想”这是没有解题思路的表现,也就是缺乏化学思维能力的表现。思维能力水平的低下,已经成为阻碍学生解决化学问题的一大难题。

学生的化学双基知识不扎实,学科的一些基本思想如守恒的思想、绿色化学思想不深入;学科基本方法如用归纳的方法、比较的方法进行概念辨析不能融会贯通,这是导致缺乏化学思维的重要原因。如果不及时纠正这种现状,显然达不到“以培养学生完美人格和终身学习能力为宗旨,指导学生从更高的视野和境界上自我发展”教育理念。

2.问题的分析

笔者在多年的高三复习教学中发现,学生中普遍存在的思维问题具体表现在“三多三少”:

2.1形象思维多,抽象思维少;许多高中学生还只从事物的表象上、形式上思考问题,仍然停留在“看见什么就是什么”的层面上,仍缺乏对知识的加工分析、综合处理能力,更缺乏把陈述性知识转化为程序性知识,透过现象看本质的能力。

2.2无序思维多,有序思维少;学生对一些概念性的知识模糊不清,记忆的知识混乱,不能形成体系,也找不到内在联系。当遇到稍复杂、综合性较强的问题时,思维容易混乱,找不到解题的方向。

2.3定势思维多,创新思维少;有些已知的东西已经成为了学生的经验,当遇到问题时,这些经验就像条件反射一样,从脑海里“蹦”出来,这种定势思维往往缺乏灵活性,变通性,只是简单的记忆再现而没有建构为自己的方法,因此面对稍复杂的问题就会束手无策,反而对很多问题的解决造成困扰。所以有人说“妨碍我们学习的最大障碍,并非未知的东西,而是已知的东西。”

3.问题的解决方法

就以上现状,结合高三复习的实情,笔者觉得可以从以下方面入手加强学生化学思维的培养,进而提升学生的化学学科核心素养。

3.1化繁为简,培养学生的有序思维和深思品质

元素化学与其他化学知识相比,有“三多”:物质多,性质多,反应方程式多,“多”势必会引起“杂”。高一新生普遍觉得化学难学、难记,找不到其中的顺序、规律,一开始学到的知识就显得杂乱无章,因此等到高三遇到问题时容易思维混乱,常听到学生以为是自己的记忆力不好造成的。其实是他不知自己缺乏一定的思维有序性。总的来说,在化学学科中有很多知识和反应原理都有特定的顺序:由表及里、由强到弱、由浅入深等。这就需要教师是教学过程中,多设计相应的问题情景,引导学生归纳整理各个规律与顺序,学会沿着这个特定的顺序、规律有序思考问题,培养有序思维。

既然,化学反应过程都是有序的:一个体系中,加入碱时,酸性最强的物质最先反应;多种还原剂存在的同时加入一种氧化剂时,还原性最强的物质最先被氧化……强弱规律不仅是一条自然规律,在化学中也是普遍存在的一条规律。就如:在含有NH4+、Al3+、H+的混合液中,慢慢滴入NaOH溶液,直到过量,与OH-反应的先后顺序:H+、Al3+、NH4+、Al(OH)3

那么,我们教学中分析过程也必须是有序的,在分析问题过程中,要充分注重过程与方法的教学,让整个过程充分展现教师思维的有序性、严密性,真正培养学生从无思到有思,使学生从浅思到深思。

如:往碳酸钠溶液中滴加少量或者足量氯水的离子方程式书写这个难度较大问题上,教师需要引导学生将这个复杂问题拆分成几个简单小问题各个击破,可以尝试进行如下分析:

  • 氯水中含有的哪些离子能与碳酸钠溶液发生反应?

Cl2+H2O==HCl+HClO;

  • 首先发生反应的离子是哪些?产物是什么?

HCl和HClO都可能与碳酸钠溶液反应,首先是HCl反应;

  • 少量或者足量氯水又有何不同?

