给化学实验探究教学插上思维的翅膀

柯少辉

摘 要：思维导图主题鲜明，凸出主干，将化学知识从无序转化为有序，将隐形实验思维转化为可视化，有利于转变学生学习方式，有利于帮助学生形成科学探究学习模式；思维导图放射性发展的特点有利于推动科学探究实验活动深入开展，培养学生创新精神和实践能力。

关键词：思维导图；探究实验方法；探究实验思维

一、问题提出

高中新课程突出强调创新精神和实践能力的培养，而学生创新精神和实践能力的培养需要通过学生具体的探究活动来实现。以鲁科版教材为例，教材设置“活动·探究”、“观察·思考”和“交流·研讨”等栏目。给探究实验教学开展提供了广阔的空间，同时也对教师和学生提出挑战。

1）探究活动开放性大，内容多，学生没有理清知识间的线索以及内在联系，感到无从下手，简单的模仿实验，实验思维能力和创新精神得不到培养。

2）探究实验教学目标的预设、任务的驱动、过程的调整、目标的达成各不相同，如何合理调配探究活动所涉及的各种因素，规划不同探究教学活动并顺利进行，都在考量教师的智慧。有没有一种思维模式能把化学知识有效组织起来，各种知识相互联结，使知识更加系统化更具条理性，从而形成知识网络。将化学知识从无序转化为有序，将隐形实验思维转化为可视化，助力探究实验教学开展，提高学生实验学习效率，提升学生的创新精神和实践能力.

二、思维导图

思维导图（MindMap）是英国著名学者托尼.博赞（TonyBuzan）在20世纪70年代初期创立的一种新型笔记方法，它以放射性思考为基础，是一个简单、高效、放射性、形象化的思维工具，能够全面调动左脑和右脑功能，使大脑潜能得到最充分的开发，从而极大地激发人们的创造性思维能力。英国管理学家Dr.Tony Turrill说：“思维导图可以让复杂的问题变得非常简单，简单到可以在一张纸上画出来，让你一下看到问题的全部。它的另一个巨大优势是随着问题的发展，你可以几乎不费吹灰之力地在原有的基础上对问题加以延伸。” 本文以鲁科版化学必修一《探究铁及其化合物的氧化性或还原性》为例谈谈运用思维导图优化化学实验探究教学探索。

三、运用思维导图优化化学实验探究教学探索

（一）思维导图目标明确，有利于转变学生学习方式

鲁科版化学必修一《探究铁及其化合物的氧化性或还原性》，本次探究活动目标：

1）铁及其化合物的性质。

2）利用铁及其化合物的性质探究氧化还原反应的实质。

3）初步掌握运用思维导图实验探究的方法。

预设探究活动主题：

一级子主题1（活动准备）：

1）铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液铁元素化合价及氧化性、还原性预测。2）常见的氧化剂、还原剂有哪些？3）Fe3+、Fe2+颜色和检验方法。4）试管实验注意事项（固液、液液、胶头滴管使用注意事项）。

一级子主题2（探究铁粉还原性Fe——Fe2+）：1）选择哪些试剂验证？理由（价态变化、电子得失）？反应化学方程式？2）实验方案？实验现象？3）实验得出结论？（试剂：铁粉 稀硫酸？ 氯化铁、氯化亚铁、氯水、硝酸、铜片、锌片、硫氰化钾溶液、高锰酸钾溶液）。思维导图特征之一就是使学生注意的焦点清晰地集中在中央图形上，让学生能抓住知识的本质特征，发现解决问题的关键，积极主动参与到探究活动中来。

“ 探究活动准备”、 “探究铁粉还原性Fe——Fe2+”探究活动目标鲜明，有利于学生快速找准目标，从自身的认知基础上绘制不同的思维导图，增强学习的自信心，激发他们自主学习的能动性。课堂上学生意见经过互相碰撞、修正，实验方案得到改进、完善，为实验探究顺利开展提供保证。在探究活动中学生由“听实验”、“看现象”、“记结论”转变成知识主动的建构者和探索者。学习是在教师和学生的共同探索与交流中进行的。

（二）思维导图系统化、条理性原则 ，有利于形成科学探究方法

思维导图使信息有序地储存在记忆中。运用思维导图开展探究实验，物质性质、实验知识和化学原理经过整理加工，依据各知识点内在关系的不同发生着各种各样的联结，使知识更加系统化更具条理性，帮助学生揭示知识的本质同时形成科学探究方法（知识应用）。本课中，学生完成“探究铁粉还原性Fe——Fe2+”实验探究后，发现氧化反应和还原反应是一对典型的矛盾，是对立统一。物质还原剂需要选择氧化剂开展验证。氧化剂强弱影响氧化产物价态。这些知识为后续学习提供科学探究方法。例如：铁三角其他的转化，一级子主题3（探究亚铁单质还原性Fe——Fe3+）；一级子主题4（探究亚铁离子还原性Fe2+—— Fe3+）；一级子主题5（探究铁离子氧化性Fe3+——Fe2+），学生以小组为单位合作完成。

（三）思维导图放射性原则，有利于培养学生探究思维深广度

思维导图是一种将放射性思维具体化的方法，引导思维在原有的基础上对问题加以延伸。实验探究活动也是不断延伸和发展。学生实验操作、反应条件、试剂选择、药品浓度、外界因素等都是探究活动生成性资源。思维导图放射性原则有利于学生沿着不同方向，顺应各个角度，提出各种设想，寻找各种途径，提出符合实际的解决问题的新实验方案，培养学生探究思维深广度。

例如：在探究实验中，有的学生在Fe与HCl反应产物中检测到Fe3+存在（硫氰化钾试剂变红）；有的学生在Fe与HNO3反应产物中没有检测到Fe3+存在（硫氰化钾试剂不变红）。针对这种情况，设置二级探究主题如下：二级子主题1：Fe与HCl反应为什么有Fe3+存在？是谁氧化Fe2+？怎么预防？二级子主题2：Fe与HNO3反应为什么没有Fe3+存在？是谁还原Fe3+？怎么预防？二级子主题3：如果溶液中Fe2+和Fe3+共存，怎么验证？ 学生结合思维导图，很容易找到氧气、铁粉、高锰酸钾溶液，加深对氧化还原本质理解，拓宽探究思维深广度，推动探究实验深入开展。学习的最终目的就是能够自己主动学习，能够自己探索解决问题的途径，研究解决问题的方法。运用思维导图开展实验探究，学生注入很多的自我思考，并以图像的形式呈现出来。有效提高学生学习化学知识的兴趣，改变学生的认知方式，形成科学探究实验模式，推动探究活动深入开展，提升思维品质，培养学生创新精神和实践能力。

参考文献：

[1] [英]托尼.博赞著，李斯译.思维导图——放射性思维.北京作家出版社，1993，3.

[2] 王磊.化学教学研究与案例.高等教育出版社，2006，12.

[3] 何军华.课程资源开发及利用中存在的问题及对策.当代教育科学，2003，6.