试论中学化学实验思维能力的结构与构建(1)(2)

2.从该模型的构成要素本身来看，它是静态的；但从各要素的实质内容和变化来看，它又是动态的，将随着学生学习的深入，思维的内容更加宽泛，思维的过程更加灵活，思维的手段和方法更加多样，思维的品质和监控能力得到发展。所以，它是静态和动态的统一体。化学实验教学的任务就是要帮助学生建立合理的化学实验思维能力的结构，并促进其发展。

3.化学实验思维能力结构中的各要素互相制约、互相依存构成化学实验思维能力系统的内核；一切外部过程和事物，如教育教学环境、社会的要求等，都成为影响它变化和发展的外部环境。例如，过去的教育教学强调知识技能的接受，这有利于思维深刻性的培养和发展；当今社会呼唤创造型人才，学校教育教学大力倡导培养学生的创新精神，这能促进思维独创性的培养和发展。

三、化学实验思维能力结构的构建

（一）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化学实验思维能力结构

思维问题或内容是思维产生的源泉。要切实加强化学实验思维训练，首先要使学生了解化学实验中思维的内容；学生只有懂得了应该思考的问题或内容，才能做到积极主动地思考。因此，教师要结合具体的实验有目的、有计划地让学生知道化学实验中有哪些问题要加以思考，使学生树立问题思考的意识。化学实验思维的内容很广泛，涉及实验前、实验中和实验后的思维。对于探究性实验，实验前要分析面临的问题，依据观察到的现象与事实或有关的知识经验构筑假设，并根据假设设计实验方案；方案设计时，要分析实验原理，选择合适的实验方法，依据实验原理和方法考虑仪器装置的选用与连接以及操作方法，安排操作步骤，评价方案的科学性、合理性和可行性等。实验中要根据具体的实验对现象与性质、实验原理与装置、现象与装置、现象与操作等之间的关系，以及产生不同现象的原因进行思考。实验后要对实验所得的结果，包括各种实验现象、事实和数据等，进行加工处理，以形成化学概念、得出化学规律、认识物质的性质、推断物质的组成等，并归纳总结实验成败的经验教训。对于传统课堂实验，主要涉及实验中和实验后的思维内容。

化学实验思维过程就是人脑对化学实验问题进行思考的程序或流程。它应遵循一般思维的过程，但也具有自身的特点。对于一般化学实验的思维，其过程是：明确问题实验与观察，收集思维材料加工处理得到结论运用于新情景以验证结论获得成功；对于探究性化学实验的思维，其过程则为：明确问题提出假说形成方案实验与观察，收集材料加工处理验证假说获得成功。

化学实验思维的基本方法有分析、综合、比较、分类、抽象、概括、归纳、演绎、推理等。在评价化学实验方案优劣等时往往还要运用臻美的方法。所谓臻美的方法，就是在研究化学实验问题时，对尚不完美的化学实验问题，如化学实验的假说、方案等进行加工、修改以至重构，使之更加完美的思维方法。它是一种创造思维方法，也是评价化学实验问题和结果的重要手段。要使学生学会化学实验思维的方法，应把重点放在平时的教学中，注意引导学生按照思维过程对课堂实验事实和现象一步一步地进行逻辑思考，并指出各步加工处理中所采用的方法（尤其在初学阶段），这样既能使学生掌握基本的实验思维过程与方法，又能使学生学会科学的学习方法，培养学生的自我探究能力。对于平时教学中难于得到训练的思维方法，如科学推理、臻美等思维方法，要选择典型实验问题（如物质推断题、实验评价题等），有意识、有计划地加以训练。另外，开展化学实验思维方法讲座，结合实例把各种思维方法的概念、特点和作用等给学生讲清楚，教给学生最有效的思维方法，帮助学生对思维方法的知识技能进行条理化、系统化，形成良好的思维方法结构，促进学生运用自如。

