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探秘中學(xué)化學(xué)探究性學(xué)習(xí)中的思維方式----- 科學(xué)泰斗--錢學(xué)森的思維方式在中學(xué)化學(xué)中的運(yùn)用
精品源自高考備戰(zhàn) 摘要:學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)時(shí)存在著困惑,他們經(jīng)常抱怨“我學(xué)習(xí)化學(xué)非常努力,可做題時(shí)不知用什么知識(shí),如何去思考,導(dǎo)致化學(xué)成績(jī)一直上不去”等等�；瘜W(xué)與數(shù)學(xué)、物理、生物均為理科,惟獨(dú)化學(xué)給學(xué)生留下這樣的印象,應(yīng)引起化學(xué)教師的深思。我以為其原因主要是教師在教學(xué)中,只注重知識(shí)的傳授,而不注重思維能力的培養(yǎng) 。本人就錢老的思維方式對(duì)化學(xué)的指導(dǎo)作用發(fā)表一下自已的拙見。
關(guān)鍵詞: 大跨度的思維方式; 整體的思維方式; 綜合集成的思維方式; 邏輯思維與非邏輯思維 相結(jié)合的思維方式; 靈感思維方式
“三人行,必有吾師”,學(xué)生的思維方法可能千差萬別,教師應(yīng)尊重和珍惜每個(gè)學(xué)生充滿個(gè)性的思維方法,啟發(fā)和發(fā)現(xiàn)這些智慧的火花,使其成為“星星之火”。并善于把這些思維方法作為一種資源加以利用。幫助學(xué)生分析各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用環(huán)境,使敢想、敢說的學(xué)生得到充分的肯定和鼓勵(lì),同時(shí)也拓寬了其他學(xué)生的思路,這樣不僅使學(xué)生在知識(shí)技能方面得到充分提高,而且在思維方法上也會(huì)得到有效的訓(xùn)練。
一、大跨度的思維方式
學(xué)好化學(xué)必須具有廣博的知識(shí),集智慧之大成,并能觸類旁通,大跨度地思維,從各個(gè)方面去把握事物整體關(guān)系的"形象",抓住了事物的機(jī)理,深入探索,找到創(chuàng)新與成功之路,跨度越大,創(chuàng)新程度也越大。大成智慧教我們總攬全局,洞察關(guān)系,所以能促使我們突破障礙,從而做到大跨度地觸類旁通,完成創(chuàng)新。
例如:愛迪生發(fā)明電燈的故事。愛迪生為了尋找適合作為燈絲的材料,試用過各種各樣不同類型的材料,有金屬的和非金屬的,甚至連竹絲和頭發(fā)也被用來作過燈絲。再如:《上教版初中化學(xué)》有一題:如何鑒別稀硫酸和酒精。這是一道比較簡(jiǎn)單的化學(xué)鑒別題 ,如總攬全書知識(shí),從氣味、導(dǎo)電性、可燃性、與金屬反應(yīng)、使用指示劑、與金屬氧化物反應(yīng)、與堿反應(yīng)、與鹽反應(yīng)等8種方法進(jìn)行鑒別。而多數(shù)中學(xué)生想不到前三種方法。
二、整體的思維方式
學(xué)習(xí)化學(xué)應(yīng)習(xí)慣于把相互關(guān)聯(lián)的事物作為一個(gè)完整的、有機(jī)的體系,進(jìn)行系統(tǒng)的分析。正確區(qū)分部分與整體、微觀與宏觀、特殊與普遍、具體與抽象等的辯證關(guān)系,從整體中把握部分。“要從整體上考慮并解決問題�！狈駝t,你只見樹木不見森林,只揀些零碎的瓦片、木椽、窗格子,看不見整體結(jié)構(gòu)和大廈,難以形成獨(dú)具創(chuàng)見的智慧。
實(shí)驗(yàn)原理的思維訓(xùn)練,指的是每個(gè)具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn),反映了或說明了或推斷了什么樣的物質(zhì)發(fā)生何種變化的理論�？梢試@如下的角度引發(fā)學(xué)生思考:1.變化實(shí)質(zhì)──什么化學(xué)物質(zhì)(有時(shí)還應(yīng)進(jìn)一步分析為什么要選用這些物質(zhì))?2.定量關(guān)系──反應(yīng)物之間采用怎樣的物質(zhì)的量(或質(zhì)量、或體積、或微粒數(shù)目)的關(guān)系?為什么要采取此種定量或過量關(guān)系?3.反應(yīng)條件──實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇怎樣的物質(zhì)狀態(tài)、變化溫度、壓強(qiáng)或催化劑條件? 為何要選擇這樣的條件?(1).儀器選用──根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,對(duì)特定的反應(yīng)物或生成物,應(yīng)選用哪種量取、混合、反應(yīng)、加熱、除雜、干燥、檢驗(yàn)、收集、吸收、分離、緩沖(安全)的儀器?為何選用這些儀器更適宜?(2).配套組合──根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要,選用的儀器之間,大小、規(guī)格應(yīng)怎樣協(xié)調(diào)、搭配?如若不這樣組合會(huì)出現(xiàn)什么弊端?能否作某種調(diào)換或代用?(3).連接順序──為達(dá)到良好效果,選用的儀器應(yīng)采取怎樣連接的位置順序和安裝與拆除的先后順序?為什么要安排這種順序?不遵循此順序會(huì)帶來什么不良后果?
