试论中学化学实验思维能力的结构与构建(1)

摘要：化学实验思维能力是个体顺利解决化学实验思维问题所表现的良好适应性的个性心理特征。它是由化学实验思维的内容与材料、过程与方法、结果以及思维的品质、自我监控能力、行为习惯等组成的多要素、多侧面、多联系的有机整体。因此，构建化学实验思维能力结构的首要任务是指导学生了解化学实验思维的内容，掌握思维的基本过程和方法，帮助学生建立基本的能力结构。与此同时，要加强思维训练，提高监控意识，引导学生反思思维的过程和结果，培养学生良好的实验思维的品质、监控能力与行为习惯，构建完整的思维能力结构。

关键词：化学实验；思维能力；构建

新的中学课程改革倡导以科学探究为主的多样化的学习方式，强调发展学生科学探究能力，培养学生的创新精神和实践能力。化学是以实验为基础的自然科学，化学实验是进行科学探究的主要方式，是学习化学、实现科学探究的重要途径。^[1]化学实验能力是化学科学探究中最重要、最基本的能力，其核心是化学实验思维能力。因为不管是化学实验操作和观察，还是提出与确定化学实验问题、设计实验方案，以及由实验现象、事实或数据的分析形成化学概念、建立化学理论、得出化学规律、解决化学实际问题等，都离不开化学实验思维。可见，要培养和发展中学生的化学实验能力，首先要着力培养他们的化学实验思维能力，形成合理的能力结构，以促进其发展。

一、化学实验思维能力的含义

关于思维的含义，大多数心理学著作是从哲学的角度来定义的，认为思维是指人脑对客观事物的本质特征和内在规律间接的、概括的反映。这一定义强调的是思维的结果。现代认知心理学认为思维是一种心理活动过程。如美国心理学家吉尔福特认为，智力（思维）活动就是人在头脑里加工（即操作过程）客观对象（即内容），产生知识（即结果）的过程。^[2]又如我国台湾心理学者张春兴把思维定义为：思维是内在认知活动历程，在此历程中，个人运用储存在长期记忆中的信息，重新予以组织整合，从纵横交错的复杂关系中，获得新的理解与意义。^[3]这类定义反映了思维作为一种心理活动过程的实质，便于大多数人理解、把握和在教学过程中实施，具有更强的可理解性和可操作性。笔者认为，化学实验思维是指个体凭借已有的化学知识经验，对有关的化学实验的信息进行分析综合、抽象概括等一系列复杂的加工处理，以理解实验课题、形成实验方案、获得化学概念、认识物质性质、揭示化学规律等的内在认知过程。它贯穿化学实验的准备、实施和结果处理的全过程。间接性和概括性是化学实验思维的两个最基本的特性。间接性是指化学实验思维要借助已有的化学知识经验来进行，是对根本不能感知的化学实验事实所隐含的本质属性或内在规律的认识；概括性指化学实验思维是对同类化学实验事实的共同特征或内在关系的认识，其抽象程度和概括水平反映着化学实验思维的层次高低和深刻程度。

化学实验思维能力是个体顺利解决化学实验思维问题所表现的良好适应性的个性心理特征。其强弱关系到思维结果的优劣和思维效率的高低。笔者认为，它的含义有狭义与广义之分。狭义的化学实验思维能力是指人脑加工处理化学实验现象或事实的能力，也就是通过对实验现象和事实的分析与比较、抽象与概括等活动，形成化学概念、得出化学规律，从而获得对实验事实和现象的本质属性或内在规律间接的、概括的认识的能力。这是传统教学培养的实验思维能力。广义的化学实验思维能力包括对实验课题和实验方案的理解，对实验活动的设计、决策、评价和概括，以及对实验事实、现象与结果的认知、判断、分析和处理的能力。这是现代化学实验教学倡导培养的能力。本文取广义化学实验思维能力来讨论。