若氯水少量则碳酸钠与HCl和HClO都发生反应,产物为NaHCO3、NaCl和NaClO;若氯水足量则只与HCl发生反应,HClO不参加反应,产物为CO2、NaCl和HClO。如此便可以准确无误地写出相应的离子方程式来。当生真正成为了问题解决的主体,是学生在思考,虽然这种解决问题的过程可能是复杂的、曲折的,但是真实的、有效的。

苏霍姆林斯基曾告诫我们:人的内心里有一种根深蒂固的需要——总想感到自己是发现者、研究者、探寻者。在学生的精神世界中,这种需求特别强烈。但如果不向这种需求提供养料,即不积极接触事实和现象,缺乏认识的乐趣,这种需求就会逐渐消失,求知兴趣也与之一道熄灭。因此,我们在高三复习中切忌包办代替学生思维,宁可让学生“错思”也不能让学生“无思”。

3.2由此及彼,培养学生的类比思维和迁移能力

类比就是根据两种(或以上)物质在某些方面的相同或相似的属性,推断出它们在其他方面也具有相同或相似的方法(如右图)。

如近期我们高三理科综合卷中27题出现的某一小题:已知灰白色金属碳化物粉末X,其中金属元素与另一元素的质量比为14:l。人们对X的结构研究后发现其金属元素有0价、+2价两种化合价,要求写出X与稀硫酸反应的化学方程式。

结果改下来本小题绝大多数学生都能推出X是Fe3C,但化学方程式书写正确的每个班却仅有三四个学生。究其原因是学生不懂本题的思维顺序,没有学会类比迁移——已学的Mg3N2和稀硫酸反应的分步考虑,首先考虑Mg3N2的水解,然后考虑水解产物与稀硫酸的进一步反应的产物。当然,本题还有一个知识的提升空间,因为Fe3C中铁元素有0价、+2价两种化合价让许多学生不知所措,问题的关键还是没有掌握金属碳化物的水解原理(正价元素结合OH-,负价元素结合H,分别形成新的化合物;0价的考虑能否与水反应以备后用),然后考虑这些中间产物能否与稀硫酸继续反应,从而顺利地写出该反应的最终产物。

高中化学学习的物质仅仅是各个范围内的某些代表,不可能将所有物质的性质都学到,所以大多物质的性质需要用类比思维去推测。使用类比推理的关键是从我们所学知识中找到能彼此联系的物质。所以说,授人以鱼不如“授人以渔”。没有好的思维习惯和顺序,不会将未知的和已知的联系起来,这就无法在遇到新问题时将所学的化学逻辑思维素养和化学批判性思维能力展现出来。

3.3突破常规,培养学生的逆向思维和辩证思想

逆向思维是求异思维的一种表现,它是对司空见惯的似乎已成定论的事物或观点反过来思考的一种思维方式,它与常规思维相对。逆向思维的培养,需要在教学与练习中不断地渗透、训练,鼓励学生敢于“反其道而思之”。培养学生的逆向思维,引导学生遇到问题,试着从结论往回推,反过来想想,或许会使问题简单化,甚至因此而有所发现,创造奇迹,这就是逆向思维和它的魅力。许多元素化合物推断和理综13题实验相关推断题都需要这种能力。

化学中最简单的是概念性的知识,但是错误率最高的也是概念性的知识,该题如果按照顺向思维去思考,每一项都能找到相应符合的许多例子,能证明每一项都是正确的。但如果从问题的对立面着手,找出与之对应的实例来判断该表述的对错。整个思维过程如右图:

如A:含金属元素但是阴离子,特例:AlO2-、MnO4-等等 ;B的对立面:在氧化还原反应中,非金属单质是还原剂,举例:S与O2反应中,S作还原剂;H2与Cl2反应中,H2作还原剂等等;C的对立面:某元素从化合态变为游离态时,该元素被氧化,举例:浓盐酸与MnO2反应,氯元素由化合态变为游离态时,被氧化等;D的对立面:金属阳离子被还原没有得到金属单质,特例:Fe3+被还原有可能得到Fe2+

