王希儉

（江蘇省蘇州實(shí)驗(yàn)中學(xué)江蘇蘇州215011）

課堂上教師和學(xué)生的核心活動(dòng)是思維，化學(xué)思維型課堂教學(xué)構(gòu)建以聚焦思維結(jié)構(gòu)的智力理論為基礎(chǔ)，著眼于課堂教學(xué)中的思維活動(dòng)，意在更好地實(shí)現(xiàn)新課程目標(biāo)。

一、思維是課堂的核心

思維過(guò)程指人們?cè)陬^腦中運(yùn)用存儲(chǔ)在長(zhǎng)時(shí)記憶中的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，對(duì)外界輸入的信息進(jìn)行分析、綜合、比較、抽象和概括的過(guò)程并建立起合理的思維模式。思維課堂教學(xué)是使學(xué)生形成學(xué)習(xí)能力、質(zhì)疑能力、自學(xué)能力、分析判斷能力、綜合概括能力、歸納與整理能力等。積極的思維活動(dòng)是保證課堂教學(xué)高效進(jìn)行貫徹新課程目標(biāo)的前提。如何使學(xué)生積極的思維活動(dòng)貫穿于整個(gè)課堂教學(xué)的始終，是課堂教學(xué)的關(guān)鍵。

課堂上對(duì)于學(xué)生學(xué)的活動(dòng)來(lái)講，不論是明確學(xué)習(xí)目的、感知學(xué)習(xí)材料、理解所學(xué)知識(shí)、掌握學(xué)科方法、遷移運(yùn)用知識(shí)、反思學(xué)習(xí)過(guò)程，還是提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、師生互動(dòng)、生生互動(dòng)等，其核心活動(dòng)都是思維。對(duì)于教師教的活動(dòng)來(lái)講，明確教學(xué)目標(biāo)、了解學(xué)生基礎(chǔ)、進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、組織教學(xué)活動(dòng)、反思教學(xué)過(guò)程等，核心活動(dòng)也是思維。教育的重要目的是培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，科學(xué)的教學(xué)將促進(jìn)學(xué)生積極思維、發(fā)展思維能力作為課堂教學(xué)的核心。

二、“思維課堂”教學(xué)構(gòu)建

1.創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突

教師向?qū)W生提出的問(wèn)題所引起的新的需要和學(xué)生已有的知識(shí)水平或心理狀態(tài)之間的矛盾，是學(xué)生發(fā)展的內(nèi)因或內(nèi)部矛盾。這種矛盾是促進(jìn)學(xué)生積極思維和主動(dòng)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。認(rèn)知沖突指認(rèn)知發(fā)展過(guò)程中原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與現(xiàn)實(shí)情境不相符時(shí)在心理上所產(chǎn)生的矛盾或沖突。

皮亞杰認(rèn)為順應(yīng)或調(diào)節(jié)是解決認(rèn)知沖突的一種有效方法，只有通過(guò)調(diào)節(jié)不斷解決認(rèn)知沖突，才能促使人的認(rèn)知活動(dòng)不斷豐富和發(fā)展。教師設(shè)計(jì)一些能夠使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突的“兩難情境”或者看似與現(xiàn)實(shí)生活和已有經(jīng)驗(yàn)相矛盾的情境，以此激發(fā)學(xué)生的參與欲望，啟發(fā)學(xué)生積極思維，引導(dǎo)學(xué)生在探究問(wèn)題的過(guò)程中領(lǐng)悟方法、學(xué)會(huì)知識(shí)、發(fā)展能力，主動(dòng)完成認(rèn)知結(jié)構(gòu)的構(gòu)建過(guò)程。

以下以苯的教學(xué)為例予以說(shuō)明。

首先創(chuàng)設(shè)認(rèn)識(shí)沖突，給出情境：已知苯的分子式為C6H6，教師可以提出以下思維沖突?？吹奖椒肿邮侥銜?huì)產(chǎn)生什么疑難?從疑難中提出問(wèn)題；做出解決問(wèn)題的各種假設(shè)；推斷哪一種假設(shè)能解決問(wèn)題?通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

