分析型学科思维导图在化学解题中的应用

梁家元

对于高中学生而言，教师在平时的解题训练中，培养其高效的解题能力是至关重要的。目前，传统应试教育主要是靠题海战术来训练学生的解题能力的。而这种训练方式会使学生的思维僵化，形成感性经验答题习惯，导致常常出现题目稍有变化，学生就会无法应对的状况。那么，如何解决这个问题呢？经过三年多的教学实践，笔者得出：在开展习题课时，教师积极地引导学生多运用分析型学科思维导图，不但能够提高学生解决复杂问题的效率，还能够提高学生的理性解题能力。

基于有效追问策略的分析型学科思维导图

在解化学题时，学生经常遇到的解题障碍主要有三个：①目标不清。没有真正理解题目的要求，匆忙去求解，结果误入歧途，劳而无功。②信息不足。没能从题目中提炼出足够的解题条件或不能充分地挖掘那些隐藏的解题条件。③思路不对。解题时思路狭窄，不能“迷途知返”，思维经常被困在错误的解题方向上。

基于以上的解题障碍，教师可以采用“五问原则”，即一问解题目标是什么？二问已知解题条件有哪些？三问可推导出来的解题条件有哪些？四问有哪些解题方法（定理、公式）可供选择？五问还需要哪些解题条件或是否有遗漏条件？同时，教师要将这五个问题与学科思维导图相结合，构成基于有效追问策略的分析型学科思维导图解题模型（如图1）。有了这个模型，学生解题时就找到了抓手，明确了思考方向，从而也就避免掉入“感性经验答题”的陷阱，进而进入理性解题的思维程序。

应用分析型学科思维导图的教学案例

下面笔者用一道高考化学真题（2015全国新课程II卷）来举例说明如何在教学中运用分析型学科思维导图来发展学生的有序思维，形成理性解题习惯。

例：ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是———（填标号）。

a.明矾 b.碘化钾 c.盐酸 d.硫酸亚铁

上题看似是一道简单的选择题，但在解题实践中学生的错误率竟高达86%。这是为什么呢？这并不是知识性障碍，而是思维性障碍，即学生缺少对解题目标及解题条件的追问，犯了“顾此失彼”的错误。那又为什么会犯这种错误呢？原因就是笔者前面所讲的学生做题时常常按感性经验来答题，即学生看到题目首先启动的是记忆（以前是否做过这道题？与这道题相关的知识是什么？）而非理性思考，所以才会出现解题不严谨、考虑不周全的现象。

然而，运用基于有效追问策略的分析型学科思维导图（如下页图2）来分析这道题，则不会产生“顾此失彼”的问题，而且有利于学生养成严谨的系统思考的习惯。具体过程如下：

①追问解题目标：去除亚氯酸盐最适宜的物质，这里的关键词“最”表明选项中不止一种物质可与亚氯酸盐进行反应，但要选最优解。

②追问已知条件有哪些？

③通过这些已知条件可以知道哪些隐含条件（解题的关键往往包含在隐含条件中）。其中已知条件“饮用水”告诉我们处理过程中不能再生有毒物质；“亚氯酸盐”提示我们其具有强氧化性。

④由此我们可以导出关键解题条件：除杂后无毒及所选试剂应具有还原性（还原剂或可被氧化）。

⑤追问选项中物质是否满足解题条件？明矾可净水，但其无还原性，不能与亚氯酸盐产生氧化还原反应，排除。碘化钾中的碘离子具有还原性，但被氧化为碘单质，对人体有害，排除。盐酸中的氯离子处于最低价态，具有还原性，但可能被氧化为氯气，有毒，排除。硫酸亚铁中的亚铁离子具有还原性，可将亚氯酸盐还原为氯离子，自身被氧化为三价铁离子，生成氢氧化铁沉淀，其胶体可吸附水中悬浮物，起到净化作用，故正确答案应选d。

总之，上面案例中，学生画图的过程就是有序思考的过程，通过这样的思维可视化解题训练，学生能够避免掉入“顾此失彼”的思维陷阱，养成解题及处理问题时缜密的思考习惯。有的教师可能会认为用绘制“分析型学科思维导图”的方式解题比较麻烦，然而这是教师的一种急于求成的错误思想。首先，学生练习解题的目的不是“为了做题而做题”，而是为了加深对知识的理解和训练系统思考能力，因此走马观花，一味贪多图快是最不科学的做法。其次，并不是所有的题都要通过画这么复杂的图来解决，一定要因题而异。另外，考试时也不能这么画，而应在头脑中自动运用这种有序的系统思考方式，当然要想在考试中自动运行这样的理性解题程序，平时必须进行分析型学科思维导图的应用训练。最后，让学生练习分析型学科思维导图是为了提高学生的系统思考能力，并使其受益终身，这才是教师使用思维可视化教学模式的长远意义！

点 评

如何将思维可视化技术与化学解题教学进行有效整合？梁老师用他的实践给了我们两点启示：第一，基于对化学解题障碍的深入分析，将分析型学科思维导图及追问策略结合运用于化学解题的教学中，以追问引导有序思考，养成理性解题习惯。以学科思维导图呈现思考过程，清晰地观察到学生的知识漏点及思维障碍点，从而进行有针对性的指导。第二，以高考真题为解题策略训练的素材，在训练学生解题能力及思维能力的同时，使他们理解高考背后的思维规律，掌握出题规律。

梁老师用实践告诉我们：认真踏实地研究与践行一个高效的解题策略胜过盲目肤浅地做上百道化学习题。

华东师范大学思维可视化研究院 林书扬