郗 陟
(寧夏中衛(wèi)市第四中學 寧夏中衛(wèi) 755000)
化學是一門創(chuàng)造性、嚴謹性的科學,教師在學生化學解題過程中,要注重對學生推理思維能力的培養(yǎng)。教師應結合化學學科的特點,利用化學知識的基本規(guī)律,培養(yǎng)學生邏輯推理能力和化學思維能力。學生在初中階段,思維方式逐漸從形象思維轉向抽象思維,教師應以學生為主體,結合學生身心發(fā)展的特點,引導學生應用推理思維解決化學問題,培養(yǎng)學生良好的思維習慣,幫助學生掌握正確高效的解題方法,提高學生化學學科核心素養(yǎng),促進學生全面發(fā)展。
大多數(shù)教師沒能及時轉變自身角色和教學觀念,在化學教學中沒有充分發(fā)揮學生的主觀能動性,導致學生缺少化學學習興趣,課堂活躍度不高,對教師布置的習題應付了事,甚至抵觸化學科目,學習效率低,學習質(zhì)量不高,導致教師教學進度和教學效率受到嚴重的影響。
教師在化學教學中過于注重化學理論知識的講解,缺少對學生化學思維的培養(yǎng)。在化學教學中,教師沒有為學生提供發(fā)散性思維的機會,學生被動接受化學基礎知識和基本技能。教師設計的化學問題相對簡單,思維難度較低,解題答案過于規(guī)范、標準和嚴格,導致學生逐漸失去思考能力和話語權,制約了學生的個性思維和創(chuàng)新意識。
聯(lián)想是由某個事物而想起的其他相關事物,或由某個概念而引起其他相關概念。在化學教學中,加強聯(lián)想能夠讓學生對化學知識、化學題目中相似或相近的事物進行拓展分析,可以幫助學生養(yǎng)成良好的學習、解題習慣,培養(yǎng)學生歸納思維能力。教師可以引導學生對化學學習中的新舊知識展開聯(lián)想,不僅能夠達到“溫故而知新”的效果,還能讓學生歸納總結與其關聯(lián)的新舊知識,通過對比找出新舊知識的差異,鞏固舊知識,掌握和吸收新知識[1]。
例如,教學“氧氣”時,教師首先讓學生通過深呼吸,說出呼吸時身體的變化和自身的感受,并讓學生思考:對人類和動植物呼吸非常重要的一種氣體是什么?教師引導學生通過聯(lián)想,從“空氣”想到上節(jié)課的學習內(nèi)容“空氣的組成”,有的學生想到了氧氣;有的學生想到了氮氣;有的學生想到了稀有氣體和二氧化碳等。學生通過分析和討論,最終得出:對人類和動植物呼吸非常重要的一種氣體是氧氣。然后教師拿出一瓶氧氣,讓學生觀察并描述氧氣的物理性質(zhì),學生從物理性質(zhì)聯(lián)想到物理性質(zhì)分為顏色、氣味、狀態(tài)、密度、硬度、熔沸點等,于是學生從多個方面進行觀察和描述。學生通過自主學習,得出氧氣的物理性質(zhì):1.通常情況下氧氣是無色、無味的氣體;2.密度略大于空氣;3.不易溶于水;4.氧氣有三態(tài)變化:氧氣→液氧(無色)→固態(tài)氧(淡藍色)。教師接著通過演示實驗,讓學生觀察氧氣的化學性質(zhì),學生通過觀看實驗,自主總結氧氣的化學性質(zhì):能使帶火星的木條復燃。最后,教師讓學生結合整節(jié)課所學知識,聯(lián)想硫、鐵磷、木炭與氧氣燃燒會發(fā)生什么現(xiàn)象。教師通過引導學生對“氧氣”進行聯(lián)想和分析,使學生對氧氣的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)形成了系統(tǒng)、全面的認識和了解,加深了學生對化學知識的掌握,培養(yǎng)了學生歸納思維能力。
