一、化学学习的一般能力
化学学习的一般能力是学生从事学习活动的基础,具有普遍的适用性, 它涉及的面比较广,可以列出的能力项比较多,但在化学教学中重点强调的有观察能力、思维能力和自学能力,其中思维能力是其他一切能力的核心。下面择要介绍这些能力的内涵及其培养策略。
- 观察能力的特征及培养策略
观察能力是指对事物的有意感知。对化学学科而言,所指的事物有自然现象、实验现象、教师的示范、实物、模型和图表等。高考化学考查的观察
能力具体有 3 项:(1)化学学科中的观察能力;(2)对自然、科学、生产、生活中化学现象的观察能力;(3)对观察结果的初步加工能力。①
观察能力是学习和研究化学的起点。完美的观察能力应具有目的性(明确观察什么)、全面性(不遗漏现象)、选择性(有计划、有主次地观察)、精确性(精细观察、分辨现象)、理解性(根据现象提出问题并作出解释)、客观性(如实叙述并记录现象)等优良的观察品质。观察能力培养的基本策略有:
- 引导学生明确观察的目的
教师重在强调观察什么,怎样观察,要充分调动学生的好奇心,从引人入胜或稍纵即逝的现象中帮助学生抓住观察的对象,了解观察的意义,从而为全面、正确地描述、分析、推断实验现象打下良好基础。例如,镁在空气中的燃烧是第一个演示实验,发出强光虽是最明显的刺激信号,但最本质的现象是镁燃烧时生成白色粉末和冒白烟。如仅注意到前者,还只是一种肤浅的观察,教师应引导学生突出注意对后者的观察。又如,镁带在二氧化碳气体中燃烧,有多种现象产生,观察什么?教师应在引导学生全面观察的基础,寻找“生成了什么”所引起的特殊现象。如观察目的不明确,就有可能停留在“继续燃烧”、“有大量白色粉末”上而忽视“白色粉末中有黑色烟丝”。
在初学化学阶段,学生对那些感觉新奇、刺激强烈的化学现象有浓厚兴趣,容易忽略实质性的内容,教师适时指点是极为必要的,有助于促进学生集中注意力。随着年龄和知识的增长,教师应逐步培养学生根据教学要求主动、独立地确定观察目的,保持期待学习的良好心境。
- 指导学生掌握科学的观察方法
在观察过程中,为迅速分清现象的主次,捕捉隐蔽的或瞬间即逝的现象,教师应从观察的顺序和内容上予以指导。观察一般遵循“整体——部分
——整体”和“反应前——反应中——反应后”的顺序进行。例如,对“乙烯制取”的实验而言,先观察整套装置的全貌,再观察各种仪器,了解气体发生装置和气体收集装置,而后观察有关的反应物及反应从开始到结束的全过程,最后观察收集到的气体,在此基础上综合得到该实验的整体印象。
观察的内容包括在对仪器装置进行整体观察时迅速找到其中心的位置,感知反应物、生成物的色、态、味等物理性质,观察反应过程中产生的一系列特征现象(如颜色变化、发光发热、沉淀、气体等),同时迅速观察那些隐蔽的或易消失的现象。对某些现象不清或反应过快的实验,教师应采用衬屏对比、空白对比等方法扩大背景与现实的“反差”,或设法予以改进。如硫酸亚铁与氢氧化钠溶液的反应,生成的 Fe(OH)2 极易被溶液中的氧气氧化而观察不到白色沉淀。彩用将新配制的 FeSO4 溶液加热后滴加煤油液封
① 韩家勋主编,高考化学试题题型设计与分析,北京:高等教育出版社,1997 年版,第 43~44 页。
以隔绝氧气,待溶液冷却后,用长滴管吸取加热驱氧后的 NaoH 溶液插入FeSO4 溶液中缓缓挤出,即可得到较稳定的白色絮状沉淀。
- 启发学生在观察的同时积极思维
徐晓雪的调查表明,初三学生化学学习能力得分从高到低的顺序是:观察能力>阅读能力>实验能力>思维能力,而观察能力的诸项指标中又唯有理解得分最低。①因此,教师必须有意识地强化观察中的思维,启发学生运用已有知识对观察的现象进行分析、综合,以获得正确、全面的感性认识; 同时,通过判断、推理等思维活动,帮助学生揭示化学现象的本质。
