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初中化学教学中学生逆向思维培养策略探讨

2024-10-09田京国

基础教育论坛·上旬 2024年9期

摘 要:逆向思维是课程改革背景下的一项重要培养内容,其重要性越发突出。文章基于逆向思维培养价值的具体维度,运用经验总结法、文献研究法等方法,提出教师可以通过创设情境、巧设问题、自主实践、剖析例题等方式组织初中化学教学,落实逆向思维培养。

关键词:初中化学;逆向思维;培养策略

逆向思维也叫求异思维,是颠倒常规思维方向,从对立的方向去寻找解决问题办法的思维,具有普适性、批判性和新颖性等特点。教师利用有效的教学手段培养学生的逆向思维,能使其提高问题解决效率,突破思维定式,从已知事物的相反方向进行思考,形成新的问题解决思路,从而顺利解决问题,积累丰富的学习经验,起到促进学生能力发展、提高学习效率的积极作用。因此,教师需要及时更新自身的教育理念,探索教学优化路径,帮助学生通过逆向思维训练夯实化学知识,发展学习能力,为后续参与高中阶段的化学学习奠定坚实基础。

一、初中化学教学中学生逆向思维培养价值

1. 发展思维的深刻性

深刻性是良好思维品质的基础,表现为对化学问题的深入思考,要求学生基于化学概念和知识的本质规律认真分析、深刻理解化学问题,灵活、正确地解决问题。培养学生的逆向思维不仅是引导他们从另一个角度分析问题,而且要在这个过程中激发学生的创造性思维,提升学生思考问题的深刻性,为学生综合素养的提升打下坚实基础。在化学教学中培养学生的逆向思维,有助于其深刻理解化学问题。例如,在化学反应中,学生要依据已知的反应物和生成物来推断反应的化学方程式,这就需要学生具备逆向思维的能力,从已知信息中推断出未知信息。又如,酸碱指示剂是一种能够根据溶液的pH值变化颜色的物质,可以通过观察它的颜色来判断溶液的酸碱性,这就需要学生进行逆向思考,根据颜色变化来判断溶液的pH值。这样利用逆向思维解决问题,可以帮助学生提高解题效率,促进思维能力发展。

2. 增强思维的灵活性

正向思维是指沿着人们的习惯性思考路线去思考,逆向思维则是驱使人们向事物的相反方向进行思考。帮助学生准确把握化学概念知识的因果关系,形成活学活用、学以致用的辩证思想,是培养学生逆向思维的目的。在化学学习中,逆向思维可以帮助学生更好地理解和掌握化学概念。例如,当学生学习化学反应时,通常会从正向反应的角度来理解反应机理,即反应物通过化学反应生成产物。但是,如果教师能引导学生尝试从逆向思维的角度来考虑,即从产物出发,思考它是如何通过化学反应生成的,就可以帮助学生深入地理解化学反应的本质和过程。由此,教师利用逆向思维培养手段,指导学生从事物的相反方向思考问题,帮助其在探究中发现规律,灵活地依据学科定理解决问题。

3. 提高整体教学质量

就当前情况分析,初中化学教学质量难以提高的原因之一是学生缺少自主探究的动力,对机械化讲授方式存在抵触心理。心理学研究表明,相较于沉闷压抑的课堂,学生在活跃的环境下思维与智力的发展都有显著提升。逆向思维是指打破常规思维模式的限制,从相反的角度思考问题,与惯性思维相比具有创造性和发散性的特点。在逆向思维培养的课堂中,学生在教师的指导下尝试从相反的角度思考问题,探索和研究具体的化学现象,并结合现有的知识基础提出质疑,表达内心真实的想法,从全新的角度深化对理论知识的理解,促进思维的灵活发展,充分感受化学学习的趣味性,并在学习过程中遇到相同类型的习题时能够及时变通,通过成功解决问题获取积极的学习体验。这种更能凸显学生主体学习地位的教学方式,可以提升学生参与学习活动的热情,提高整体教学质量。

二、初中化学教学中学生逆向思维培养策略

在素质教育中,逆向思维的培养十分重要,它对学生思维、能力的培养具有积极且长远的作用。因此,教师需要及时更新教育理念,梳理逆向思维的培养方法,让学生在批判和反思的过程中完善知识体系。下面结合教学实践经验,对逆向思维培养的具体方法进行总结,以供广大教师参考借鉴。