（二）加强思维训练，培养学生良好的化学实验思维品质，进一步完善结构

林崇德认为，培养思维品质是发展智力和能力的突破口，并认为思维品质主要包括深刻性、灵活性、独创性、批判性和敏捷性五个方面。^[6]要培养学生良好的化学实验思维品质，首先要明确化学实验思维品质及其培养目标，并在教学实践中加以训练落实。

通过对《全日制义务教育化学课程标准（实验稿）》《普通高中化学课程标准（实验）》及相关教材的分析，笔者认为，中学化学实验教学中应培养的思维品质及其目标如下。

1.化学实验思维的深刻性。它反映了思维的抽象程度和逻辑水平，以及思维活动的深度、广度和难度。其培养目标是：（1）能从有关的实验事实或现象中抽取本质特征，并概括出化学概念、规律或得出物质的有关性质或组成；（2）能根据实验原理与现象，选择必要的试剂和仪器进行仪器组合，理解各部分装置的作用以及实验方法、实验操作和实验装置的特点，懂得这样做的理由；（3）能运用所学到的知识对实验现象、实验误差作出合理的分析和解释，得出有关的结论；（4）能根据实验事实和现象，理解化学概念、规律的来龙去脉、实质内涵和外延，把握相关概念、规律或性质之间的联系与区别；（5）能通过对有关的实验结果或数据的分析，抓住关键或选出合理的数据进行相关的计算；（6）能根据物质或离子的性质，选择合适的方法和试剂检验与鉴别物质、除去杂质和分离混合物；（7）能根据实验现象及物质间的转化关系经分析推理判断物质。

2.化学实验思维的灵活性。它反映了思维活动的灵活程度。表现为善于从不同角度、不同侧面、不同思考方向，运用不同的知识与方法思考和解决化学实验问题，并往往得到多样化的思维结果。其培养目标是：（1）能根据具体的实验问题，灵活运用分析、综合、比较、抽象、概括等不同的方法，对不同的实验事实或现象进行加工处理，把握现象的本质，并能灵活运用于解决实际的实验问题；（2）能从多角度、多侧面对实验事故或实验失败的原因、实验误差作出分析；（3）能根据实际问题，善于采用正向、逆向或正向逆向相结合的思维方法，根据实验现象推断物质；（4）能就同一个实验问题，运用所学知识技能设计多种可行的实验方案；（5）能从有关的事实或现象出发，提出多种假设，并设计多种实验方案加以验证。

3.化学实验思维的批判性。它反映了独立思考和判断的程度。其培养目标是：（1）能发现实验结果或有关结论的错误，并加以改正；（2）能对实验的原理、操作、装置的正确性作出评价，理解错误的原因，并能加以改正；（3）能对他人或自己的实验思维过程或方法的正确性作出评价，并根据具体实验问题及时调整思维的过程和方法，善于对思维过程和结果进行检验反思；（4）能对他人或自己设计的实验方案作出优劣评价，并从多种方案中选出最好的方案。

4.化学实验思维的敏捷性。它反映了思维过程的快慢程度。化学实验思维的速度以思维结果正确为基础。其培养目标是：（1）能根据有关的实验现象迅速抽象出现象的本质，形成有关的概念、得出有关的化学规律或物质某方面的性质；（2）能运用有关的知识技能，迅速发现实验原理、实验装置、实验操作等方面的问题，并迅速进行改正；（3）能运用所学的知识技能，在最短的时间里设计出一个合理的实验方案，或在相同的时间里设计最多且合理的实验方案，或在最短的时间里对有关实验的方案作出优劣评判；（4）能根据实验现象及物质间的转化关系，迅速推断出物质的组成。