- 思维能力的特征及培养策略
思维能力是智力的核心成分,是自觉、深刻地掌握知识,灵活地运用知识解决实际问题的基础。思维过程有自身的规律性,中学生思维能力的差异,常常体现在思维品质上,即思维的敏捷性(灵活性、针对性、适应性), 思维的严密性(科学性、精确性、逻辑性、深刻性),思维的整体性(广阔性、综合性),思维的创造性等。化学教学中培养学生的思维能力,应根据思维规律、学科特征、教学内容和学生年龄,从问题入手,有计划、有目的地展开。
- 创设问题思维的情境
思维往往与问题连在一起,并以解决问题而告终。学生的积极思维也正是在感到迫切需要解决某个问题时才开始的,因而提出问题是思维活动的良好开端。教师应充分考虑学生的认知特点创设问题情况,既要联系学生已有的知识经验,又含需经分析、综合才能得出结论的未知成分,教给学生思考问题的方向和范围,使学生始终处于积极的思维状态。因此,在化学课堂教学中推用启发式教学法、引导发现法、问题教学法等,对激发学生的思维是极为有利的。
- 指导问题思维的方法
问题思维是围绕问题的背景、解决问题的思路、解决问题的方法和问题的结论而逐级展开的,问题思维的方法是问题解决的一种策略性的知识,有助于训练学生思维的逻辑性,其内容可概括为:①
①问题是如何提出来的?
②解决这个问题有什么意义?
③这个问题应从何处着手分析?
④解决这个问题可用哪些基本方法?
⑤利用这些方法的理论和实践的根据是什么?
⑥最后得出什么结论?它的意义及其应用范围和条件,尚待解决的还有哪些问题等等。
① 徐晓雪,初三学生学习化学的能力的调查,化学教育,1994,5:32~33。
① 刘知新主编,化学教学论,北京:高等教育出版社,1990 年版,第 89 页。
从认知心理学的观点看,思维是信息加工的过程,具体步骤可能包括观察、吸收、排除、整理、贮存、检索、调用、分解、筛选、联想类比、相似借用、模仿创造、迁移、转换、重组、试算(估算)和校正(修正),此外还有具体问题抽象化、抽象问题具体化、比较评价等等。掌握了这些具体的方法,才能顺利地完成思维操作过程,形成较高水平的思维能力。在化学教学中,这一方面的训练已在近年来的高考化学试题所设置的各种情境中充分地反映出来。①
- 训练问题思维的表达
化学问题思维最终必须用语言、图表和化学术语来精确地表达,因而熟练地掌握化学用语、化学概念和化学原理是分析、判断和推理的前提。在解决问题过程中,学生首先必须明确解题依据是什么,涉及哪些知识块,然后将有关知识块分解,调出有关的组分使之重新组合,有时为迁移至题设情境中去,还需作必要的转换。这样,思维表达应体现出逻辑性、统摄性和灵活性。当问题解决有多种可能的方案时,应选择最简捷的思维路径,使表达具有简捷性。对说理题,论证必须严谨、充分,因果关系明晰;对计算题,应学会用演绎的方式反映思维过程。近年来的高考统计表明,学生在解化学主观题过程中,思维表达的水平不容乐观,尤在文字的流畅性、论证性和化学用语的规范性等方面存在不足,必须引起重视。
- 重视对“开放型”化学问题的研究
“开放型”问题,有别于常规的化学题,从题材组织到解题过程均有特
色,已成为国际化学奥林匹克竞赛和国内中学生化学竞赛的主流题型。这类题往往与实际情境相联系,有多种可能的答案和多种解题途径,逻辑推理要求较高,有时还须发挥空间想象能力和跨学科联系的能力,具有挑战性,对学生的思维是一种很好的考验。研究“开放型”题,重在探索解题的思维机制和能力特征,启发学生多向检索知识,揭示隐含的信息和解题要素,重新设计解题的思维状态,运用类比、演绎、分析、综合等思维方式,寻求解决问题的可能途径,从中选择最佳方案,获取各种合理的答案。这一过程,充分体现了思维的求异性、深刻性、发散性和批判性等品质。
