思維---人腦對客觀事物間接和概括的反映,它包括分析、綜合、比較、概括、歸納、演繹、推理等能力[1],這種綜合思維能力的培養,就要求教師在概念和原理的教學中,通過師生對物質及其變化規律的討論,分析比較、概括而得出;同時運用歸納和演繹的方法來認識物質及其變化規律。我們都知道思維能力是因人而異的,一百個人有一百種想法,每個人的思維過程是獨特的,別人可以誘導而不能替代,只有在大量的實踐之中才能夠得以提高。即加強課堂教學中的學生主體參與訓練,以達到思維能力訓練的目標。
在物理化學教學中培養學生思維能力主要從以下幾個方面入手。
一、精于設計問題,激疑思考
在知識的海洋中疑是思之源,無問則無思,思維始于問題的產生和解決過程之中。在課堂教學中,教師應該根據教學內容精于設計地提出具有一定質疑性或啟發性問題,創設良好的教學氛圍,激發學生產生疑問積極思考,經過思考、分析比較來解決問題理解知識。例如:在講授自由能判據時強調的是反應向小于零的方向進行,而前面在熵判據的學習時則強調的是反應向大于零的方向進行是否矛盾?問題的提出一下調動起學生的思維積極性,通過展開討論使問題得以解決。這里要說明的是教師在設置問題之始要熟讀教材、分析教材,抓住教材的重點、難點和關鍵,根據重難點設置分化點,精設每一個問題,使問題呈梯度,按知識的邏輯順序,由此及彼,由表及里,由易到難,由簡到繁,使學生連續思索,動力持久,有效地調動每個學生的思維積極性,以求良效。
二、思維能力訓練方式
之所以人們在科學研究時的手段不同主要是思維方法的不同。重大的科學史實證明,沒有正確的思維往往就沒有科學上的新發現。門捷列夫的元素周期表建立在分類法和歸納法的思維基礎上;微觀結構的發現建立在模型方法的思維基礎上,維納的控制論、愛因斯坦的相對論則是建立在類比和模擬法、理想實驗方法和演繹法的思維基礎上[2].因此,掌握了辯證的思維方法,并實際運用于認識和實踐之中,就能使我們的主體思維能力發生巨變。
(一)比較分析能力訓練
概念多是物理化學教學的特點,概念之間的相互聯系以及差異性是進行分析比較鞏固知識和加強記憶的良方。如:功和熱、體系與環境、理想溶液與非理想溶液、拉烏爾定律與亨利定律等方面進行比較分析,師生通過討論發現各自的特點,從而把握概念的內涵和外延,達到熟練運用。作為教師在對概念的內涵的教學中注意抓住哪些易模糊或經常存在錯誤的認識概念,加以訓練分析產生的原因,將錯誤扼殺在伊始。
(二)抽象概括能力訓練
抽象是從許多事物中,舍棄個別的、非本質的屬性,抽出共同的、本質的屬性,是形成概念的必要手段。概括則是把事物的共同特點歸結在一起。例如在學習《表面與膠體》時,經常做實驗對比,該對比實驗常選擇典型的膠體 Fe(OH)3,即在上課之前制得的該膠體(放置一段時間的)拿來和課堂上新制的該膠體進行對比提出膠體的穩定性是由哪些因素影響和控制的?新制的膠體和久置的膠體形態上有什么不同?等問題的討論,在閱讀教材和教師的課件展示播放 Fe(OH)3膠體的制備、凈化和電泳現象,同學們很快得出結論,膠體的穩定在于,首先膠體微粒帶電,即膠體由于表面積大吸附能力強,當吸附同種電荷時帶電膠粒的相互排斥使之懸浮穩定,其次膠體粒子的熱運動布朗運動的擴散作用與重力作用相同時便形成沉降平衡的狀態也使之不發生沉降。新制的膠體澄清,因為吸附了同種電荷。久置的膠體有渾濁和沉淀產生,原因是膠體可能吸附了異種電荷使電荷的電性中和發生聚沉。是信息論告訴我們,信息對于人腦存在著一個過程,即信息的輸入、加工、提取三個過程,當一個新的信息輸入時會誘發大腦的思維,通過大腦的質疑和原有的知識概念加工對比抽象概括出相關的正確或錯誤的判斷,然后提取產生正確的或錯誤的結論。正確的結論固然重要,但也不能輕易地放過錯誤的結論。正確的結論是大腦中正確的信息相互作用的結果,錯誤的結論是大腦中信息的正確性受到了干擾導致產生錯誤的行為。解決的方法就是從教學的實際出發,加強抽象概括思維的訓練,課堂中引導學生積極主動地思維,教師適時地點撥,強化大腦中正確信息的存留,加快問題的判斷和解決時間。學生的認識過程大部分較短,即短時間內解決問題。
(三)推理思維能力訓練