［教師］（1）根據(jù)苯的分子式和已有知識(shí)，你會(huì)產(chǎn)生什么疑問(wèn)？

［學(xué)生］與烷烴、烯烴等相比較，非常不飽和。

［教師］（2）你能從該疑問(wèn)中提出什么問(wèn)題？

［學(xué)生］與烷烴相比，6個(gè)碳原子要達(dá)到飽和烷烴的結(jié)構(gòu)，需要多少個(gè)氫原子？苯的結(jié)構(gòu)到底是什么樣子的？

［學(xué)生］8個(gè)。

［教師］（3）你做出解決該問(wèn)題的哪種假設(shè)？

學(xué)生討論提出各種假設(shè)①鏈狀結(jié)構(gòu)含有4個(gè)雙鍵；②鏈狀結(jié)構(gòu)2個(gè)三鍵；③鏈狀結(jié)構(gòu)1個(gè)三鍵2個(gè)雙鍵等；④環(huán)狀結(jié)構(gòu)三個(gè)雙鍵；⑤環(huán)狀結(jié)構(gòu)1個(gè)雙鍵1個(gè)三鍵等。

［教師］（4）請(qǐng)你寫出苯分子這些假設(shè)的可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

［學(xué)生］A.CH≡C—CH—CH—C≡CH

B.CH2=C=C=CH—CH=CH2

C.CH3—C≡C—C≡C—CH3

D.CH≡C—CH=CH—CH=CH2

［教師］（4）到底苯分子中有沒有碳碳雙鍵或碳碳三鍵呢?請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)-1：在苯中分別滴加溴水和酸性KMnO4溶液，振蕩、靜置，觀察現(xiàn)象。

現(xiàn)象：苯中加入酸性KMnO4溶液，紫紅色不褪；苯中加入溴水，橙色不褪并轉(zhuǎn)移到苯層，即上層呈橙紅色。

（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論？

結(jié)論：苯不能使溴水或酸性高錳酸溶液裉色，說(shuō)明苯分子中不含簡(jiǎn)單的C=C或C≡C。

［再假說(shuō)］1865年德國(guó)化學(xué)家凱庫(kù)勒苯環(huán)結(jié)構(gòu)的有關(guān)觀點(diǎn)：

①6個(gè)碳原子構(gòu)成平面六邊形環(huán)；

②環(huán)內(nèi)碳碳單雙鍵相互交替。

［提問(wèn)］上述說(shuō)法是否正確呢？

①為了驗(yàn)證假說(shuō),科學(xué)家做了大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)苯的一氯代物只一種,鄰位二氯代物也只一種。

②碳碳雙鍵加氫時(shí)總要放出熱量，并且放出的熱量與碳碳雙鍵的數(shù)目大致成正比。苯在鎳等催化下可與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成環(huán)己烷，所放出的熱量比環(huán)己二烯與氫氣加成生成環(huán)己烷的還要少。

說(shuō)明苯環(huán)中并不存在單雙鍵交替的結(jié)構(gòu)，因此凱庫(kù)勒式不能全面地反映苯的結(jié)構(gòu)，只是習(xí)慣上沿用至今。

（6）如何更確切地表示苯分子的結(jié)構(gòu)？1872年凱庫(kù)勒提出補(bǔ)充論點(diǎn):苯分子中碳原子完全以平衡位置為中心進(jìn)行振蕩運(yùn)動(dòng),使得相鄰碳原子之間不斷反復(fù)進(jìn)行相吸和相斥,雙鍵因此不斷更換位置,交替運(yùn)動(dòng)。

［投影］鍵長(zhǎng)數(shù)據(jù)

1935年，詹斯用X射線衍射法證實(shí)苯環(huán)是平面的正六邊形，測(cè)得苯的碳碳鍵長(zhǎng)都相等，都是1.4×10-10m。

［過(guò)渡］那么苯分子的結(jié)構(gòu)到底是怎樣的？

拓展視野：苯環(huán)中的碳原子都是采用的sp2雜化，碳原子之間形成σ（sp2－sp2）鍵，六個(gè)C原子的p軌道重疊形成一個(gè)大π鍵。

苯分子中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)都是一樣長(zhǎng)的，這說(shuō)明碳原子之間形成的一種介于單鍵和雙鍵之間的特殊共價(jià)建。

