科学素养背景下的思维能力培养实践研究

黄浣波

[摘 要]人们在工作、学习、生活中每逢遇到问题，总要“想一想”，这种“想”，就是思维。它是通过分析、综合、概括、抽象、比较、具体化和系统化等一系列过程，对感性材料进行加工并转化为理性认识及解决问题的过程。教学中，教师应注意触类旁通多对照，培养学生的联想思维能力；从多维度分析问题，培养学生的发散性思维能力；引导学生灵活动脑多尝试，培养学生的创新思维能力。

[关键词]科学素养；思维能力；化学教学

[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）20-0071-02

在科学素养背景下，化学新课程标准提出了“学习对终身发展有用的化学”的理念，要求“化学课程要引导学生学会学习；培养学生的化学能力”。 这就要求化学教师不仅仅传授化学知识，更重要的是培养学生运用化学的方法去分析问题和解决问题的能力，让学生初步学会运用观察、实验等方法获取信息，初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，最终能用文字、图表和化学语言表述相关信息。这些要求充分体现了新程课准标对学生思维能力培养的要求及其重要性。

一、触类旁通多对照，培养联想思维能力

联想思维简称联想，是人们经常用到的思维方法，是一种由一事物的表象、动作或特征联想到其他事物的表象、动作或特征的思维活动。通俗地讲，联想一般是由于某人或者某事而引起的相关思考，人们常说的 “由此及彼”“举一反三” 等就是联想思维的体现。教师应不再“承包”所有知识的学习，而是培养学生触类旁通的联想思维能力，让学生用熟悉的知识去解决陌生的问题。

化学教学中，有许多物质存在着相似的结构特点，因而具有相似的化学特性，如硫氰〔（SCN）2〕与卤素有相似的结构特点，从而性质也相似。这样，通过类比联想，就可写出硫氰与NaOH溶液、乙烯等反应的化学方程式；由醛基官能团的特性，可联想到具有这种官能团的物质，如醛类、甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖等都可能发生银镜反应；由气体性质相似性可联想到用相同的制备装置，如O2、NH3与CH4一组，Cl2与HCl一组，H2、CO2与H2S一组等。学生一旦掌握了联想思维的方法，就可举一反三，减轻学习负担。

又如，复习醇和钠的反应时，可以联想到水、苯酚、乙酸是否能与钠反应，再进一步联想到这四种化合物是否能与NaOH、NaHCO3、Na2CO3反应。通过列表比较，可以对四种物质的—OH中氢原子的活泼性强弱有一个更深层次的认识。

二、多维度分析问题，培养发散性思维能力

美国学者吉尔福特的理论研究表明：与人的创造力密切相关的是发散性思维能力与其转换的因素。发散性思维，是从一个目标或思维起点出发，沿着不同方向，顺应各个角度，提出各种设想，寻找各种途径，解决具体问题的思维方法。教学中，教师应尽可能多维度地分析问题，培养学生的发散性思维能力。

如在复习“气体的收集装置”时，我向学生提出了如下发散性问题：该装置（如右图）有什么用途？学生通过探讨、思考，得出结论：可用于排水法集气、洗气、向上排空气法集气、向下排空气法集气、组装量气装置（与量筒组装）等。我追问：“进气口与出气口应如何选择？ 为什么？ 该装置还有哪些用途？”引导学生多角度、多层次、多视点、多侧面、多途径和多方法地解决问题，更好地调动学生学习的主动性。

又如，化学习题浩如烟海，教师在习题教学中应有目的、有计划地去精心选题，善于分析题目中的因果关系，让学生掌握题给条件，明确要求，并由表及里地指导学生从不同角度去考虑化学问题，从而使学生在解决化学问题的过程中提升发散性思维能力。

1.巧用一题多解。例如，二氯苯有三种同分异构体，那么四氯苯有几种同分异构体？按常规解题方法，学生会先写出四氯苯的一种结构式，然后用变换氯原子位置的方法逐一去找，此法慢且易出错。若能变换角度去考虑，则问题会变得更为简单：二氯苯的三种同分异构体的两个氯原子在苯环上分别呈邻、间、对位，如果我们变换一下观察问题的角度，把四氯苯看成是苯环上两个氢原子分别呈邻、间、对位，就很容易知道四氯苯也有三种同分异构体。

2.强化多题一解。教学中可对学生进行多题一解、一法多用的训练，把形成技巧与培养统摄思维联系起来，以达到“以不变应万变”。例如，守恒法在氧化还原反应中的应用，溶液中的电荷守恒、物料守恒、质子守恒等，又如关系式极端法、数轴分析法、十字交叉法等，都是化学的重要解题方法。

3. 活用一题多变。化学习题的不断变化有利于学生不断转换问题情境，从而引发求异思维。例如，在常温下，pH=2和pH=4的HCl等体积混合，求混合液的pH值。此题可做如下变式：（1）pH=a和pH=b的盐酸等体积混合，求pH值。（2）pH=10和pH=12的NaOH溶液等体混合，求pH值。（3）pH=a和pH=b的NaOH溶液等体积混合，求pH值。（4）pH=2的HCl和pH=12的NaOH溶液等体混合，求pH值。（5）pH=a的HCl和pH=b的NaOH溶液等体混合，求pH值。

三、灵活动脑多尝试，培养创新思维能力

创新思维是指以新颖独创的方法解决问题的思维过程，通过这种思维能突破常规思维的局限，以超常规甚至反常规的方法、视角去思考问题，提出与众不同的解决方案，从而产生新颖的、独到的、有社会意义的思维成果。

例如，矿泉水瓶可以充当启普发生器，只要把一个空的矿泉水瓶压扁，然后一折为二，并用胶带固定，就做成了一个简易的启普发生器。使用时先往瓶中倒液体药品，然后把瓶子竖起来（就像一个“>”符号），装上固体颗粒，瓶口塞上带导管的橡胶塞。只要把瓶子横过来（就像一个“[∨]”符号），固液就会接触，发生反应，想让反应停止，重新把瓶子竖起来即可。

又如，教材中关于氨气易溶于水的“喷泉”实验，其实验要求是，先用氢氧化钙与铵盐反应制取氨气，并用干燥的烧瓶收集，再接教材中的“喷泉”实验装置进行实验。但如果烧瓶不是很干，而氨气又易溶于水，实验效果就会不理想。有些學生分析了上述实验失败的原因后，又重新研究了该实验的要求以及所用药品的性质，提出了改进方法：先在圆底烧瓶中加入2～3毫升浓氨水，然后摇晃烧瓶并将浓氨水迅速倒掉，随即演示“喷泉”实验，实验效果比按教材中提出的实验方法好得多。

在科学素养背景下，新课程改革正在如火如荼地进行着，对教师来说，这是一场教学的革命，对学生来说，这是一场学习的变革。作为教师，应积极更新教育观念，改善教学方法，让学生真正成为学习的主人，让学生的思维翱翔于广阔天空，展现生命的智慧！

[ 参 考 文 献 ]

[1] 中华人民共和国教育部. 普通高中化学课程标准（实验） [S]. 北京：人民教育出版社，2003.

[2] 吴鑫德.高中生化学问题解决思维策略训练的研究[D].重庆：西南大学，2006.

[3] 教育部基础教育司，朱慕菊. 走进新课程：与课程实施者对话[M].北京：北京师范大学出版社，2002.

（责任编辑 罗 艳）