中学生化学逻辑思维障碍的形成及矫正策略

顾海东

（启东市汇龙中学 江苏 启东 226200）

思维是人脑对客观事物的概括和间接反应。它包括形象思维、逻辑思维和顿悟思维。逻辑思维是思维的高级形式，是指人们在认知过程中借助于概念、判断、推理反映现实的思维形式。它以抽象性为特征，撇开具体形象，揭示事物的本质属性。中学生的逻辑思维正处于由经验型向理论型发展的阶段，思维品质不够健全，在学习化学的过程中，可能由于概念掌握偏失，表象缺乏或干扰，生活经验匮乏，数学工具掌握不够等原因，引起思维联想困难、思维逻辑紊乱、推理建模不当，从而在逻辑思维中产生各种学习障碍。

一、中学生化学逻辑思维障碍的形成原因

1．由概念引发的逻辑思维障碍

（1）化学概念的内涵和外延模糊

化学概念是人们对物质及其化学现象本质属性的认识，掌握化学概念不仅是发展智能的核心，也是解决化学问题和进行化学创造活动的基础。化学概念中反映概念本质属性的称为概念的内涵，概念所包含的对象称为概念的外延。中学生在学习概念过程中，往往对概念的内涵理解不够，在运用概念时，扩大或缩小概念的外延，造成逻辑思维的障碍。如“电解质”这一概念，其内涵是在水溶液或熔融状态下 “能自身电离出自由移动的阴、阳离子”，这是一切电解质所具有的本质属性，电解质的外延是指所有电解质本身及研究的范畴 （化合物）和研究的条件 （水溶液或熔融状态下）。这样就可以把“能导电的单质（如铜、铁等）”、“溶于水并与水反应生成另一化合物（如NO2、SO2等）”等干扰概念理解的种种因素摈弃。

（2）相近化学概念引发的混淆

中学化学概念较多，有些概念意义相近，学生在学习时，由于对它们的认识比较肤浅，加上受理解能力的限制，往往难以区分，在解决具体问题时容易出错。如“组成”与“构成”，“组成”用于从宏观角度来说明物质，“构成”用于从微观角度来说明粒子。如水是由氢元素和氧元素组成（宏观），一个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成（微观）。类似的还有“溶解性”与“溶解度”、“酸溶液”与“酸性溶液”、“氧化性酸”与“酸的氧化性”、“物质的量”与“物质的质量”、“电解”与“电离”等等，如果学生对这些概念理解不透、区分不清，就容易将它们之间的关系简单化，甚至划上等号。

2．由表象引发的逻辑思维障碍

（1）表象缺失，逻辑思维成无源之水

表象是指经过感知的客观事物在头脑中再现的形象。人的思维不仅要借助于概念来进行，也要借助于表象来进行。如果学生对一定条件下的化学现象和过程，在头脑中没有建立起正确的化学表象，不会利用化学表象进行逻辑思考，就难以把实验现象、理论知识有机地联系起来，也就难以正确地进行分析、判断、推理、归纳，从而形成逻辑思维障碍。例如在学习阿伏加德罗定律推论时，学生实际上已经有了“气体摩尔体积”的有关知识，但由于学生不能把“气体摩尔体积”的表象迁移到阿伏加德罗定律上来，所以学生还是不能有效地形成逻辑思维，得不出有关的推论。

（2）表象纷扰，逻辑思维成混乱状态

人的短时记忆的容量是有限的，输入信息太多容易造成信息超载。信息超载会导致知识表象间的相互干扰，甚至会导致学习活动的中止，从而引起逻辑思维障碍。例如在学习分子的立体结构时，学生往往对价层电子对互斥模型预测的分子立体结构和杂化轨道理论所解释的分子立体结构产生混淆，如果这时再补充较多的分子立体结构，往往使学生已经形成的表象之间产生干扰，出现思维紊乱，从而对这两种经典的理论产生逻辑思维障碍。