- 自学能力的特征及培养策略
自学能力是建立在记忆、阅读、观察、思维等能力基础上的一种比较综合的独立学习的能力,是一个包容度较大的概念,其中阅读能力是自学能力的核心,思维能力是自学能力的基本依托。在化学教学中培养学生的自学能力,可着眼于以下几个方面:
- 帮助学生形成良好的阅读习惯
自学始于阅读,阅读的效果直接影响自学能力。教师应针对新课教学目标或平时学习中存在的问题,指导学生学会阅读化学教材。为提高自学效
① 韩家勋主编,高考化学试题题型设计与分析,北京:高等教育出版社,1997 年版,第 43~44 页。
果,可提供带启发性的阅读提纲供学生参考,根据提纲的指向有针对性地阅读有关内容,学会旁注或摘录重点内容以备重点学习之用,记下阅读中发现的难点和疑点,以便进一步研究或带着问题听课,提高学习效率。
阅读要有一定的效果。通过阅读,要求学生能正确理解教材内容,并能运用化学术语清楚地复述和归纳重点内容,或以思考题形式检测学生的阅读效果。
除阅读教材外,应指导学生养成阅读参考书的习惯:碰到无法解决的难题,阅读参考书中的有关章节,往往能获得更多的具体启示;平时阅读,由泛而精,择其要点做读书笔记,有助于扩大知识面。
- 指导学生不断改进自学方法
自学能力的形成需要经过一个较长时期的训练过程,有目的、有步骤、有方法地循序渐进,其中方法的作用十分重要。受以往学习的影响,不少学生认为自学就是自己看书、做笔记,不同的学科没有本质上的差别。事实上, 自学虽有一个以阅读为主的外在形式,但重要的是如何沟通自学内容与认知结构的联系,在头脑中形成清晰的学习思路。这是需要结合实际反复研究的。教师应仔细了解学生原有的自学习惯,逐步结合内容予以引导。例如, 自学化学基本概念、基本原理和有关公式时,必须反复思考这些概念、原理、公式的事实和理论依据,搞清其中的关键字词和知识的应用范围;自学元素化合物知识时,要善于联系实验现象和已有的知识经验,系统地比较各物质性质的异同,掌握化学变化的规律以及结构、性质、用途、存在、制法之间的内在联系;对教材中的实验装置图及其他图表,要通过阅读有关的文字说明,弄清其中的原理并了解其作用;容易混淆的知识,要反复对比,找出差异;内容相关的知识,要前后串联,以旧引新,构建知识网络。
值得强调的是,记忆是自学的一个重要环节,不可忽视。教师应指导学生科学记忆的方法,如理解记忆、类比记忆、对比记忆、口诀记忆、复习记忆等。通过反复练习,使学生学会利用已知线索,在长时记忆中搜寻和提取关键性知识,并对学习内容作出准确、快速的判断,从而提高自学的效率。
- 设置“情境题”考核自学能力
“情境题”又称“信息迁移题”,其最大特点是将解题的依据附设于问
题中。题目所涉及的素材对学生来说往往是陌生的,有的是在其他书刊中收入的化学知识,有的是近年来化学学科某个分支的新进展,甚至可能是某一实验的真实记录。解题的依据常常是某种思路或方法,可能是明了的,也可能具有一定的隐蔽性,要求学生“现场自学”,结合原有知识对新知识进行转换、重组等加工工作,从而形成解题决策。
近年的高考题在考查学生的自学能力时,在可能给出的信息中设置一些与正确解题无关的干扰项,要求学生在自学过程中结合问题的指向提取对自己有用的信息,而不是简单地迁移信息。这样,在自学能力的考核中,除阅读、理解、应用、分析、综合等要素外,又增加了评价一项。