張洪英

（宜興市官林中學(xué) 江蘇 宜興 214200）

所謂“有序”是指系統(tǒng)由低一級的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咭患壍慕Y(jié)構(gòu)。所謂有序思維，是指思考和解決問題時按照一定的程式（如特定的順序、線索、條理、步驟和規(guī)律）逐步推進的一種思維方法。有序思維是解開“化學(xué)亂麻”的關(guān)鍵，那么如何培養(yǎng)學(xué)生的有序思維，并使之貫穿于整個高中化學(xué)學(xué)習(xí)的始終，成為化學(xué)思維的常態(tài)？筆者在高中化學(xué)教學(xué)實踐中進行了探索，從新授知識、復(fù)習(xí)知識、習(xí)題訓(xùn)練三方面引導(dǎo)學(xué)生有意識地運用有序思維來突破知識難點、梳理知識網(wǎng)絡(luò)、解決具體問題。

一、運用有序思維突破知識難點

自2005年秋江蘇省進入新一輪課程改革后，化學(xué)教材也發(fā)生了翻天覆地的變化，其中的一種變化是：教材對元素化合物知識的處理，突破了傳統(tǒng)的物質(zhì)中心模式，不再追求從結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→存在、制法、用途等方面全面系統(tǒng)學(xué)習(xí)，而是從生活出發(fā)，將性質(zhì)的學(xué)習(xí)融入有關(guān)的生活現(xiàn)象和社會問題中去。教材的這種編排有利也有弊，弊端就是給化學(xué)教學(xué)帶來了一定的“無序”。布魯姆說過：“獲得的知識，如果沒有完整的結(jié)構(gòu)將它們聯(lián)系在一起，那是一種多半會被遺忘的知識，活用不起來的知識?！币虼?，當(dāng)學(xué)生開始學(xué)習(xí)高中化學(xué)的第一節(jié)課時，教師就要鄭重其事地告訴他們：化學(xué)理論抽象、內(nèi)容繁瑣，要想學(xué)好化學(xué)除了必須付出艱苦的努力外，還要講求科學(xué)的思維方法，其中很重要的一種就是“有序思維”。有序思維能使我們大腦的思維結(jié)構(gòu)與化學(xué)知識內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性相兼容，從而克服理解困難，舉重若輕，實現(xiàn)頓悟。

化學(xué)中“有序思維”的“序”，從宏觀上講就是化學(xué)學(xué)科思想：如分類思想、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途的思想、由特殊到一般再到特殊的思想、提出假設(shè)實驗探究等；從微觀上講就是事物變化的順序、反應(yīng)順序、操作順序、排列順序及計算順序等。在學(xué)習(xí)新知識時，很多知識點看似“無序”，實則是一脈相承的，如果能將這種“無序”理順，納入完整的知識結(jié)構(gòu)中去，實現(xiàn)“有序”，化學(xué)學(xué)習(xí)就會變得輕松快樂。

例如，學(xué)生剛學(xué)電化學(xué)時，往往無法正確判斷電極名稱，總是把正、負、陰、陽極混淆顛倒，在書寫電極方程式時，更是錯誤百出。電化學(xué)一直是學(xué)生難以突破的學(xué)習(xí)難點，其本質(zhì)原因是學(xué)生未能將電化學(xué)中各種紛繁復(fù)雜的變化納入到氧化還原反應(yīng)的范疇中去，造成思維無序混亂。

由于原電池、電解池的本質(zhì)就是氧化還原反應(yīng)，因此對原電池、電解池的求解不妨按氧化還原反應(yīng)的思維序列進行求解。具體如下圖所示：

原電池的工作原理就是將一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)分割為兩個半反應(yīng)（氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)）分別在不同地（負、正兩電極）同時進行，負極所失電子沿導(dǎo)線傳導(dǎo)定向流入正極，從而產(chǎn)生電流。理論上任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以分割為兩半反應(yīng)，設(shè)計為原電池。而電解池的作用則是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。電解池的陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，任何能從陰極上取去電子的還原反應(yīng)都可能在陰極上進行，任何放出電子的氧化反應(yīng)都可能在陽極進行。這也就意味著不管反應(yīng)是否自發(fā)，只要是氧化還原反應(yīng)都可能在電解中完成。

若電解池的陽極材料是惰性材料，則陽極上進行的氧化反應(yīng)就是溶液中的陰離子到陽極表面失去電子的過程，陰極上進行的還原反應(yīng)就是溶液中的陽離子到陰極表面得到電子的過程。若溶液中同時存在幾種陰、陽離子，那么陰、陽離子到電極上放電就有一個先后的順序了。歸納為氧化還原反應(yīng)，則是陰離子 （陽離子）失（得）電子能力的強弱順序了。在相同條件下，陰離子失電子能力越強，即陰離子的還原性越強，則越先在陽極失電子；反之，陽離子得電子能力越強，即陽離子的氧化性越強，則越先在陰極得電子。

通過以上分析，將電化學(xué)納入到氧化還原反應(yīng)體系中去，即將低一級的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咭患壍慕Y(jié)構(gòu)，實現(xiàn)思維的“有序”，能輕松突破知識難點，感受學(xué)習(xí)的快樂。

二、運用有序思維梳理知識網(wǎng)絡(luò)