5.化学实验思维的独创性。它反映了思维活动的独立创新程度。表现为善于独立地提出新的实验问题，善于用新的方法、手段、方案解决实验问题。其培养目标是：（1）善于提出具有探究性的新的实验问题；（2）对某个实验问题，善于设计与众不同的实验方案（原理上或操作上或步骤上或试剂选用上或仪器装置上与众不同）；（3）善于总结适合自己或实验课题的思维方法；（4）能根据观察到的现象或事实，建立合理的假设，并运用有关的知识技能设计合理的实验方案。

培养良好的化学实验思维品质，不是一朝一夕之事，要在教学中加强训练。主要措施如下。

1.重视实验教学，注意引导学生按照化学实验思维的过程和方法对实验现象、事实进行分析思考，由此得出有关结论，培养学生化学实验思维的深刻性。化学实验思维的深刻性是培养和发展其他化学实验思维品质的前提和基础，也是学生通过实验现象的分析切实掌握有关知识的重要条件。平时关于由实验引出化学概念、规律、物质性质以及物质制备实验等教学活动，都为化学实验思维的深刻性的培养和发展提供了良好的条件，实验时应注意引导学生提出思考问题，分析实验操作与装置上的特点，及时引导学生或由学生独立地运用思维方法按照思维过程思考实验现象，抽象概括出有关结论，当实验失败时，要及时引导学生分析原因，培养学生良好的化学实验思维的深刻性。

2.精选典型的实验思维问题，强化思维训练，促进学生思维品质的全面发展。国内外许多心理学家都认为，思维及其品质可以通过训练得到培养和发展。训练要有目的性，选择的问题要有典型性，这样的训练才更有效果。例如，实验事故或失败原因、实验误差分析，运用正向、逆向思维推断物质，就有助于训练实验思维的灵活性；运用多种方法检验、鉴别物质等开放性实验设计问题，既有利于培养学生从多角度、多侧面、运用不同方法思考实验问题的灵活性，也有利于培养学生创新实验思维和优选方案的批判性思维。

3.开展实验思维速度竞赛，鼓励学生迅速对实验问题进行思考，及时表扬反应快而准的学生，培养学生化学实验思维的敏捷性。课堂实验后，鼓励学生迅速分析实验现象得出结论，对得出结论快而准的学生不但给予及时表扬，而且在平时或期终测验中给予一定的加分奖励；开展实验思维速度竞赛活动，鼓励学生在尽量短的时间内完成实验思维任务，或在相同时间内完成尽量多的实验思维任务等，都是培养学生实验思维敏捷性的有效途径。

（三）提高监控意识，引导学生反思思维过程和结果，培养学生良好的实验思维的监控能力与习惯，构建完整的思维能力结构

意识是行动的指南，没有自觉意识就没有自觉行动。要提高学生化学实验思维监控意识，就要提高学生对思维监控的认识，使学生了解监控的意义和作用，明确监控的内容和方法。监控贯穿思维的全过程，涉及对思维过程、方法与结果全方位的监控。反思是实现监控的重要途径，是进行监控的重要方法和手段。有反思才能发现不足与缺陷，才能有的放矢地修正、调控思维的过程，改进思维的方法，才能在今后的思维活动中避免出现类似错误，从而更有效地达到思维目的。因此，在教学中，要注意引导学生一边思考一边回过头来对思维的过程、方法和结果进行考查，从中总结经验教训，养成良好的思维习惯，发展思维监控能力。

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部.全日制义务教育化学课程标准（实验稿）［S］.北京：北京师范大学出版社，2001.

［2］卢家楣，魏庆安，李其维.心理学基础理论及其教育应用［M］.上海：上海人民出版社，1998.165—166.

［3］张春兴.教育心理学［M］.杭州：浙江教育出版社，1998.241.

［4］朱宝荣.现代心理学原理与应用［M］.上海：上海人民出版社，2002.152.

［5］朱智贤，林崇德.思维发展心理学［M］.北京：北京师范大学出版社，1986.38.

［6］林崇德.学习与发展──中小学生心理能力发展与培养［M］.北京：北京师范大学出版社，1999.147—148.

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