培育化学思想 建构思维模型

朱绿球

（新疆和田地区二中 新疆和田 848000）

新课程倡导的学生学习方式是以探究（研究）为主的，包括接受、自主、合作、实践、体验、发现等在内的多元学习方式。化学思想是化学学科科学素养的核心。本文就化学教育教学过程中如何培育化学思想，建构化学思维模型做些探讨。

一、微观与宏观的思想

微观与宏观是相互关联，而又明显不同的两个层次。宏观上，物质有形有态，有色有味；微观上，物质都是由原子、分子或离子等微观粒子构成。正是由于微观粒子的永恒运动，才造就了千变万化的物质世界。因此，通过研究物质的宏观现象，进入微观粒子之间的相互作用，以及通过研究微粒的种类、性质和作用方式，论证物质应有的性质、用途的思想和方法，是化学思想的基础。中学化学一开始就从微观粒子入门，构建了完整的知识体系。构成物质的微观粒子包括原子、分子、离子。离子构成离子晶体，原子构成原子晶体和金属晶体，分子构成分子晶体。四类晶体构成了宏观物质。每一个知识点都在一定的层次上，每个层次向前或向后推延，反映出物质内在的构成及因果联系，由微观到宏观依次为：1.原子内部的构成关系；2.原子形成分子或离子；3.原子、分子、离子如何结合，排列形成晶体及晶体的内部构造；4.晶体即晶态的宏观物质，表现出一定的物理、化学性质，归属于不同的类别，具有不同的用途。中学阶段所学各层次知识都是该层次最基础的知识，更是其他知识赖以扩展的生长点。因此，由点到线、由线到面、由面到体的组成构建，能建立起系统的知识和思维模型，为学生学好化学、训练思维夯实基础。

二、化学变化思想

化学变化即化学性质。宏观上，它研究物质在什么条件下能与哪些物质反应，生成什么新物质，以及在此过程中有关的量的关系与能量的变化关系。化学上的物质无非是单质、氧化物、酸、碱、盐、有机物等。学生学习时只要搞清其类属特点，即通性规律，就能形成化学性质的框架，再注意特殊的个性特点，则一点而通。微观上，化学变化的实质是原子的化合与分解，在此基础上，可研究反应中微粒的变化和反应机理、能量变化的原因、反应速率和程度等问题。尽管现代化学的发展已经在每一方面都形成了精深的理论，但它们都是化学变化中的具体问题。很多学生对此类知识的认知停留在识记这一层次，不能有效地发展成一种思维模型，以致多而生乱，乱而生厌，造成了化学学习上的障碍。另外，揭示化学性质不同实质的线索有两条。一是氧化还原反应理论，是用元素化合价升降变化的特征判断氧化反应和还原反应、氧化剂与还原剂、氧化产物和还原产物三大对应概念，以及分析电子转移情况的反应实质的理论。二是离子反应，是表示在溶液或熔融状态下有离子实际参加或生成的反应的实质。学生应在深刻理解概念、本质特征的基础上，正确地判断、推理概念。这两点尽管是两大难点，但只要教师能引导学生形成恰当的思维路线，从概念的本质特征、使用条件出发，对具体问题作具体分析，并配以阶梯性的练习，学生就能克服并提高思维能力。这里渗透了很多辩证逻辑的思维方法，是化学科学素养教育中思维素质培养的有机部分。

三、结构、性质、用途的因果思想

结构决定性质，性质决定制备及用途；反之，性质体现结构，制备用途反映性质。这是化学上研究物质的基本线索，一种元素的单质及其重要的化合物，都要尽可能研究详尽。在教学中，除了掌握具体元素及化合物知识，教师更应该引导学生理清它们之间的因果逻辑关系，进行正逆向分析推演及论证，进而有效地分散、收敛、迁移、强化其思维能力的训练。教材中有关元素及化合物知识的充分体现、渗透了这些思想。教师可指导学生仔细研读、反复推敲，着力提高学生的阅读分析技能，也可利用其知识关系设置情景，进行一题多解、多题一解的正反推理训练。在具体操作中，教师不能急于求成，而要根据学生年龄、心理特征和思维基础循序渐进，方能渐见成效。

四、化学量的关系的思想

从量的角度分析化学问题，运用数学、物理思想解决化学问题，是培养学生思维精确性、针对性、深刻性的有效途径。其实质是以物质的量为中心的计算，可系统归纳为一头、一心、四只、一尾这一个整体和两个关系进行思维的训练与构建。以物质的量为中心，微粒种类为头部，反应热为尾巴，粒子数、质量、体积、物质的量的浓度为四肢，就像一只四肢动物，形成了一个活的有机整体。学生必须理解并熟悉各种关系，熟能生巧，巧而成势，形成思维的定势。但学生往往偏重于各种换算而忽略微粒种类这个关键，其分析思路不能紧随问题涉及微粒和物质种类的变化而变化，因而不能有效地联系，找出关系，顺利解决问题。只要环环相扣，学生就容易找出所需的关系。一是构成关系，用于解决物质内部规律之间的有关量的关系。二是转化关系，用于解决不同物质和微粒间有关量的关系。

五、周期律思想

知识的规律性体现在规律性的知识、规律性的记忆、规律性的操作、规律性的思维等方面。寻找并发现规律是人们研究纷繁复杂的物质世界的有效方法。元素周期律和周期表是这一思想在化学中的典型体现。教材本身的体系贯彻了这些思想方法：从元素及化合物知识在周期表前后的不同编排顺序，到元素的原子结构、性质及其在周期表中位置之间的关系论证；从特殊到一般，从一般到特殊的研究思路；从结构到理论，从理论到结构的因果关系；从实验到理论，从理论到实验的实践论证等。在教学中，教师要围绕这些思想方法，进行归纳、概括、推广、迁移，使具体问题抽象化，抽象问题具体化，构成以元素周期律和周期表为中心的元素及化合物的知识网络，掌握以元素族、周期为线索的一般规律和特殊规律。如选修三“物质结构与性质”中的原子结构与性质，教师就可用元素周期律知识来引导学生学习。这个过程不能靠填鸭式地灌输，只能靠学生在教师的引导、指导、辅导下，自己深入知识情景，独立思考完成。也只有这样，学生的思维品质才能全面提高。

六、实验与实践的思想

实验与实践是激发学生学习兴趣，使其获得、探索并验证知识的重要手段。教师要尽可能多角度地发掘并培养学生丰富的化学实验思想。

1.通过实验研究物质、分析问题的思想。在教材中，很多物质的性质都是以实验导入的，具体、生动、直观。然后，教材会对微观结构理论做因果分析，形成理论与实践并行的风格。这样既降低了知识难度，又激发了学生对科学研究的向往。特别是新教材中设置了很多诸如科学探究、学与问、思考与交流等实践活动，给学生提供了很多涉及社会、生活、环境等方面的知识和实践经验，使学生认识到化学就在身边，只要认真选材，自己就能通过一定程序研究物质。这无疑是研究物质的主要手段和思想。

2.物质制备的整体思想，即原理—装置—净化—收集—吸收—实验的一整套思想。学生不仅要熟知每一重要物质的制备理论、所用仪器、连接顺序，而且要理解其设计依据，并熟练应用于其他实验设计中去，充分运用创新的精神和思想。

培养学生的化学学科思想就是要在上述几个重要方面培养学生的基础思想方法，建构基本思维模型，从而为其深入学好化学打下基础，为思维的开发和创新奠定基石。化学学科思想也就是本学科的基本科学素养，有待教育工作者继续深入探讨。