沈國強
(桐鄉(xiāng)市教師進修學校 浙江桐鄉(xiāng) 314500)
目前,高中學生的化學核心素養(yǎng)包括宏觀辨識與微觀探析;變化觀念與平衡思想;證據(jù)推理與模型認知;科學探究與創(chuàng)新意識;實驗探究與創(chuàng)新意識;科學精神與社會責任五個方面。而前四個方面的核心素養(yǎng)的實現(xiàn),離不開學生思維能力的培養(yǎng)。因此,培養(yǎng)學生的思維能力是化學教學的核心。教師在化學教學中,如何培養(yǎng)學生的思維能力,是永遠值得探討的課題。著名教育家裴斯泰洛齊認為:教學的主要任務不是積累知識,而是發(fā)展思維。教學實踐告訴我們,教師如果能在課堂上,想方設法調(diào)動學生的思維,使學生的思維處于活躍狀態(tài),不但能讓學生克服學習中遇到的困難,達到良好的教學效果,而且能讓學生的思維能力得到充分的鍛煉和發(fā)展。
維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論認為:學生學習知識的過程,是其原有知識經(jīng)驗與新知相互作用,產(chǎn)生同化和順應的過程。如果當學生已有知識經(jīng)驗無法解釋和接納新的概念和方法時,教師如果將教學內(nèi)容進行適當加工,創(chuàng)設出切合學生知識水平的最近發(fā)展區(qū),則能起到激發(fā)學生思維的作用。比如,當問題與現(xiàn)實背景有聯(lián)系時,教師可以提供與課題相聯(lián)系的真實模型讓學生觀察;如果內(nèi)容抽象難懂,教師可以先給出其簡單直觀的模型讓學生思考;教師在講授新概念、新方法時,可以在新舊知識間適當增設鋪墊,減小難度,讓學生的思維得以順利開展。教師通過在最近發(fā)展巧設問題,既能讓學生認識到新舊知識的差異,又能促使他們頭腦中構建起新舊知識間的聯(lián)系。從而達到新的認知平衡,最終達到培養(yǎng)學生思維能力的目的。[1]
例如,筆者在學習Mg(OH)2沉淀的溶解平衡時,提出了兩個問題:1.向 Mg(OH)2沉淀中加入濃NH4Cl溶液,沉淀為什么溶解?2.向 Mg(OH)2沉淀中加入濃CH3COONH4溶液,沉淀為什么溶解?因為,學生的最近發(fā)展區(qū)是NH4Cl是強酸弱堿鹽,水解呈酸性。所以,誤認為Mg(OH)2沉淀溶解的原因是水解產(chǎn)生的H+與Mg(OH)2發(fā)生了中和反應。而CH3COONH4是弱酸弱堿鹽,水解呈中性,按照最近發(fā)展區(qū)的知識經(jīng)驗,無法解釋Mg(OH)2沉淀能溶解于濃的CH3COONH4溶液的原因。這樣,就為學生營造了一種迫切想要知道問題答案的強烈意愿,激發(fā)了學生積極探索真知的思維。教師再通過引導探究,最終得知Mg(OH)2沉淀能溶解于濃NH4Cl溶液或濃CH3COONH4溶液的原因是一致的,都是因為Mg(OH)(s)= Mg2++2OH-溶解平衡中,產(chǎn)生的OH-與結合成NH3·H2O。
巧用最近發(fā)展區(qū)設置問題,符合學生的知識水平和認知規(guī)律,營造一種想要迫切知道答案的強烈愿望,能夠充分調(diào)動學生的思維,從而有效地提高課堂教學的效果。
化學教材的編寫隱含著嚴謹?shù)倪壿嫿Y構。如果教師的教學只停留在獨立的知識層面。那么,學生的思維會被缺乏具體形象的邏輯結構的支持所阻礙。教師在教學中,應充分挖掘化學知識之間的邏輯結構和深層規(guī)律,激發(fā)學生的學習興趣,讓學生學會遷移運用,才能打開學生的思維,自覺主動去尋找探究新知。[2]
例如,學生在學習了“堿金屬”后,掌握了結構決定性質,性質決定用途的基本規(guī)律。如Li、Na、K、Rb、Cs、Fr原子結構規(guī)律的比較分析,可知這六種堿金屬元素的原子結構最外層都是1個電子,容易失去1個電子,達到8個電子(Li為2個)的穩(wěn)定結構。因此,他們都具有很強的還原性。從Li到Fr隨著電子層數(shù)的增多,原子半徑增大,原子核對最外層電子的吸引力減小,導致最外層電子越來越容易失去,化學性質越來越活潑。如果教師能將上述規(guī)律教給學生,讓學生運用規(guī)律學習,就會調(diào)動學生的思維,去自主探究,則學習鹵素這一章的內(nèi)容就變得非常容易。
“認知沖突”是指學生在學習過程遇到一個問題,學生想迫切去解決它,但用已學過的知識技能,又無法解決的一種矛盾的心理狀態(tài)。一旦出現(xiàn)這種心理狀態(tài),就能使學生產(chǎn)生主動探究的動力。這時,學生處于注意力最集中、思維最活躍的狀態(tài)。例如,筆者在教學“Na2O2與水的反應”一課時,就提問學生:Na2O2與水的反應得到的溶液中,加酚酞試液會發(fā)生什么現(xiàn)象?學生們大聲回答:溶液會變成紅色。接著,我演示了Na2O2與水反應,得到的溶液中加酚酞試液,果然,出現(xiàn)了紅色。于是,我搖動試管,紅色很快褪去,學生一下子傻了眼?溶液的紅色為什么會褪去呢?這時,我抓住時機,引導學生思維,探究紅色退去的原因,參考教材找答案。然后,師生一起歸納出Na2O2與水反應的規(guī)律。筆者通過實驗中出現(xiàn)的意外現(xiàn)象,巧妙創(chuàng)設了認知沖突情境,激發(fā)了學生的思維,讓學生形成了探究的強烈欲望,而去自主設計實驗,尋找知識的真諦。從而提高了課堂教學的效果。
化學中的美育素材,是人類智慧開放出的瑰麗鮮花,是盛開在抽象思維的莽原上的鮮花。在藝術美的啟迪下,教師要挖掘化學中解題思路的美育因素。差異美是條件與結論之間的數(shù)量特征、關系特征的差異,理清、清除這些差異,而完成的一種解題策略。[3]
例如:已知乙烯和1、3—丁二烯可發(fā)生如下反應:
該系列化合物可由石油裂解產(chǎn)物為原料采用上述方法合成。
1.上述系列化合物分子式的通式為_____。
2.該系列化合物中分子式為C24Hx的化合物的結構簡式為_____。
3.該系列化合物的最大含碳量為_____。
解析:1.觀察結構,呈現(xiàn)出一種美的對稱性,其分子式體現(xiàn)等差數(shù)列規(guī)律:C8H14、C12H20、C16H26,碳、氫的公差分別為4和6,其通式為C4n+4H6n+8。
2.由通式知4n+4=24,得n=5,6n+8=38,分子式為C24H38,結構簡式為:
3.運用數(shù)學極限方法計算,該系列化合物最大含碳量的質量分數(shù)為
上述解題方法發(fā)掘了化學中的美育素材,讓學生感受到化學美的熏陶,不再感到化學知識的枯燥乏味,啟迪了學生的思維。