定性推理是對某種事物是否具有某種數(shù)形的分析,能夠用于解決“是否”類型的問題。在學生解答化學試題時,教師可以引導學生利用定性推理對題目進行分析和思考,培養(yǎng)學生邏輯思維,提高學生邏輯推理素養(yǎng),讓學生通過定性推理分析訓練,認真觀察和分析問題,從多角度獲取命題的相關信息和初步認識,推斷問題設計的目的和思考方向,獲得解答問題正確的思路,快速準確地找到解題方法,最終得出較為完整的答案或結論[2]。
例如,題目:某種混合氣體可能由N2、H2、CO、CO2組成,對混合氣體進行下列實驗:實驗1.將混合氣體通入澄清石灰水后,石灰水變渾濁;實驗2.將所得氣體點燃,火焰呈現(xiàn)淡藍色;實驗3.將紫色石蕊試液加入燃燒后得到產(chǎn)物中,溶液未變成紅色。問題:混合氣體中一定有哪些氣體?可能有哪些氣體?一定沒有哪些氣體?教師引導學生利用定性推理進行解答。學生通過分析實驗1過程中顯現(xiàn)的現(xiàn)象,初步判斷混合氣體中可能有SO2或CO2;通過分析實驗2得出的結果,初步判斷氣體中可能有H2或CO;通過分析實驗3所顯現(xiàn)的結果,得出:混合氣體中不含酸性物質(zhì)。學生根據(jù)實驗1的推理得出:混合氣體中一定有CO2;其余的氣體中只有N2不能燃燒,因此,混合氣體中可能有CO和H2;但最后紫色石蕊試液沒有出現(xiàn)變紅現(xiàn)象,而CO燃燒后的產(chǎn)物CO2與紫色石蕊試液反應會出現(xiàn)變紅現(xiàn)象,H2燃燒后的產(chǎn)物H2O與紫色石蕊試液反應不會出現(xiàn)變紅現(xiàn)象,因此,混合氣體中一定有H2,一定沒有CO。教師通過引導學生利用定性推理解決化學問題,培養(yǎng)了學生邏輯推理素養(yǎng),提高了學生邏輯推理能力。
定量推理是依據(jù)題目提供的具體數(shù)量,再結合定性推理對問題進行分析判斷和運算,最終得出問題的答案或結論。在學生化學解題時,教師可以引導學生應用定量推理思維模式,找出題目中已知的信息進行分析比較,思考已知信息的作用和聯(lián)系,再將定量推理與定性推理結合,得到已知信息與命題的關系,通過計算得出答案或結論。教師還可以引導學生從命題入手,利用逆向思維獲取已知信息與命題的聯(lián)系,找到問題的解決思路方法,通過分析、推理、計算,最終獲得正確的答案或結論[3]。
例如,題目:某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗,實驗裝置如圖,實驗步驟:1.將集氣瓶分為五等份,做好標記;2.在帶橡皮塞和導管的燃燒匙中裝入足量的紅磷,將導管的止水夾夾緊,在酒精燈上點燃紅磷,并立即伸入集氣瓶內(nèi),塞緊橡皮塞;3.充分反應后,待集氣瓶冷卻至室溫,打開止水夾。問題:1.實驗中需要過量紅磷的目的是;2.步驟3中打開止水夾后的現(xiàn)象是;氧氣的體積分數(shù)是;推知氮氣的性質(zhì)有。教師引導學生應用定量推理進行解答。學生通過實驗過程中燃燒紅磷、收集氣體、打開止水夾,推理出實驗的目的是測定空氣中氧氣含量,原理是消耗氧氣使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強差,水被吸入占據(jù)氧氣的空間,從而達到測定氧氣的目的。如果紅磷量不夠,會導致集氣瓶中的氧氣沒有充分消耗,因此,需要過量的紅磷是為了將集氣瓶中的氧氣全部耗盡;紅磷燃燒后會產(chǎn)生大量的白煙,釋放大量的熱,產(chǎn)生五氧化二磷,由于紅磷在燃燒中消耗了集氣瓶中的氧氣,使瓶中壓強減小,打開止水夾后,水沿導管倒流進入集氣瓶中,約占集氣瓶體積的五分之一,因此得出問題2的答案。教師通過引導學生應用定量推理解答化學問題,鍛煉了學生邏輯推理能力,提高了學生的解題速度和準確率。