又如高三复习中常碰到的一些陌生化合物,要求学生根据结构和性质来确定元素化合价的问题。如Na2S2O8、CrO5等化合物中S和Cr的化合价,学生往往根据一般原则,O显-2价,由此得出S为+7价和Cr为+10价的荒唐错误,殊不知氧元素也可能存在-1价。诚然,如果我们能辩证地思考一下,从S和Cr元素本身的价电子结构出发,不难发现S最外层只有6个电子无法形成+7价,而Cr的价电子则是3d54s1同样只有6个价电子,无法形成+10价。由此可以推导出这两种物质中存在过氧键(-O-O-),从而推出这两种物质具有强氧化性。这么一来,顺理成章地将元素化合物学习中“结构决定性质,性质决定用途”的核心思想落实到未知物质的自学中,达到“授人以渔”的目的。

3.4不拘一格,启迪学生的发散思维和创新意识

发散思维是指从一个问题出发,沿着不同的方向去思考,寻求尽可能多的解决方案的思维。如果我们复习中问题的答案是确定的、唯一的,长此以往学生在这“唯一正确的答案”影响下,思维越来越单一,想象力也越来越有限。新课程重视学生的“固执己见”,注重发展学生的个性,因此需要教师在设计问题时也应体现出开放性、发散性。发散性问题也是探索的问题,学生不能模仿教师传授的某种现成的方法马上回答,需要进行多角度、多方位地分析思考,打破常规思维,寻找新的解决问题的方法。

如:已知 ,推断A、B、C各是什么物质?该题,要求学生总结高中以来所学的元素化学物质的性质,找出符合要求的(可以被两步氧化)物质A可以是无机化学中的S、H2S、FeS2、N2、NH3、N2H4等,也可以是有机化学中的伯醇,实践显示理综第九题元素化合物推断中从无机到有机的跨越是多数高三学生特别薄弱的一项。

又如:短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增,三种元素的最外层电子数之和等于Z的原子序数。Y原子的最外层电子数是X原子内层电子数的的3倍或者是Z原子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是(   )

A: 化合物中只含有离子键       B: 工业上可用X单质置换得到Z单质

C: X、Y元素能与氢形成分子式为H2XY2、H4X2Y2等弱酸

D: Y的氢化物的沸点比其下一周期的同族元素的氢化物沸点低

上题是我们近期理综模拟考试中的第9题,实际情况是学生基本上能推出X、Y、Z分别对应的元素是C、O、Mg,但对于A项中涉及的含碳的H2XY2、H4X2Y2等弱酸因思维定势局限在无机化合物中,没有联想到HCOOH、CH3COOH等有机弱酸,从而痛失六分。可见培养学生的发散思维和创新意识显得尤为重要,没有思维就没有进步,没有创新就没有突破。

4.我的教学反思

每年高三教师座谈反映的情况基本上可归纳为三点:一是怕学生弄不懂;二是怕时间不够用;三是讲评了多遍的题目,学生还错。怕学生弄不懂,往往就讲得多、讲得细,不管学生已懂还是没懂,不管学生喜欢听还是不喜欢听,都要从头到尾讲一遍,学生的主动性与积极性往往被“扼杀”,形成了教师的滔滔不绝,掩盖了学生的模模糊糊,就会出现“一听就懂,一做就错”的局面。

教学的效益是一个系统工程,高三试卷讲评课虽然不像通常的复习课那样引起教师的注意,但其特殊作用又是一般复习课不可替代,学生的个体差异和思维层次的不同,必然使课堂呈现多变性和复杂性,因此我们要利用每个教学环节的实化与优化才能产生效益,但效益的高低要靠教师的教学策略与教与学的和谐来保证。培养学生思维能力的过程,就是对学生进行思维诱导、启迪、训练的过程,以提高他们思维的严密性,敏捷性,开放性,深刻性,优化他们的思维程序和思维品质。

如果化学基础知识和基本技能是化学的“血”与“肉”,那么化学学科核心思维素养则是化学教学的“灵魂”!化学思维力的提升不是一朝一夕能达成的,但只要我们在高三复习中去注重,坚持这样做,相信我们的课堂会更精彩!

 

参考文献

[1] 王祖浩.化学教育心理学[M].南宁:广西教育出版社,2007.

[2] 任雪明.高中化学教学疑难问题解析:浙江教育出版社,2015

[3] 陈贵新.论高三化学试卷讲评课的几个主要环节[J].中学化学教学参考,2008

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