化學(xué)實(shí)驗(yàn)中抽象思維的思考
馮鷹
（江蘇省海門中學(xué)??? 江蘇?? 海門??? 226100）???
摘要：在高中化學(xué)教學(xué)中，完成由形象感知到抽象思維的轉(zhuǎn)化，從而揭示自然科學(xué)的本質(zhì)是教學(xué)中的難點(diǎn)之一。采用不同的教學(xué)策略，教會學(xué)生通過對直觀現(xiàn)象的觀察，學(xué)會自己分析、推理和概括，并掌握其中的邏輯關(guān)系，全面提高學(xué)生的綜合實(shí)力。
關(guān)鍵詞：形象感知? 抽象思維? 教學(xué)策略
作為一門自然科學(xué)，化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)需要通過大量的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行研究，逐漸地由外在的認(rèn)識過渡到對物質(zhì)本質(zhì)以及變化規(guī)律的揭示，這是一個(gè)由形象感知到抽象思維轉(zhuǎn)化的過程。因此，在高中化學(xué)教學(xué)中，我們要深入研究形象思維和抽象思維之間的辯證關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生自由地穿梭于形象感知和抽象思維之間，將兩條思維形成一股繩，實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力的螺旋式上升。
一、反思形象感知向抽象思維轉(zhuǎn)化的重要意義
形象感知與抽象思維的結(jié)合，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)門檻，使學(xué)生從自己的感官學(xué)起，從自己能夠看得見、摸得著的物質(zhì)開始，遞進(jìn)式地推進(jìn)學(xué)生對表象的研究，促進(jìn)學(xué)生形象思維的延伸，有效培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力、邏輯能力和概括能力，使學(xué)生從直觀形象逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w分析，在層層推進(jìn)、細(xì)致分析中，不僅幫助學(xué)生獲取了新知，還幫助學(xué)生提高了綜合能力，切實(shí)地貫徹落實(shí)了新課程改革的理念。在高中化學(xué)的教學(xué)中，教師要能夠給學(xué)生提供更多的形象素材，加強(qiáng)對學(xué)生的直觀教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生的判斷、推理和應(yīng)用，從而培養(yǎng)學(xué)生的抽象概括能力、邏輯能力和創(chuàng)新能力。正如著名的教育學(xué)家蘇霍姆林斯基曾經(jīng)所過得：對抽象思維和不斷地由具體事物向概括過渡的需要，是少年期學(xué)生自然的精神需要。
二、掌握形象思維與抽象思維之間的辯證關(guān)系
1.形象思維是基礎(chǔ)
學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)必須要從感性認(rèn)識開始，逐漸深入達(dá)到理性認(rèn)識。在學(xué)習(xí)化學(xué)的初期，學(xué)生需要以大量的感性素材為基礎(chǔ)，從化學(xué)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)象、模型和圖示中，對知識有一個(gè)初步的感性認(rèn)識，在心中產(chǎn)生一個(gè)大致的印象，激發(fā)學(xué)生的好奇心，還有濃烈的探索欲望。接下來，教師要積極地引導(dǎo)學(xué)生對形象素材進(jìn)行分析加工，這就是我們通常所說的形象思維能力。由此可見，形象思維是學(xué)生深層探索的開端，是抽象思維的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)“鈉與水的反應(yīng)”時(shí)，首先觀察到了是鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析推導(dǎo)后悔得出鈉的相關(guān)性質(zhì)，以對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的感性認(rèn)識為基礎(chǔ)，逐步推導(dǎo)上升到了理性認(rèn)識，揭示了物質(zhì)內(nèi)在的性質(zhì)，這是一個(gè)典型的例證。
2.抽象思維是形象思維的紐帶