3．由数学工具引发的逻辑思维障碍

（1）不能灵活运用数学知识

将化学问题抽象成数学问题，利用数学工具，通过计算和推理解决化学问题，是思维的一种飞跃。部分学生由于数学知识缺乏，遇到化学问题不能灵活运用数学知识，造成逻辑思维障碍。例如1997年高考化学的最后一题，是对C60研究成果的考查。题目给出了C60的结构示意图和欧拉定理。如果学生不能将立体几何图形和物质结构模型联系起来，不能将化学概念抽象成数学问题，然后用数学工具（运算公式已经给出）解决问题，就会造成逻辑思维障碍，不能顺利解决问题。实际上碳原子数就是 “顶点数”，五边形和六边形的总数就是 “面数”，而化学键数（包括单、双键）就是“棱边数”。

（2）不能建立合理思维模型

在分析、研究和解决化学问题时，往往需要把现实世界中的实际问题加以提炼、抽象为模型，并用模型来解决实际问题。中学生在研究、解决问题时，往往不能把实际问题加以简化、抽象、概括，建立相应的数学模型，将抽象问题直观化、形象化，因而引发逻辑思维障碍。例如在学习氯化钠晶体结构时，学生如果不能在头脑中建立氯化钠晶胞的模型，不能确定晶胞的1／8结构模型，那么就很难完成以下几个问题：①一个Na＋周围与几个Cl－相互作用？②每个Na＋周围与它最接近且距离相等的Na＋有几个？③与每个Na＋距离相等且最近的几个Cl－所围成的空间几何模型是怎样的？④氯化钠的化学式是如何确定的？

二、逻辑思维障碍的矫正策略

列宁曾说过：“从生动的直观到抽象的思维，并从抽象的思维到实践，这就是认识真理、认识客观存在的辩证的途径”。这就需要教师在传授化学专业知识的同时，必须重视抽象思维能力的培养。针对抽象思维障碍的成因，我们可以从以下几个方面入手。

1．把握概念本质，夯实概念之基

（1）准确表述内涵，清晰界定外延

化学概念的内涵是对一切外延特征的概括，而外延是内涵表述的具体化，因此教师在引导学生掌握化学概念的时候，对化学概念必须在内涵表述上做到精准，外延界定上必须清晰、无误。在教学中可以让学生进行分析、讨论，发挥抽象思维的能动性；让学生展开充分的“辩”与“析”，弄清概念的来龙去脉；通过讲练结合，巩固和加深对概念的理解。例如催化剂的内涵是“能改变其他物质的反应速率而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变”，其外延是“能加快或减慢其他物质的化学反应速率，并且在反应中可能参与了反应”。

（2）深化发展概念，形成概念系统

人的思想是由现象到本质、由肤浅到深刻，不断地深化以至于无穷。中学许多的化学概念也经历了不断发展、逐步深化的过程。例如“氧化”、“还原”的概念，初中阶段是从“得氧”、“失氧”开始认识的，着重强调这两个概念的对立性，继而又以CO还原CuO为实例说明了氧化反应、还原反应的统一性，充实了概念的内涵。到了高中阶段，又从化合价的升降引入到电子得失，特别是学习了物质结构理论后，从电子发生转移的微观角度去揭示反应的本质，从而使氧化还原反应及其相关概念的定义趋于完善，形成了完整的氧化还原反应的概念。

2．构筑表象与本质之间的桥梁

表象是事物内在性质的反映。相同的性质常表现出相似的现象，但相似的现象不一定反映出相同的本质。因此，有必要在表象与本质之间构筑起联系的桥梁。

（1）勤动手，促思考

对于一些逻辑思维要求高的问题，学生往往缺少知识表象，缺乏从形象思维到逻辑思维的过渡，这就需要师生借助于黑板、草稿，根据题意画出草图，以利于学生从形象思维到逻辑思维的过渡。例如有关工业流程题，学生可以根据题目中的有关信息，对流程图中的缺项、物质的化学式、涉及的操作、化学原理等逐一标出，这样有利于学生进一步思考。又如某些计算题，学生可以根据题意，画出简图，把直观的数据、生成物、剩余物一一列出，这样就为学生的逻辑思维铺设了一个简单而易懂的平台，有效地消除了学生的逻辑思维障碍。