1. 创设教学情境,奠定逆向思维培养基础

在传统教学中,教师习惯直接导入学习知识,并未关注学生对学科知识的探究热情和学习情况,导致教学质量难以提高。在初中化学教学中,个体发展程度会受到教育和环境的影响,为保障逆向思维的培养质量,需要关注环境的育人价值。针对初中生思维灵活、容易被新鲜事物吸引的特点,教师可以借助现代信息技术手段,结合教学内容创设直观、立体的情境,引发学生对情境现象的思考,激发学生产生情感共鸣,为其参与初中化学探究提供充足动力。

例如,在教学鲁教版《义务教育教科书·化学(五·四学制)》(以下统称“教材”)八年级全一册“燃烧与灭火”时,学生需要掌握燃烧的条件和灭火的原理,从化学反应角度联系生活经验,将学科知识与生活有机联系起来,树立正确的安全用火意识。在这一知识点中,破坏燃烧的三个条件是指燃烧所需的三个条件,即氧气、燃料和着火点。运用逆向思维能帮助学生更好地理解和应用化学知识。从逆向思考的角度来看,如果想要破坏燃烧,破坏这三个条件中的任意一个或多个即可。因此,学生需要逆向思考,从破坏燃烧的目的出发,推断出需要破坏哪些条件。教师可以创设以下情境让学生思考:火灾的发生会给人们的生命财产带来巨大损失,尽量避免火灾的发生或在火灾发展初期及时控制并缩小火灾的范围或消灭明火十分重要。灭火器是重要的消防器材,不同种类的灭火器是怎样实现灭火的?在真实的情境下,依据“灭火器的灭火原理”这一问题,学生需要逆向思考,从燃烧现象出发,推断不同种类灭火器是怎样破坏燃烧的三个条件的。水型灭火器通过降低温度熄灭燃烧物,吸收热量,冷却降温到燃点以下而熄火;泡沫灭火器依靠二氧化碳泡沫进行灭火,隔断燃烧物与空气的接触,缺乏氧气的支持达到灭火的目的。此外,通过逆向思考,学生能打破固有的思维模式,寻找不同的解决方案或新颖的化学实验设计,还可以探索如何通过破坏燃烧的三个条件,发明出更加环保、高效的消防器材。这样不仅可以使学生在学习中充分感受化学知识的重要价值,还能帮助其在掌握学科知识的同时,增强安全意识,学会在生活中正确用火、灭火。

逆向思维的培养能驱动学生从现象倒推原理。教师依托生活情境作为导入素材,可以唤醒学生的生活经验,确保学生的逆向思维有落脚点,认识到逆向思考的优势。

2. 巧设思考问题,诱发学生逆向思考动机

有效提问能起到唤醒学生思维、驱动学生积极探究的作用。在培养学生逆向思维的过程中,教师可以结合教学资源设计有价值的思考问题,合理引发学生的认知冲突,帮助学生从不同角度分析问题,结合化学原理逆向推导现象的形成过程。这样,既能有效调动学生参与探究、分析、实践的积极性,又能提高教学活动质量,使学生在轻松、和谐的讨论氛围中积累经验、发展能力。

例如,在教学教材八年级全一册“大自然中的二氧化碳”时,运用逆向思维可以帮助学生理解二氧化碳的循环过程。通常我们了解到二氧化碳是由燃烧等反应产生的。在二氧化碳的循环中,教师需要设计问题,驱动学生参与逆向思考过程。可以从二氧化碳的生成出发,引导学生思考问题:二氧化碳是如何被消耗或转化的?学生可以通过逆向推导,理解二氧化碳是如何通过光合作用被植物吸收并转化为有机物,再经过呼吸等过程释放出来的。此外,逆向思维可以帮助学生分析二氧化碳循环对于地球生态系统和气候变化的影响。教师可以设计问题:从已知的二氧化碳含量持续升高导致的气候变化出发,如何通过改变二氧化碳循环来减缓气候变化的效果?建立学科知识与生活实际的连接,驱动学生利用逆向思维进行分析,可以通过增加植被覆盖、保护森林等措施,促进更多的二氧化碳被吸收和转化。通过这样的逆向思考,学生可以深入地理解二氧化碳循环的原理和影响,进而思考如何在实际生活中运用这些概念和方法来减少二氧化碳的排放,保护环境。逆向思维有助于培养学生的创新思维、问题解决能力和环保意识,提高他们的科学素养和综合能力。

培养学生的逆向思维,能驱动其从“反方向”对问题进行探究,教师通过问题设计帮助学生在思考、实践中深刻地认识到问题解决不仅可以从一个方面出发,还可以从不同角度对问题进行判断,经历了逆向思维的解题过程,学生将会逐渐感受到这种思维方式的便捷性,养成良好的思考习惯,发展逆向思维。