所以苯的結(jié)構(gòu)可以表示為：或

［投影、講述］現(xiàn)代科學(xué)對(duì)苯分子結(jié)構(gòu)的研究：

①苯分子為平面正六邊形結(jié)構(gòu)，鍵角為120°。

②苯分子中碳碳鍵鍵長(zhǎng)介于單鍵和雙鍵之間。

［軟件演示］苯分子球棍模型和比例模型進(jìn)一步體會(huì)苯分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。苯分子中碳碳鍵既不同于單鍵也不同于雙鍵，而是介于單鍵和雙鍵之間的一種獨(dú)特的鍵。

2.思維自主建構(gòu)

課堂教學(xué)自主建構(gòu)就是認(rèn)知建構(gòu)。體現(xiàn)了建構(gòu)主義關(guān)于認(rèn)知建構(gòu)的思想：學(xué)習(xí)是一個(gè)積極主動(dòng)建構(gòu)的過(guò)程；教學(xué)也是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程。

課堂上使學(xué)生積極主動(dòng)地思維，促進(jìn)學(xué)生思維結(jié)構(gòu)的發(fā)展，教師必須采取恰當(dāng)?shù)亓信e生活中的典型事例，喚起學(xué)生已有的感性認(rèn)識(shí)、運(yùn)用觀察和實(shí)驗(yàn)來(lái)展示有關(guān)事物發(fā)生、發(fā)展和變化的現(xiàn)象和過(guò)程、聯(lián)系學(xué)生已學(xué)知識(shí)進(jìn)行教學(xué)?！八季S課堂”的構(gòu)建，課堂互動(dòng)是課堂教學(xué)中最基本、最主要的人際關(guān)系，也是一種常用的教學(xué)方式。教師和學(xué)生之間、學(xué)生和學(xué)生之間發(fā)生具有促進(jìn)性的相互影響、相互作用。從互動(dòng)的主體來(lái)講，有師生互動(dòng)和生生互動(dòng)；從課堂互動(dòng)的內(nèi)容來(lái)講、有思維互動(dòng)、情感互動(dòng)和行為互動(dòng)。情感互動(dòng)是基礎(chǔ)，行為互動(dòng)是表現(xiàn)，思維互動(dòng)是核心。

以苯的教學(xué)為例，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)和觀察，聯(lián)系學(xué)生已學(xué)知識(shí)，師生互動(dòng)和生生互動(dòng)，進(jìn)行思維自主建構(gòu)，根據(jù)苯的分子結(jié)構(gòu)，構(gòu)建苯的化學(xué)性質(zhì)。

［教師］（1）苯分子中碳碳鍵既不同于單鍵也不同于雙鍵，而是介于單鍵和雙鍵之間的一種獨(dú)特的鍵。它可能具有哪些化學(xué)性質(zhì)？

［學(xué)生］可能具有象烷烴一樣發(fā)生取代反應(yīng)，也象烯烴一樣發(fā)生加成反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)-2：在燒瓶中加入苯和溴，組裝好儀器，加入鐵粉，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察，通過(guò)思維構(gòu)建，推斷表現(xiàn)出什么性質(zhì)？

裝置：

圖1 苯的溴化實(shí)驗(yàn)裝置

現(xiàn)象：（1）向三頸燒瓶中加入苯和液溴后，反應(yīng)迅速進(jìn)行，溶液幾乎“沸騰”，一段時(shí)間后反應(yīng)停止；

（2）反應(yīng)結(jié)束后，三頸燒瓶底部出現(xiàn)紅褐色油狀液體（溴苯）；

（3）錐形瓶?jī)?nèi)有白霧，向錐形瓶中加入AgNO3溶液，出現(xiàn)淺黃色沉淀；

（4）向三頸燒瓶中加入NaOH溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀——Fe(OH)3。

反應(yīng)實(shí)質(zhì)：取代

注意：

（1）直型冷凝管的作用——使苯和溴苯冷凝回流，導(dǎo)氣（HBr和少量溴蒸氣能通過(guò)）；

（2）錐形瓶的作用——吸收HBr，所以加入Ag-NO3溶液，出現(xiàn)淺黃色沉淀（AgBr）；

（3）錐形瓶?jī)?nèi)導(dǎo)管為什么不伸入水面以下——防止倒吸；

（4）堿石灰的作用——吸收HBr、溴蒸氣、水蒸氣；

（5）純凈的溴苯應(yīng)為無(wú)色，為什么反應(yīng)制得的溴苯為褐色——溴苯中溶解的溴單質(zhì)；

（6）NaOH溶液的作用——除去溴苯中的溴，然后過(guò)濾、再用分液漏斗分離，可制得較為純凈的溴苯。

實(shí)驗(yàn)-3：在試管中加入苯、濃硝酸和濃硫酸，組裝好儀器，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察，通過(guò)思維建構(gòu)，推斷苯表現(xiàn)出什么性質(zhì)？