（2）多媒体辅助教学

借助多媒体把抽象的化学知识形象化、动态化、宏观化，使之具有更强的教育性、观察性、活泼性和能动性，大大减少学生逻辑思维的障碍，提高了学习效率。在《物质结构》的教学中，许多知识都可以用计算机来辅助教学，传统的教学模型很难激起学生的好奇心，且易造成概念模糊，使用多媒体辅助教学，可使学生理解透彻、掌握准确、印象深刻、记忆牢固，强化了学生的逻辑思维能力。

3．强化数学知识，进行合理建模

（1）加强数学知识学习，积极利用数学工具解决化学问题

化学教学要达到的目标之一是以“化学知识和技能为载体，将化学问题抽象为数学问题，利用数学工具，解决化学问题”。数学作为一种研究问题的工具，许多同学并未真正认识到它的实用价值，低估了数学方法对于解决实际问题的重要作用。其实，许多化学的理论、规律、计算等问题若能灵活而有效地借助数学方法去剖析、推演，往往会有意外的收获。

例如：以1H、2H、3H和16O、18O构成的水分子有多少种？

解析：一个水分子需要2个氢原子和1个氧原子构成，所以氢原子的种数为＋3＝6，再结合氧原子＝2，最后得出可形成水分子的种数为6×2＝12种。

这只一个是排列组合知识在化学中的运用，实际上很多的数学知识，都是解决化学问题的有力工具。晶体结构计算中常用到立体几何的知识，有机化合物通式的确定经常用到等差数列的知识，pH的计算要用到指数、对数的知识，一系列有机物含碳量的计算常用到极值的知识。将抽象的化学问题转变为具体的数学问题，是减少学生逻辑思维障碍的又一重要法宝。

（2）挖掘思维潜能，进行合理建模

建模就是构建认识问题和解决问题的思想模型，是一种理想化的思维形态，是一种科学思维方法的简约化。这就要求学生在认识问题、解决问题的过程中，借助原有的基础知识，提取、理解、加工新情境下的信息，提出解决问题的方案、策略，建立一个直观可感又能很好反映事物本质的模型。建模的基本过程通常为：

例如：ag H2在氧气中充分燃烧后，再通过足量过氧化钠，固体质量增加了多少？ag CO在氧气中充分燃烧后，再通过足量的过氧化钠，固体质量增加了多少呢？通过归纳、抽象后，可以得出如下式子：

因此固体质量的增加为H2或CO的质量，进一步归纳抽象，可以获得计算模型，凡是符合（CO）n·（H2）m构型的化学式，在氧气中完全燃烧，产物通过足量Na2O2固体并完全反应，固体增加的质量，即为该物质的质量。如：CH2O、C2H4O2、C6H12O6等。

造成逻辑思维障碍的原因和校正策略还有很多，在平时的教学中，教师要针对学生不合理的思维方式加强有针对性的矫正，帮助学生练好思维基本功，及时排除学生存在的各种思维障碍，分析研究学生学习化学的心理特征和思维规律，培养学生良好的思维品质，提高学生分析问题和解决问题的能力。

［1］ 皮连生．智育心理学［M］．北京：人民教育出版社，2008：192－256

［2］ 龙凌．构筑表象与本质之间的桥梁［J］．湖南工业职业技术学院学报，2001，（2）：62－65

［3］ 张克龙．建模思想在高三化学复习中的应用［J］．中学化学教学参考，2005，（4）：33－34