二、化学实验思维能力的结构

（一）构成要素

吉尔福特认为，智力是由内容、操作和产物（或结果）所构成的三维空间结构。^[4]该三维结构模型虽比较全面地反映了思维能力的基本成分，但并没有体现在此基础上发展起来的高级思维能力要素。我国心理学家朱智贤先生认为，从心理学的角度来看，思维结构应当包括思维的目的、思维的过程、思维的材料或结果、思维的监控或自我调节、思维的品质和思维中的认知因素与非认知因素等。^[5]此结构说不但反映了思维的基本成分，而且反映了在基本成分基础上发展起来的思维的高级成分。然而仔细分析该结构的构成要素可发现一些值得商榷的问题：一是有的成分相互混淆。如思维的材料或结果，两者虽表现形式有相同之处，且前面的思维结果又可作为后面思维的材料，但实质不同，前者是思维加工的原料，后者是思维加工的产品，将两个思维成分合在一起，容易引起混淆和误解。二是有些成分相互重复。如思维中的认知因素，思维本身就是认知的核心，它既以其他认知成分为基础，同时其发展程度又会影响这些认知成分的发展水平，因此，再提思维中的认知因素，就显得重复。又如思维的目的，对思维的问题做加工处理以获得思维的结果，即解决思维的问题，是思维最基本的目的，思维的更高目的是培养和发展思维的品质、监控能力和良好的思维习惯，思维结构中的这些成分已体现了思维的目的，另外，思维的目的作为引发思维的动力要素，可归属非认知因素。笔者据此认为，化学实验思维能力的构成要素主要有以下几点。

1.化学实验思维的内容和材料

化学实验思维是人类特有的理解和解决化学实验问题的活动。因此，要开展化学实验思维，首先要有思维的问题或内容。化学实验思维内容是启动人们通过一定的手段和途径（思维操作）达到一定目的（思维结果）的原动力，它使化学实验思维具有方向性和意识性。

化学实验思维的材料包括已有的化学知识经验、实验观察所获得的事实与现象、测量数据等，既有感性材料也有理性材料。

2.化学实验思维的过程与方法

化学实验思维是一种认识化学实验问题的过程或活动。这个过程或活动是按照怎样的流程、采取什么样的手段来进行的，这就涉及化学实验思维的过程和方法。

3.化学实验思维的结果

化学实验思维的结果是指经过对化学实验思维材料的分析与综合等智能活动所得到的产物，包括确定的实验问题，提出来的实验假设，设计出来的实验方案，获得的化学概念、化学规律或理论、物质的性质和组成、化学实验的有关知识等，是关于化学问题的理性认识。

4.化学实验思维的品质

化学实验思维品质是在化学实验思维过程中逐步养成和发展的，它反映了化学实验思维结果的质量，体现了个体化学实验思维的水平高低，是衡量个体化学实验思维发展水平的主要指标。主要包括化学实验思维的深刻性、灵活性、批判性、独创性和敏捷性等。

5.化学实验思维的自我监控

化学实验思维的自我监控就是自我监督、控制化学实验思维的问题和过程。其表现为：在思维中，明确化学实验思维的问题，了解化学实验思维的过程，懂得化学实验思维的方法；能够排除外界的干扰，使思维集中到化学实验思维的问题上；能够及时调节思维活动的过程和进程，调整思维的课题或目标，改进思维的手段和方法，从而更好地达到思维的目标。

6.化学实验思维的行为习惯

化学实验思维的行为习惯是指个体在面临化学实验问题时，是否能自觉、主动地开动脑筋进行思考，是否能按照化学实验思维的程序，自觉而有意识地采用合适的思维方法，认真、仔细、全面而深刻地进行思考等。它是化学实验思维中重要的非智力因素，在教学中应注意培养学生良好的化学实验思维习惯。

（二）化学实验思维能力的结构模型

化学实验思维能力由化学实验思维的内容和材料、思维的过程和方法、思维的结果以及思维的品质、监控、行为习惯等6个主要要素构成，这6个要素相互联系、相互作用而构成一个有机的整体。笔者把化学实验思维能力的结构用下列示意图表示：

由化学实验思维能力的结构模型可以看出下列几点。

1.化学实验思维能力是一个多要素、多侧面、多联系的有机整体，其中化学实验思维的内容与材料、过程与方法、结果是化学实验思维能力结构中最基本的要素，构成化学实验思维的基本能力，化学实验思维的品质、监控能力和行为习惯是在化学实验思维基本能力的基础上发展的。化学实验思维的内容与材料、过程与方法、结果这些基本要素是化学实验思维的品质、监控能力、行为习惯发展的前提和基础。同时化学实验思维的品质、监控能力、行为习惯又促进化学实验思维的内容广泛化、思维过程的科学化和方法选择的灵活化、思维结果的深刻化。

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