學(xué)生對具體形象進(jìn)行分析推理，對蘊(yùn)含其中的化學(xué)原理及規(guī)律進(jìn)行整合總結(jié)的過程，就是抽象思維的形成過程。在抽象思維的作用下，學(xué)生可以將實(shí)際與理論相聯(lián)系，從一種感知聯(lián)想到另一種感知，從一種現(xiàn)象推導(dǎo)出另一種現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)對多種現(xiàn)象的總結(jié)整合，將其中的原理、規(guī)律提煉出來?？梢?，抽象思維是想象感知的紐帶，促進(jìn)了學(xué)生對化學(xué)的學(xué)習(xí)與研究，實(shí)現(xiàn)了對化學(xué)知識的準(zhǔn)確理解和靈活應(yīng)用。例如在學(xué)習(xí)“原子核外電子排布”時(shí)，原子性質(zhì)、原子結(jié)構(gòu)看似兩個(gè)不相關(guān)的感知素材，卻通過其中的邏輯推導(dǎo)將其聯(lián)系在一起，學(xué)生在抽象思維的幫助下得到了“元素周期律”這個(gè)高度概括的理論，從而幫助學(xué)生獲取了完美的化學(xué)知識骨架，學(xué)生的知識和能力都有了很大程度的提高。
三、實(shí)現(xiàn)形象感知向抽象思維轉(zhuǎn)化的應(yīng)對策略
1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象感知中的轉(zhuǎn)化分析能力
實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)習(xí)中重要的組成部分，而實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是學(xué)生對物質(zhì)了解最直觀的感知，使形象感知轉(zhuǎn)化為深層分析的良好契機(jī)。學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察中，會積極地調(diào)動(dòng)自己已有的知識進(jìn)行解釋，無形中對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，教師就可以利用階梯性問題來誘導(dǎo)學(xué)生的思維，逐漸將學(xué)生的思維由具體材料轉(zhuǎn)化為理論知識分析，推動(dòng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理和本質(zhì)的揭示與學(xué)習(xí)。
比如在學(xué)習(xí)“影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素”時(shí)，教師就引導(dǎo)學(xué)生對一系列的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察，從眾多的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出逐步進(jìn)行分析理解，從而準(zhǔn)確全面地歸納出影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素。
實(shí)驗(yàn)：取一只小試管，向其中加入大約5ml0.005mol/L的氯化鐵溶液，再向其中加入5ml0.01mol/L的硫氰化鉀溶液，溶液顏色變紅。將上述溶液分置于兩個(gè)試管中，一支試管中加入4滴1mol/L硫氰化鉀溶液，另一支滴入4滴0.01mol/L的氫氧化鈉溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
學(xué)生在操作的過程中，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行細(xì)致地觀察，非常清晰地看到加入濃硫氰化鉀溶液的試管，顏色加深；加入氫氧化鈉溶液的試管，上層溶液的顏色明顯變淺。學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的切身感知，使得學(xué)生認(rèn)識到不同試劑加入后，溶液中硫氰化鐵溶液的濃度發(fā)生了變化，也就是化學(xué)平衡發(fā)生了移動(dòng)，從而得出了濃度對平衡的影響。結(jié)合壓強(qiáng)、溫度的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也了解到壓強(qiáng)、溫度的變化也會對化學(xué)平衡有所影響，經(jīng)過學(xué)生積極地對比、歸類和分析，找到了其中的共同點(diǎn)，從而得到了平衡移動(dòng)的基本規(guī)律——勒夏特列原理。
學(xué)生對感性的認(rèn)識，激發(fā)了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，從而深層領(lǐng)略其中的風(fēng)景，總結(jié)出了其中的原理和規(guī)律，促使學(xué)生收獲了新知、提高了能力。
2.猜想假設(shè)感知中的轉(zhuǎn)化邏輯能力
學(xué)生的猜想假設(shè)是學(xué)生探索未知世界的啟明星，巧妙地實(shí)現(xiàn)了形象感知與抽象思維之間的接軌，激發(fā)了學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。學(xué)生在化學(xué)新知的表象面前，會有自己的第六感覺，這種感知結(jié)合了學(xué)生的原有認(rèn)知、興趣愛好和生活經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生由看似毫無根據(jù)的猜想中，抓到了其中的邏輯關(guān)系，從根本上幫助了學(xué)生對知識的理解和掌握。