3. 加强自主实践,锻炼学生逆向思维能力

实验是化学学科的重要组成部分。随着素质教育的推进,在新中考、新高考中都有关于实验的内容,强调对学生实践能力的考查。对此,在培养学生逆向思维时,教师可以借助化学实验引领学生灵活运用逆向思维,指导学生观察实验变化,基于实验现象总结化学理论,深化对化学物质性质的了解,逐渐提高自身实践水平,达成教学目标。

例如,在教学教材九年级全一册“溶液的酸碱性”时,学生需要在本课的学习中了解在化学上识别溶液酸碱性的方法,通过自主探究的方式积累经验,了解酸碱指示剂在不同溶液中的颜色变化。逆向思维可以帮助学生从实验现象或已知的酸碱性出发,推导出物质的酸碱性。教师可以通过实验手段组织学生参与逆向思维训练,引导学生通过观察常见的物质对指示剂的颜色变化、金属活动性和酸碱反应等现象,逆向推导出这些物质的酸碱性;引导学生通过逆向思维,分析酸碱反应的反应物与产物之间的关系,通过观察实验现象、分析酸碱反应方程式、理解离子的行为特点,逆向推导出酸碱反应中盐和水的形成过程。逆向思维能够帮助学生理解酸碱反应的本质,以及反应物与产物之间的关系。在良好的实验活动氛围中,学生可以深刻理解酸和碱的定义、特征及化学反应中的酸碱中和等概念。

在自主实践中,学生的逆向思维将得到有效训练,其需要基于实验现象或已知性质剖析原理,经历实验探索过程,形成良好的物质观念,发展逆向思维的同时深刻认识实验是科学探究的重要形式和学习化学的重要途径。

4. 剖析经典例题,启迪学生逆向思维

在化学学习中,学生经常会遇到一些无法利用常规思维解决的问题,这些问题是难能可贵的逆向思维教学材料。在课堂中,教师要充分发挥自身的引导作用,结合教学内容为学生提供针对性的练习题,带领学生共同分析问题,学习运用逆向思维解决问题的方法,帮助学生掌握解题过程,了解逆向思维的形成过程,为学生运用化学知识解决实际问题打下理论基础。

例如,在教学教材八年级全一册“氧气”时,教师设计了这样一道题:为了让灯泡通电发热时消耗灯泡内的氧气,达到保护钨丝的目的,通常在白炽灯泡内的玻璃柱上涂上一层物质,该物质是( )。

(A)红磷 (B)高锰酸钾

(C)二氧化锰 (D)氯酸钾

教师可以指导学生运用逆向思维,从答案出发逆推问题。这四种物质中除了红磷之外,高锰酸钾、二氧化锰、氯酸钾全是用来制取氧气的,而红磷是可以在空气中进行燃烧产生大量白烟的物质,故此题选择选项A。此外,教师还可以引入更多的实际应用背景,解释白炽灯泡内的涂层是红磷,不仅是因为红磷可以消耗内部的氧气,还因为红磷的燃烧可以防止灯泡内部的钨丝氧化,这样可以让学生深入理解这一问题的实质和解决方法。类似地,教师可以按照此种形式为学生设置相关练习,帮助学生在指导与讲解下,意识到当在解题中无法通过常规思维获取答案时,可以通过逆向思维的方式倒推问题,由答案入手进行思考,降低问题求解难度。

例题训练能帮助学生锻炼逆向思维,在长期培养中使学生通过不同题型练习把握逆向思考问题的方法,有效提高学生的问题解决能力,形成适应终身发展的逆向思维。

综上所述,培养学生的逆向思维可以提高初中化学教学质量,帮助学生通过学习形成适应社会发展的必备品格和关键能力。在具体实践中,教师要密切关注逆向思维的形成过程,确保问题设计的合理性,兼顾不同学生的学习能力,设计难易程度不同的问题,保障学生在思考的过程中发散思维的广度与深度,使零散的知识系统化。同时,教师要充分结合学生的生活经验、思维能力等要素,合理选择适应学生的生活内容作为情境素材,避免脱离实际的材料给学生造成学习压力。这样,通过有效的教学策略设计可以保障学生以积极、主动的状态参与课堂活动,建立完整的化学知识结构,逐步提高自身的逆向思维能力,为后续的化学学习奠定坚实基础。

参考文献:

[1]陆丽娜. 初中化学教学中学生逆向思维的培养[J]. 数理化解题研究,2021(29):85-86.

[2]董风丽. 初中化学教学中学生逆向思维培养策略探讨[J]. 亚太教育,2022(17):127-129.

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[4]彭丽菊. 初中化学教学中逆向思维能力培养策略探寻[J]. 学周刊,2024(2):82-84.