開放性習題練習能夠培養(yǎng)學生發(fā)散性思維,提高學生化學解題能力。在化學教學中,教師可以適當為學生布置開放性習題,增強學生習題訓練,讓學生通過閱讀分析和比較不同類型的命題、新穎的材料,從不同的角度獲取不同的答案,豐富學生的解題方式,充分利用化學知識解決化學問題,使學生的發(fā)散性思維能力得到培養(yǎng)和鍛煉,從而提高化學課堂的教學質(zhì)量和教學效率[4]。
例如,教學“二氧化碳制取的研究”后,教師讓學生進行習題鞏固訓練。習題:家庭廚房使用口堿的主要成分是一種含鈉的化合物,將鹽酸加入口堿時,放出一種無色、無味、能使澄清石灰水變渾濁的氣體,由此推知這種化合物是?教師引導學生觀察家里廚房中的口堿有哪些種類,分別從家中取適量的口堿做上標記并進行化學實驗,觀察實驗產(chǎn)生的現(xiàn)象,進行討論。教師及時引入二氧化碳的相關知識,讓學生對知識點進行回顧,引導學生從發(fā)散性角度思考問題。教師通過增強發(fā)散性習題訓練,培養(yǎng)了學生發(fā)散性思維,提高了學生解題能力。
挖掘和延伸解題方法、拓展解題思路,能夠鍛煉學生思維的敏捷性和創(chuàng)造性,活躍學生的解題思路,深度挖掘學生的潛能。在化學教學中,教師應注重化學試題解決方法和解題技巧的傳授,不僅要傳授學生基礎的解題方法,還要引導學生結合方程式,利用差量法、等量代換法,運用圖像等解決化學問題,引導學生從多角度思考問題、分析問題,提高學生解題效率,讓學生充分理解和吸收化學知識,培養(yǎng)學生創(chuàng)造思維[5]。
例如,教學“酸和堿的中和反應”后,教師組織學生進行習題訓練。習題:某1g含有雜質(zhì)的氫氧化鈉樣品溶于水能與5g質(zhì)量分數(shù)為14.6%的鹽酸恰好完全反應,計算該樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)。(雜質(zhì)不與鹽酸反應)教師引導學生結合酸堿中和反應化學方程式進行計算,再根據(jù)鹽酸的質(zhì)量求氫氧化鈉的質(zhì)量。學生先列出化學方程式:NaOH+HCI=NaCI+H2O;再根據(jù)質(zhì)量守恒定律計算出氫氧化鈉的質(zhì)量;最后計算出質(zhì)量分數(shù)。教師對題目進行了延伸:將含有NaCl雜質(zhì)的某燒堿樣品10g完全溶于90g水中,再向所得溶液中慢慢滴加溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為7.3%的稀鹽酸,如圖。1.求10g該樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量。2.求a點時,溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。教師通過延伸化學題目,拓展了學生解題思路,培養(yǎng)了學生創(chuàng)造性思維。
綜上所述,初中化學解題中應用推理思維不僅能培養(yǎng)學生歸納思維能力、邏輯推理能力和創(chuàng)造思維,提高學生化學解題能力,還能培養(yǎng)學生科學素質(zhì)、創(chuàng)新精神和實踐能力,提高學生綜合素質(zhì)。學生的認知水平和智力水平存在差異性,思考問題的方式和角度存在差異,教師在化學教學中要尊重學生的個體差異,了解學生的解題思路,并進行適當?shù)闹笇Ш凸膭睿岣邔W生化學解題的積極性,高效完成初中化學教學任務。