比如在學(xué)習(xí)“硫的性質(zhì)”時(shí)，就可以讓學(xué)生對其性質(zhì)進(jìn)行猜想，大膽想象、勇于發(fā)言，以促進(jìn)學(xué)生對以往舊知的調(diào)動(dòng)與融入，從而活躍學(xué)生思維，提高學(xué)生參與課堂討論的積極性。
學(xué)生甲：硫作為非金屬元素，其性質(zhì)應(yīng)該與氯氣相似，可以與鐵、銅等金屬反應(yīng)。
學(xué)生乙：硫的化合價(jià)為零，處于硫元素化合價(jià)的中間價(jià)態(tài)，應(yīng)該既具有還原性，又具有氧化性。
學(xué)生從自己的角度、自己的認(rèn)知進(jìn)行了大量的猜想預(yù)測，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)行一一的驗(yàn)證，積極主動(dòng)地設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)操作和觀察中，不放過任何一個(gè)細(xì)節(jié)，在學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的感知中，滲透了自己的形象思維。另外，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了認(rèn)真地觀察與分析，找到并糾正了自己的猜想錯(cuò)誤，利用嚴(yán)密科學(xué)的思維分析得到了其中蘊(yùn)含的邏輯思維，使學(xué)生的抽象思維融入其中，認(rèn)識到了硫的性質(zhì)與硫的結(jié)構(gòu)之間的邏輯關(guān)系，準(zhǔn)確靈活地實(shí)現(xiàn)了對知識的掌握。
抽象思維的運(yùn)用促進(jìn)了學(xué)生對新知的分析，形象思維的運(yùn)用驗(yàn)證了學(xué)生的抽象思維，在實(shí)驗(yàn)演示中，將抽象推導(dǎo)與想象思維做了反復(fù)觀察、對比和研究，使得學(xué)生的這兩種思維達(dá)到了更高的層次。
3.實(shí)際生活感知中的轉(zhuǎn)化創(chuàng)新能力
學(xué)生對化學(xué)的學(xué)習(xí)主要來源于生活，利用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，可以促進(jìn)形象感知對學(xué)生的刺激，激勵(lì)他們分析、推導(dǎo)、論證生活中的現(xiàn)象，順利地將形象感知延伸到抽象思維，揭示化學(xué)表象背后的真相，并對其進(jìn)行改造革新，設(shè)計(jì)出新的實(shí)驗(yàn)或產(chǎn)品來為我所用，從而又回歸到形象思維上，真正的做到“學(xué)以致用”。
比如在學(xué)習(xí)“噴泉實(shí)驗(yàn)”時(shí)，學(xué)生對生活中的一些噴泉產(chǎn)生了興趣，細(xì)致地研究了廣場上的噴泉和火山噴發(fā)的情景，從而得出了噴泉的原理——內(nèi)部氣壓增強(qiáng)，從而壓迫液面上升而形成噴泉。于是學(xué)生對教材上的噴泉進(jìn)行了改進(jìn)，制成了不溶于水的氣體也能制成噴泉的實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)：如圖所示，關(guān)閉導(dǎo)管上的止水夾，向圓底燒瓶中放入少量的二氧化錳，在分液漏斗中裝入一定量的雙氧水，使分液漏斗中的雙氧水注入圓底燒瓶中，并迅速關(guān)閉旋塞。學(xué)生們可以看到，圓底燒瓶中生成了大量的氧氣，使得壓強(qiáng)增大，從而在片刻之后形成了噴泉。
生活中的觀察，學(xué)生的形象感知引發(fā)了理性思考，順利地開啟了學(xué)生的抽象思維模式。在學(xué)生的積極思考和分析中，學(xué)生利用其對原理的掌握，對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了創(chuàng)新，又回到了形象思維上。這樣的訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生在形象思維與抽象思維之間的靈活貫通，有效增強(qiáng)了學(xué)生的分析能力和創(chuàng)新能力。
總之，作為一名化學(xué)教師，要以化學(xué)物質(zhì)為起點(diǎn)，激勵(lì)學(xué)生對直觀現(xiàn)象的分析、推理和概括，掌握其中的邏輯關(guān)系，積極促進(jìn)學(xué)生的形象感知向抽象思維轉(zhuǎn)化，全面提高學(xué)生的綜合實(shí)力。
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參考文獻(xiàn)：
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