裝置：

圖2 苯的硝化實(shí)驗(yàn)裝置

現(xiàn)象：加熱一段時(shí)間后，反應(yīng)完畢，將混合物倒入盛有水的燒杯中，在燒杯底部出現(xiàn)淡黃色油狀液體（硝基苯）。

反應(yīng)實(shí)質(zhì)：取代

注意：（1）硝基苯難溶于水，密度比水大，有苦杏仁味；

（2）長(zhǎng)導(dǎo)管的作用——冷凝回流；

（3）為什么要水浴加熱——讓反應(yīng)體系受熱均勻；便于控制溫度，防止生成副產(chǎn)物（因?yàn)榧訜岬?00～110℃時(shí)就會(huì)有間二硝基苯生成；

（4）溫度計(jì)如何放置——溫度計(jì)水銀球應(yīng)伸入水浴中，以測(cè)定水浴的溫度。

實(shí)驗(yàn)-4：在一定條件下，把氫氣加入裝有氣態(tài)苯（3∶1）的密閉容器中，反應(yīng)結(jié)束后恢復(fù)原狀態(tài)，容器體積幾乎沒有變化，聯(lián)系學(xué)生已學(xué)知識(shí)，通過(guò)思維建構(gòu)，推斷苯表現(xiàn)出什么性質(zhì)？

［學(xué)生］在催化劑鎳的作用下，苯與H2能在180～250℃、壓強(qiáng)為18MPa的條件下發(fā)生加成反應(yīng)。

原理：

反應(yīng)實(shí)質(zhì)：加成

3.思維應(yīng)用遷移

思維的發(fā)展是在掌握和運(yùn)用知識(shí)、技能的過(guò)程中完成的；離開了學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，什么知識(shí)都不懂，學(xué)生的智力、思維缺少形成的“中介”，這顯然是無(wú)法得到發(fā)展的。應(yīng)用概念、規(guī)律、理論解決實(shí)際問(wèn)題，是學(xué)習(xí)這些知識(shí)的目的，也是檢驗(yàn)知識(shí)掌握情況的主要標(biāo)志，還是加深理解的重要環(huán)節(jié)。

思維的訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的突破口，靈活性品質(zhì)的訓(xùn)練，需要抓住知識(shí)、方法間的滲透與遷移，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散式思考、立體思考，培養(yǎng)學(xué)生一題多變、一題多解、一題多問(wèn)、多題歸一的能力，教給學(xué)生靈活解決問(wèn)題的方法。獨(dú)創(chuàng)性思維品質(zhì)即創(chuàng)造性思維，在知識(shí)的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中，讓學(xué)生掌握創(chuàng)造性思維的基本方法，如類比思維、等效思維、遷移思維、發(fā)散思維等，訓(xùn)練創(chuàng)造性思維的品質(zhì)，是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的主要途徑。重視知識(shí)和方法的應(yīng)用和遷移，學(xué)生加深理解知識(shí)，提高思維能力，為此，將應(yīng)用遷移作為思維型課堂教學(xué)的基本原理。

通過(guò)苯的結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)，可以通過(guò)以下類比、等效、遷移、發(fā)散思維等，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維，對(duì)苯的性質(zhì)的實(shí)質(zhì)、用途等進(jìn)行應(yīng)用遷移。

［教師］（1）思維類比。烷烴發(fā)生取代反應(yīng)的條件是什么？苯發(fā)生取代反應(yīng)和加成的條件有哪些？苯為什么發(fā)生取代反應(yīng)沒有烷烴容易？

［學(xué)生］烷烴發(fā)生取代反應(yīng)的條件光照，苯發(fā)生取代反應(yīng)的條件是加熱、催化劑等。苯分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱、穩(wěn)定。

［教師］（2）思維等效。苯發(fā)生取代反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？苯如果和硝酸、硫酸能發(fā)生取代反應(yīng)，硝酸、硫酸分子中能取代苯分子的氫原子的官能團(tuán)是什么？

