积极开发和培养学生的科学思维能力

陈赟俊

[摘   要]科学思维能力是学生在学习、思考、探究和实践过程中必备的能力，它是思考过程的核心，不仅能促进学生认识知识、理解知识、掌握本质，还能辅助学生培养创新意识和实践能力。因此，积极开发和培养学生的科学思维能力逐渐成为教学关注的重点。

[关键词]科学思维能力;高中化学;教学目标

[中图分类号]   G633.8        [文献标识码]   A        [文章编号]   1674-6058（2018）35-0064-02

在过去的教学体系中，教师作为课堂的中心，承担着传授知识的重要作用，但随着时代的进步和教育理念的变革，课堂的教学结构逐渐从以教师为中心向以学生为中心转变。将学生作为教学的中心，不仅有利于发挥学生学习的主动性，还能使教师的教学重心从知识的灌输转移到独立思考能力的培养上。高中化学作为一门理论与实践密切结合的学科，不仅需要学生掌握大量的理论知识，还需要学生了解和掌握许多认识化学、理解化学的方法。为了提高学生的学习效率，教师在教学过程中应积极开发和培养学生的科学思维能力，促进他们开动脑筋，启发他们的思维，从而使他们在学习过程中发挥更多的主体性，收获更多的知识和能力。本文结合具体案例提出三种开发和培养学生科学思维能力的策略，以期为同行提供教学参考。

一、引导学生预习，激发他们进行思考

预习是教学中思考的起点。学生在预习过程中，不仅可以大概了解即将开始学习的知识，还会产生许多疑问，这为之后的课堂学习打下了基础。有了疑问，学生在课堂学习中就会带着问题主动思考，这种目的性很强的学习能够提高学生参与课堂的积极性，使他们的思维更活跃，学习效率更高。但在学生预习的过程中，教师要给予一定的引导，使他们了解预习的重点和方法。常见的引导方法有以下三种：

一是从化学概念本身出发进行研究。每一章内容都有它所要研究的中心，即新的化学概念。学生在预习过程中，应尽量以新的化学概念为主，并从中抽取关键词进行理解，从而产生对这个概念的认识和疑问。

二是从各个化学知识的联系出发进行思考。各个化学概念之间是存在联系的，如氧化还原反应与电解反应等，学生在预习的过程中可以多从这些联系入手，从各知识的关联中掌握整体性化学知识，并产生一系列关于化学概念以及化学反应的疑问。

三是从实验的角度出发进行探究。实验是高中化学不可缺少的一部分，它具有直观性和实践性等特点。在实验中，学生不仅可以看到化学反应的全过程，还能结合实验现象加深对化学原理的理解，并对某些现象产生疑问。例如，铜为什么会在反应中变色？水为什么可以作为一种电解质？

在上述教学过程中，教师从化学概念本身的性质、各个化学知识点之间的联系以及实验探究这三个方面入手引导学生展开预习，提高预习的效果。通过对课本知识进行预习，学生不仅可以大致了解即将学习的教材内容，还能在预习过程中产生大量有关化学知识的疑问，为之后的学习做好准备。

二、设置问题情境，提高学生思考的积极性

思考应该是全面的，不仅包括思考的广度，还包括思考的深度和多样性。但由于高中生的年龄和知识储备有限，不能洞察事物的本质，掌握事物的各个方面，所以教师在教学过程中就要进行多方面的引导，通过设置具体的问题情境，围绕一个概念的多个方面和多个层次提出多个问题，引导学生进行思考和探讨，从而加深学生对这一概念的印象，并使他们思考的水平有所提升，即从简单思考上升到复杂思考，或者从单方面思考上升到多方面思考。

例如，在教学《影响化学反应速率的因素》一课时，教师先请学生认真阅读教材中关于高锰酸钾的实验过程，这是一个对照实验，通过加入不同浓度的草酸观察化学反应速率的快慢。在学生阅读的过程中，教师设计以下几个问题：（1）加入草酸的量为什么要设置成2毫升？（2）为什么实验采用的是高锰酸钾酸性溶液？（3）为什么褪色时间越短，就证明化学反应速率越快呢？（4）溶液褪色前是什么颜色？褪色后变成了什么颜色？解决完这些问题后，再请学生思考：如果由你来进行实验，你会采用什么样的材料和器材？会碰到什么样的困难？会看到什么样的实验结果？会如何记录溶液的褪色时间？从溶液开始褪色就开始记录，还是等溶液全部褪色完成后再记录呢？你觉得目前的实验有什么不足的地方？你会如何改进呢？

在上述教学过程中，教师让学生带着问题阅读实验过程，阅读完成后再让学生思考实验过程中可能会遇到的新问题，最终使学生加深对该实验各个方面的理解。设置问题情境，不仅是为了引导学生的思维向正确的方向发展，更是为了使学生的思维进一步细化和深化，从而使他们能够在学习中获得更多的知识和方法。

三、利用化学实验，调动学生主动思考

化学实验是化学教学的重要组成部分。在实验过程中，学生不仅能够观察到化学现象，还能将这些现象转为深刻的理解，从而提高自身的化学水平。因此，化学实验不仅能够锻炼学生的观察能力和实践能力，还能够通过观察、思考和实践的相互作用、相互影响，使学生的科学思维能力获得提升。

例如，在探究电化学腐蚀实验时，先以“钢铁在潮湿空气中生锈”这一生活现象为案例进行模仿实验。潮湿的空气会使钢铁表面形成一层电解质溶液的薄膜，然后这层薄膜会跟钢铁里的铁和碳构成原电池：铁是负极，碳是正极，发生氧化还原反应。此时观察到钢铁表面会不断产生氢气;当钢铁表面溶入一定的氧气后，钢铁表面吸附的水膜又会与氧气进行反应，从而生成铁锈，附着在钢铁表面。根据这些现象，启发学生思考钢铁的腐蚀变化;思考氢气产生的反应;思考氧气与水膜作用的结果;思考酸性和碱性的溶液问题;思考铁锈的产生经过;思考实验的合理性;思考金属为什么不能暴露在潮湿的空气中;思考避免钢铁腐蚀的方法;思考除去鋼铁表面生锈部分的途径。最终，让学生根据反应前后的现象和酸碱度，得出钢铁生锈的实质。学生在思考过程中不断加深对于电化学反应的本质认识，从而得到关于实验的本质认识。

在上述教学过程中，教师以“钢铁生锈”这一实验现象为例，通过让学生观察实验过程，从而使他们对实验现象加深了解，并在教师的不断引导下掌握实验的本质。教师利用化学实验的多样性、生动性和直接性，使学生的感性认识上升到理性认识，将思考深化至反应的本质层面，而不是停留在实验现象这一表层，从而使学生在观察实验的过程中真正提高自身的化学水平和思维能力。

综上可知，科学思维能力是一种重要的思维品质，它指的是在思考过程中不断发展自身的认识，将感性认识上升到理性认识，将简单思考上升到复杂思考，将认识现象上升到掌握本质。在高中化学学习中，这种思维能够帮助学生提高学习的积极性和主体性，因此教师应当积极开发和培养学生的科学思维能力，使他们在思考和探究过程中真正掌握科学的思维方法，并将其用于学习，从而提高学习效率和知识水平。

（责任编辑 罗 艳）