三、綜合集成的思維方式
中學(xué)生每日馳騁在古今中外浩瀚的化學(xué)知識(shí)海洋里的時(shí)候,不是良莠不分,像一塊巨大的海綿,無批判地兼收并蓄。應(yīng)鍛煉出一種特別能辨別是非、真?zhèn)蔚哪芰?極善于去偽存真,去其糟粕、取其精華,予以辯證地否定即揚(yáng)棄,批判地綜合集成一切有用的知識(shí)。能在無邊的知識(shí)海洋里,不斷發(fā)現(xiàn)鮮花遍地的綠洲。
校內(nèi)圖書館、實(shí)驗(yàn)室、科普資料室、專用教室、信息中心、教師群體特別是專家型教師、師生關(guān)系,座談?dòng)懻摗⑽乃囇莩�、化學(xué)晚會(huì)等 無一不是學(xué)生綜合集成有用知識(shí)的重要場(chǎng)所。結(jié)合一些“中考”試卷的典型綜合實(shí)驗(yàn)題,指導(dǎo)學(xué)生解題,乃至跟動(dòng)手實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來訓(xùn)練。中學(xué)教材和歷屆高、中考試題,不乏優(yōu)秀的典型化學(xué)實(shí)驗(yàn)題型,如氫氣、氧氣、二氧化碳、一氧化碳等的制取與系列性質(zhì)實(shí)驗(yàn),對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力頗有作用。
演示實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中經(jīng)常運(yùn)用的教學(xué)形式,它生動(dòng)、簡(jiǎn)捷、有效,是培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、思維能力和動(dòng)手操作能力最好的教學(xué)手段之一。我們?cè)谄綍r(shí)實(shí)施演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,將教材中的演示實(shí)驗(yàn)分為三種形式教學(xué):(1)對(duì)于重要實(shí)驗(yàn),教師演示、學(xué)生觀察分析得出結(jié)論;(2)對(duì)一些要求不高的實(shí)驗(yàn),可對(duì)學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)室,要求學(xué)生設(shè)計(jì)或改進(jìn)后上臺(tái)演示;(3)對(duì)一些難度較大,要求較高,現(xiàn)象又不太明顯的實(shí)驗(yàn),教師先進(jìn)行演示,讓學(xué)生在觀察中提出問題,讓學(xué)生討論分析實(shí)驗(yàn)的缺陷在哪里,使學(xué)生始終處于探究的思維狀態(tài),進(jìn)而改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。 將 分組實(shí)驗(yàn)改為單人實(shí)驗(yàn) ,這樣做使每個(gè)學(xué)生都能親自動(dòng)手操作而且獨(dú)立進(jìn)行。它有利于培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,使學(xué)生們懂得:辦任何事情都要有目的、有計(jì)劃,還要有堅(jiān)持到底的決心。最重要的是有利于培養(yǎng)獨(dú)立工作的能力,這也是教育本身所急需培養(yǎng)的一種能力。
四、邏輯思維與非邏輯思維 相結(jié)合的思維方式
客觀世界萬事萬物豐富多彩又變化無窮,人們往往只是根據(jù)自己的需要,孤立地、僅從某一側(cè)面去認(rèn)識(shí)、把握事物的性質(zhì)及其發(fā)展變化的規(guī)律,這就難免染上形而上學(xué)的色彩�！拔覀儗�(duì)事物的認(rèn)識(shí),最后目標(biāo)是對(duì)其整體及內(nèi)涵(包括質(zhì)與量)都充分理解”。 非邏輯思維是一切在形式邏輯基本范圍內(nèi)所不能包容,而又在創(chuàng)造過程中發(fā)揮著有效作用的思維形式,如靈感、頓悟、直覺思維等。化學(xué)學(xué)科承擔(dān)著比其他學(xué)科更加重要的非邏輯思維能力的培養(yǎng)任務(wù)。靈感、頓悟、直覺既非輕而易舉,亦非神秘莫測(cè),雖有不確定性,卻也不是無訓(xùn)練規(guī)律可循。在化學(xué)教學(xué)中,要培養(yǎng)學(xué)生勤于日積月累,善于窮思竭慮,及時(shí)捕捉頓然醒悟的思維亮點(diǎn),記錄突如其來的思維成果,要培養(yǎng)學(xué)生在足夠的知識(shí)積淀和親歷體驗(yàn)之下無意識(shí)地從整體上迅速猜測(cè)、預(yù)感或察覺隱藏在現(xiàn)象背后的事物的本質(zhì)屬性或聯(lián)系,讓非邏輯思維能力成為學(xué)生創(chuàng)造性思維的重要組成部分。
