浅谈初中化学教学中学生科学的思维方式的养成

陆卫娟

（江苏省常州市正衡中学 江苏常州 213000）

浅谈初中化学教学中学生科学的思维方式的养成

陆卫娟

（江苏省常州市正衡中学 江苏常州 213000）

权威发布的中国学生发展核心素养，总体框架分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面。综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养，具体细化为国家认同等十八个基本要点。

一、科学精神的根本是科学的思维方式

六大素养之一的科学精神主要是指学生在学习、理解、运用科学知识和技能等方面所形成的价值标准、思维方式和行为表现。具体包括理性思维、批判质疑、勇于探究等基本要点。笔者认为科学精神的根本是科学的思维方式或者说是科学的认知方式。笔者在一线教学，经历了新课程改革的实施和深化过程。新课改以来，课堂教学发生了巨大的改变，九年级的大部分学生在行为表现上能进行基本的科学探究，思想上一些学生更能独立思考，不人云亦云，具有一定的批判质疑精神即审辩性思维。但是在思维方式上，很多学生不能理清事实依据和结论之间的逻辑关系，比如在解决具体问题的时候，要么不能提炼出问题中的事实依据，要么提炼出事实依据后却不能利用理性的逻辑思维分析推理出结论。

九年级学生逻辑思维表现是由客观的人的思维发展规律决定的。发展心理学研究表明，少年的抽象逻辑思维开始占主导地位，他们已经能够理解一般的抽象概念，但这一时期的抽象逻辑思维在很大程度上还属于“经验型”，即抽象逻辑思维需要感性经验的支持，思维中的具体形象成分仍起重要作用。所以要培养学生的思维能力，提升其思维品质。

二、初中化学教学可以培养学生的科学的思维能力

思维心理学认为思维能力是需要训练的。原因就在于自然学会的思维有一些弱点：受刺激本身的束缚、思维有定势、受记忆容量的束缚、受到眼前利益的诱惑（不愿动脑子）。思维心理学还认为思维能力是可以训练的。训练的方法有：逻辑学是对思维技能本身的训练；另外就是在学科教学中进行的训练

核心素养具体在课程标准中落实。《全日制义务教育化学课程标准》中课程目标“过程与方法”就明确要求“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”，“能用变化与联系的观点分析化学现象，解决一些简单的化学问题”，这些就是培养思维能力的要求。

三、循序渐进训练提升学生科学的思维品质

学生思维品质的提升不是一蹴而就的，需要教师引导，循序渐进提升。以比较的思维方法养成为例：

1．比较思维方法的“孕育”

课例：金属的性质

[学生活动]归纳金属常见的化学性质：（1）与氧气反应；（2）与酸反应；（3）与金属化合物溶液反应。

[提问] 其实大多数金属都能与氧气发生反应，但现象剧烈程度不同、反应条件不同。如铜丝在空气中加热与镁带在空气中燃烧现象不同，请问通过这一比较，你可以得到什么结论？

[学生回答]镁比铜活泼。

[追问]（1）镁带在空气中燃烧有耀眼白光与铝箔在空气中加热表面变暗失去金属光泽，这一现象比较能否说明镁的金属活动性比铝强？（2）铁丝在氧气中剧烈燃烧火星四射与铝箔在空气中加热表面变暗失去金属光泽，这一现象比较能否说明铁的金属活动性比铝强？

[学生回答]：镁燃烧的现象比铝剧烈可以说明镁的金属活动性比铝强，但铁燃烧的现象比铝剧烈可以，却不能说明铁的金属活动性比铝强。因为铁是在氧气中燃烧，而铝是在空气中燃烧，两者不具有可比性。

[追问]那么我们如何进行比较才具有合理性？

[学生回答]必须控制其它条件相同，这样进行的比较才有意义。

课例分析：学生利用金属与氧气的反应现象来比较金属活动性在其潜意识中就已经存在，但学生缺乏科学比较的方法，通过这一环节复习，使其感受设计对比实验的基本思维模式，学生开始有意识运用“比较”的思维方法。

2．比较思维模式的强化

[教师活动]其实对比实验在第五章的学习中不仅在金属与氧气的反应中可以体现，在金属与酸的反应中也可以体现。（展示图片：Mg、Zn、Fe、Cu四种金属与稀硫酸反应。）

提问：要想得出金属活动性Mg＞Zn＞Fe＞Cu这一结论，实验中要有哪些条件需要控制？

[学生回答]生1：需要让这四种金属反应时温度相同。生2：与四种金属反应的稀硫酸浓度要相同。 生3：金属最好形状一样。

[过渡]“对比”的方法在金属与金属化合物溶液反应中还能体现吗？（展示图片：曾青得铁化为铜。）这一反应说明了置换反应有何规律？（提示：铁的活动性比铜强）

[学生回答]活泼金属可以置换出不活泼金属

[追问]那你们能不能将Mg、Zn、Fe、Cu、H的活动性进行排序呢？

[学生回答] 因为Mg、Zn、Fe能与稀硫酸反应，置换出H2，而Cu不能与稀硫酸反应置换出H2，所以排序为：Mg＞Zn＞Fe＞H＞Cu。

[巩固练习] 判断下列反应能否发生：Zn和CuSO4溶液、Cu和MgSO4溶液、Fe和Zn（NO3）2溶液。

课例分析：无论是金属与氧气的反应比较，还是金属与酸反应现象的科学对比，在这些知识的复习中，不断渗透比较这一思维方法的训练，使学生的有意识运用“比较思维”得到强化。

3．比较思维意识的提升

[过渡]以上主要总结了金属单质的物理性质与化学性质，但这些金属单质如何制得？

[学生回答]通过冶炼制得。

[教师活动]讲解：1、人们通常利用CO、H2等还原剂与金属氧化物反应制备金属单质。如：铁就是利用焦炭、铁矿石、石灰石三者在高炉里高温冶炼制得。

[学生活动]写出CO+Fe2O3、H2+CuO的反应方程式，并写出反应类型。

[教师活动] 播放视频：氢气还原氧化铜。提问：这个实验与书中的CO与Fe2O3的实验在实验装置有何不同？为什么会不同?比较两个实验示意图：

图1：CO还原Fe2O3实验装置

图2：H2还原CuO实验装置

[学生回答]生1：CO还原Fe2O3实验装置有尾气处理装置，而H2还原CuO实验装置没有尾气处理装置，因为CO有毒，H2无毒。

生2：CO还原Fe2O3实验装置玻璃管是横放的，而H2还原CuO实验装置是管口略向下倾斜放置，因为这个反应有水生成，管口略向下倾斜放置可防止试管炸裂。

[教师提问]这两个实验在实验操作上有何相同点吗？为什么相同？

[学生回答]生1：两个实验都需要先通气，再加热。因为CO、H2都有可燃性，防止发生爆炸。生2：实验结束时都是先停止加热，待固体冷却后，再停止通气体。这是因为防止高温金属暴露在空气中被氧化。

课例分析:学生主动比较，细心对比。不仅在比较中发现不同点，更为可贵的是在比较发现不同事物的共同点。通过这一教学环节的设计，不断提升学生比较思维的品质，使学生的思维更具有逻辑性与深刻性，体会到化学思维中的辩证统一性。

[1]《心理学教程》（南京师范大学出版社 郭亨杰主编）

[2]《普通逻辑学原理》（高等教育出版社 吴家国主编）

[3]《思维心理学》（华东大学出版社 邵志芳主编）

[4]《全日制义务教育化学课程标准》（北京师范大学出版社）

[5]《美国国家科学教育标准》