［學(xué)生］苯發(fā)生取代是親電取代。帶正電荷的原子或原子團(tuán)取代氫原子。硫酸分子中除了氫帶正電就是硫原子，硫酸分子去掉羥基與苯分子中的氫原子結(jié)合，剩余部分為—SO3H，叫磺酸基。

［教師］（3）思維遷移。為什么苯與氫氣的加成反應(yīng)比烯烴與氫氣加成條件要高？

［學(xué)生］苯環(huán)中的碳原子都是采用的sp2雜化，碳原子之間形成σ（sp2－sp2）鍵，六個(gè)C原子的p軌道重疊形成一個(gè)大π鍵。分子非常穩(wěn)定。

［教師］（4）思維發(fā)散。已知苯分子能與丙烯發(fā)生加成反應(yīng)，推測(cè)生成物是什么？

［學(xué)生］異丙基苯。

［教師］（5）思維發(fā)散：根據(jù)性質(zhì)決定用途，推斷苯在工業(yè)上會(huì)有哪些用途？

［學(xué)生］制硝基苯、苯胺、苯磺酸、溴苯、苯酚、環(huán)己烷等。

三、“思維課堂”的教學(xué)感悟

“思維課堂”的核心活動(dòng)是思維，思維結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素及其影響因素對(duì)“思維課堂”教學(xué)的基本要求如下。

1.明確課堂教學(xué)目標(biāo)

目的性是思維的根本特點(diǎn)。它反映了思維活動(dòng)的自覺性、能動(dòng)性。課堂教學(xué)，必須有明確的教學(xué)目標(biāo)。一是要根據(jù)學(xué)生、教師和教學(xué)內(nèi)容，制定比較明確的課堂教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)規(guī)劃。二是在教師創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情景中產(chǎn)生認(rèn)知問(wèn)題，引起學(xué)生認(rèn)知沖突，從而使學(xué)生明確教學(xué)活動(dòng)的目標(biāo)，并激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)的思維。

2.突出知識(shí)形成過(guò)程

思維過(guò)程在課堂教學(xué)中，要求突出知識(shí)的形成過(guò)程。一是重視概念、規(guī)律、理論等的形成過(guò)程，包括為什么引出這一概念和規(guī)律，怎么樣得出這個(gè)概念和規(guī)律及其應(yīng)用；二是讓學(xué)生掌握建立概念、規(guī)律、形成知識(shí)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法，以及觀察、實(shí)驗(yàn)、思維等方法；三是提出能夠引起學(xué)生認(rèn)知沖突的有深度的問(wèn)題，給學(xué)生留有足夠的時(shí)間，引導(dǎo)進(jìn)行積極主動(dòng)的探究。

3.聯(lián)系已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)

已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)學(xué)生建構(gòu)知識(shí)，促進(jìn)思維發(fā)展具有重要作用。應(yīng)用到課堂教學(xué)中，一是要認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)是一個(gè)積極主動(dòng)的建構(gòu)過(guò)程，知識(shí)是個(gè)體經(jīng)驗(yàn)的合理化，教學(xué)就是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程。教師的教學(xué)要幫助學(xué)生完成這個(gè)建構(gòu)過(guò)程；二教師應(yīng)采用恰當(dāng)?shù)亓信e生活中的典型事例，喚起學(xué)生已有的感性認(rèn)識(shí)，運(yùn)用觀察和實(shí)驗(yàn)來(lái)展示有關(guān)事物發(fā)生、發(fā)展和變化的現(xiàn)象和過(guò)程，這樣才能使學(xué)生真正理解和掌握知識(shí)。

4.創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境

積極思維的前提條件是具有良好的思維環(huán)境。一是要營(yíng)造創(chuàng)造型的課堂教學(xué)情境。教師構(gòu)建以培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力為核心的“學(xué)生主體”教育觀念；鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考；形成學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極參與的生動(dòng)活潑的課堂教學(xué)氛圍；二是要?jiǎng)?chuàng)設(shè)鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑的課堂教學(xué)情景。教師對(duì)待學(xué)生的提問(wèn)應(yīng)持積極態(tài)度，即喜歡、支持、鼓勵(lì)、引導(dǎo)學(xué)生提問(wèn)。

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［2］吳俊明,駱紅山.課堂問(wèn)題及課堂問(wèn)題系統(tǒng)地設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)［J］.化學(xué)教學(xué)，2013，（1）：25-28

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