解答此題,一、考慮這幾種氣體的收集方法;二、考慮該儀器組按當(dāng)前的放置方式:(1) a口進(jìn)可收集什么氣體?(2) b口進(jìn)又可收集什么氣體?三、將該儀器組正放:(1) a口進(jìn)可收集什么氣體?(2) b口進(jìn)又可收集什么氣體?(3)如將其中裝滿水呢?如果裝滿飽和食鹽水呢?教師要打破教學(xué)上的老框框,鼓勵(lì)學(xué)生多問,在教學(xué)中力求擺脫習(xí)慣性認(rèn)識(shí)程序的束博,用“一題多解”、“多題一解”等多種方式,引導(dǎo)學(xué)生從不同角度和不同的思路去思考問題。
五、靈感思維方式
學(xué)習(xí)化學(xué)要注意捕捉靈感思維,發(fā)揮靈感思維的神奇力量�！叭绻堰壿嬎季S視為抽象思維,把非邏輯思維視為形象思維或直感,那么靈感思維就是頓 悟,它實(shí)際上是形象(直感)思維的特例。靈感的出現(xiàn)常常帶給人們渴求已久的智慧之光。文藝工作者往往依靠這種非邏輯的思維方式,特別是靈感去認(rèn)識(shí)、去創(chuàng)作。殊不知單憑自己片面的經(jīng)驗(yàn)、“跟著感覺走", 不去做艱苦細(xì)致的調(diào)查研究、予以科學(xué)的綜合,"靈感" 這位可愛的“客人”是不會(huì)來拜訪你的。元素周期表、萬有引力等的發(fā)現(xiàn)無不現(xiàn)著“靈感”的光芒。
我們也會(huì)遇到一些奇特的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。例如:一鋁制的盛飲料的易拉罐內(nèi)充滿CO2氣體,然后往罐內(nèi)注入適量NaOH溶液,立即用膠布將罐口密封,反應(yīng)一段時(shí)間后可能會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢?首先,易拉罐“內(nèi)凹變癟”,接著“癟了的罐重新又鼓起來”。對(duì)于前面的現(xiàn)象一般很容易解釋。這是因?yàn)閷W(xué)生很容易從固有的思維定勢(shì)出發(fā),即分析物質(zhì)發(fā)生變化時(shí),只從加入的物質(zhì)來考慮,只分析NaOH溶液與 CO2的反應(yīng),就能得出易拉罐“內(nèi)凹變癟”的現(xiàn)象。為什么會(huì)出現(xiàn)后面的現(xiàn)象呢?深入思考,不難得出這是因?yàn)槿萜鞅旧怼颁X”與氫氧化鈉溶液也會(huì)發(fā)生反應(yīng)。對(duì)這些現(xiàn)象的好奇,能使學(xué)生的情緒亢奮、激動(dòng),從而在白熱化的思維之中,迸發(fā)出創(chuàng)新的火花。所以,多思甚至沉思是靈感產(chǎn)生的一個(gè)必要條件,要讓學(xué)生養(yǎng)成勤于思考的好習(xí)慣。同時(shí)還要教學(xué)生善于思考,注意思維的技巧和靈活性。如果學(xué)生的思維流暢、靈活而快速,遇到問題便會(huì)迅速地作出反應(yīng)和判斷。
只要教師善于根據(jù)不同的教材內(nèi)容、不同的對(duì)象、不同的時(shí)機(jī)、不同的環(huán)境、創(chuàng)設(shè)不同的條件,全面靈活地培養(yǎng)學(xué)生思維方法和能力,就能為學(xué)生的未來發(fā)展提供強(qiáng)大的推進(jìn)力。
參考書目: (1)錢學(xué)森的思維方式 錢學(xué)敏
(2)《創(chuàng)造性思維與教學(xué)》 陳龍安(臺(tái)灣) 中國(guó)輕工業(yè)出版社
(3)《創(chuàng)新思維法》 揚(yáng)雁斌編著 華東理工大學(xué)出版社 精品源自高考備戰(zhàn)
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