在平時的階段性復(fù)習(xí)或進入高三后的系統(tǒng)性總復(fù)習(xí)中，運用有序思維來梳理知識網(wǎng)絡(luò)就顯得尤為重要了。大家也許到中藥鋪買過藥，你到那里隨便說一種藥，店員就能很快找到并交給你。因為這些中藥都是按照一定規(guī)律分門別類地存放，非常便于提取。對于人腦來說，這種存儲方法就是知識的結(jié)構(gòu)化存儲方法，通過這種科學(xué)方法，學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)就會得到優(yōu)化改善，遇到問題需提取相關(guān)知識時，就能根據(jù)其內(nèi)容的歸屬關(guān)系和分類關(guān)系迅速做出反應(yīng)，思路清晰、得心應(yīng)手。

例如我們在復(fù)習(xí)元素化合物知識時，把每一種元素的單質(zhì)及化合物作為知識點，分別從立方體的X軸、Y軸、Z軸三個方向?qū)Ⅻc串聯(lián)成線，任意兩軸組合成面，三軸組合成立體。X軸是以物質(zhì)分類（氣態(tài)氫化物→單質(zhì)→氧化物→氧化物對應(yīng)水化物→相應(yīng)含氧酸鹽）為序列；Y軸是以結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→存在、制法、用途為序列；Z軸以元素族（同族元素的相似性和遞變性）為序列。以硫元素為例，可得如下氧族元素的立體知識結(jié)構(gòu)圖：

其中，Y軸中的“性質(zhì)”自身又有內(nèi)在序列，性質(zhì)包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。物理性質(zhì)主要指：色、態(tài)、味、密度、熔沸點、溶解度；化學(xué)性質(zhì)主要指：可否與金屬、非金屬、水、氧化物、酸、堿、鹽、有機物發(fā)生反應(yīng)，或者簡單歸結(jié)為酸堿性、氧化還原性、穩(wěn)定性等。另外，圖中X軸、Y軸、Z軸也可按照其他序列重新編排。如X軸可按中心元素化合價的遞增（減）為序列，Z軸可按同周期元素的遞變性為序列?？傊?，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生用多種方式、從多個維度對知識進行縱向、橫向的歸納整理，明確內(nèi)容的歸屬關(guān)系和分類關(guān)系，實現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)內(nèi)化為認知結(jié)構(gòu)。

三、運用有序思維解決具體問題

解題的有序?qū)崬樗季S有序，只有充分掌握事物變化的順序才能找到正確的內(nèi)在關(guān)系，從而準確快速地解決問題。

例題：①將0.1mol Cl2通入含0.2mol FeBr2的溶液中②將0.3mol Cl2通入含0.2mol FeBr2的溶液中，這兩個反應(yīng)可用同一個離子方程式嗎？經(jīng)過分析可知，反應(yīng)過程中Cl2充當(dāng)氧化劑，還原性離子有兩種：Fe2+和Br-，解決本題的關(guān)鍵是分清Cl2先與哪種離子反應(yīng)。根據(jù)氧化還原反應(yīng)的先后順序：當(dāng)同種氧化劑與不同還原劑反應(yīng)時，還原性強的還原劑優(yōu)先反應(yīng)。由于Fe2+的還原性強于Br-，所以 Cl2先與 Fe2+反應(yīng)，當(dāng) Fe2+全部反應(yīng)完后，Cl2再與Br-反應(yīng)。經(jīng)過計算，若0.2molFe2+全部被氧化需要消耗0.1molCl2，若0.4mol的Br-全部被氧化需要消耗0.2molCl2。這種數(shù)量關(guān)系，可用一個簡單的數(shù)軸來表示如下：

因此，例題中的兩處反應(yīng)不可用同一個離子方程式來表示，①中離子方程式可表示為：2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-；②中離子方程式可表示為：2Fe2++4Br-+3Cl2＝2Fe3++2 Br2+6Cl-。本題可作變式訓(xùn)練：若將0.2mol Cl2通入含0.2mol FeBr2的溶液中，其離子方程式是怎樣的？根據(jù)氯氣的物質(zhì)的量及數(shù)軸所示反應(yīng)序列，不難寫出其離子方程式為：2Fe2++2Br-+2Cl2＝2Fe3++Br2+4Cl-。

本題的解法稱為數(shù)軸法或稱為取值范圍討論法，它是由過量計算演變和發(fā)展而來的一種題型，所根據(jù)的化學(xué)原理是：涉及的化學(xué)反應(yīng)（按一定順序進行）至少有2個，由于反應(yīng)物間相對含量不同，導(dǎo)致產(chǎn)物也不同，如多元酸與堿反應(yīng)、過氧化鈉與碳酸氫鈉共熱、氯氣和氨氣反應(yīng)等。取值范圍計算題常用討論法解題，討論法充分運用了分類討論的思想，分類討論按一定的順序進行，因此取值范圍計算歸根結(jié)底仍是有序思維的具體應(yīng)用。

有序思維的培養(yǎng)不是一蹴而就的，必須始終貫穿于整個高中化學(xué)的教學(xué)過程中。教師在日常教學(xué)中要做到“備課時，備有序思維；講課時，教有序思維；回授時，導(dǎo)有序思維”，但切記不能使學(xué)生生搬硬套所謂的思維程序。有序思維中“序”的尋找，貴在理解與領(lǐng)悟，這需要教師創(chuàng)造更多的機會讓學(xué)生去尋找、去總結(jié)、去反思、去建構(gòu)。

［1］ 朱海成.有序思維在有機化學(xué)解題中的應(yīng)用［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2007，（07）

［2］ 陳建榮.有序思維與解答化學(xué)開放性試題［J］.中學(xué)理科，2004，（12）

［3］ 鄭克強，周業(yè)虹.重視數(shù)學(xué)思想 發(fā)展思維能力——化學(xué)計算的復(fù)習(xí)方法［J］.中國考試，2007，（1）