推理思維能力是建立在歸納推理和演繹推理的基礎之上形成思維活動的一種能力。歸納推理是從特殊到一般,即從個別的特殊事實推出一般結論的推理。在物理化學電化學的教學中講解導體的分類時,就是從金、銀、銅、鐵等金屬可以通過電子轉移導電,推導得到一個結論即一切金屬都能夠導電,并且歸納推理凡是通過電子轉移產生導電的導體稱為第一類導體。同理將溶液中通過離子定向移動方式導電的導體稱為電解質溶液導電歸結為第二類導體。演繹推理則是從一般到特殊,即從一般原理到個別特殊事例的推理。這類例子不勝枚舉,如:Fe(OH)3膠體、A(lOH)3膠體、AgI 能發生丁達爾現象,產生聚沉,電泳現象,滲析作用,吸附性等性質,從而得出凡是膠體都具有上述性質的結論,舉一反三就是這個道理。
(四)思維的整體訓練
思維的整體訓練就是在思考問題之時,能夠在思維的高度、廣闊、整體角度把握問題的來龍去脈。之所以說物理化學是一門基礎學科,是因為它跟工農業生產、國防科技、生物制藥等自然科學相關。在課堂教學和實踐教學中就要理論聯系實際,例如在講述膠體、表面等章節內容時就結合油田的實際問題原油破乳、油氣集輸等,使學生在學習知識時感到有的放矢,增加興趣、開闊學生的視野培養能力。
(五)逆向思維訓練
逆向思維也叫求異思維,它是對司空見慣的似乎已成定論的事物或觀點反過來思考的一種思維方式。1990 年意大利科學家---伏特,發現了伏特電池,人類第一次將化學能變成了電能。在此之后化學家戴維則從另一個角度反過來思考,能否將化學能轉變成電能,于是進行了大量的電化學實驗研究,用電解法制取了大量物質。分別發現了鈉、硼、鈣、鍶、鋇、鎂等元素。這個事實告訴我們在教學中對學生強化逆向思維的訓練,敢于從事物的相反面去探索、質疑,同時提高思維的靈活性、變通性,變死記硬背為理解記憶打破傳統思維的束縛。
(六)思維動態性訓練
就是要求思維根據不斷變化的環境和條件來改變自己的思維程序和思維方向,這是一個比較高級的思維方式,它要求思維者在遇見問題之時,能夠根據大腦當中的概念原理做出迅速的判斷得出正確的結論。思維動態性過程是由信息、反饋、控制、變動等因素按一定思維方式結合而成。因此在教學中根據教學內容進行適時訓練,在探究物質的性質,掌握物質的制備原理等教學過程中,分析反應規律的各種思維活動時采用動態平衡的觀點,從而提高學生分析問題和解決問題的能力。如在物理化學教學中講解化學平衡時,對于化學反應的方向和限度的影響因素可結合典型的“氨的分子在溶液中的平衡關系”展開討論,教學和實踐中同學們已經認識到在非完全反應中,反應的最大限度是平衡,氨是極易溶于水的,紅色噴泉的演示實驗,讓同學們進一步認識到氨跟水強烈的化學反應,當噴泉結束反應達到一定限度時氨水中存在著以下動態平衡:NH3+H2O葑NH3·H2O葑NH4++OH-該動態平衡,可以涉獵以下幾個問題:(1)氨水中存在方式?溶液中有哪些微粒?液氨跟氨水有何區別?(2)如何鑒別氨氣?(3)為什么可以在濃氨水中加入固體燒堿制得氨氣?通過實驗和問題的提出同學們的思維活躍起來,在師生共同討論過程中,利用化學平衡觀點解決了對氨的性質與其結構組成、氣體制備、藥品貯存、氣體檢驗方面的問題。由一言堂演化為群言堂,在師生互動的思維動態活動方式中,提高學生分析問題和解決問題的能力,同時也使知識網絡化、系統化得以強化。
(七)發散性和收斂性思維的整合訓練
人們經常從不同的角度思考問題,也會經常對于某一個問題沿著不同的方向去考慮,這就是發散性思維的核心,即從多方思考求異至同的思維形式。而收斂性思維則是以集中思維為特點的邏輯思維方式,它具有同一性、程序性、比較性的三個特點。
在物理化學教學過程中,運用發散性思維,從一個目標出發,啟發引導學生在已有知識的基礎上,利用整體信息,在不同方位進行發散、論證、分析從而達到解決問題的目的。物理化學中的題型很多,其中證明題和計算題的問題在解決過程中經常是一題多解,這有利于培養學生的多角度發散思維,從不同角度、不同方位、不同途徑進行論證,解決問題。收斂性思維經常作用于發散性思維之時,它長于控制發散思維,對于不著邊際的幻想或空想甚至于瞎想加以抑制。因此,當學生的思維發散到一定程度,教師就要學會指導學生注意適當收斂,這是提高物理化學教學質量的重要途徑之一。
總之,教學實踐告訴我們,在物理化學的教學內容的傳授過程中,只有強化學生思維能力的訓練,才能培養出具有獨立思考能力和自我學習能力的現代化人才。
參考文獻
[1]郭青。創造性思維的培養策略[J].河南教育,2006(5)。
[2]黃璞,曾兵芳。在化學實驗中培養創造性思維的策略[J].廣西教育,2006(17)。