化學實驗中抽象思維的思考

馮鷹

（江蘇省海門中學??? 江蘇?? 海門??? 226100）???

摘要：在高中化學教學中，完成由形象感知到抽象思維的轉化，從而揭示自然科學的本質是教學中的難點之一。采用不同的教學策略，教會學生通過對直觀現(xiàn)象的觀察，學會自己分析、推理和概括，并掌握其中的邏輯關系，全面提高學生的綜合實力。

關鍵詞：形象感知? 抽象思維? 教學策略

作為一門自然科學，化學學科學習需要通過大量的實驗來進行研究，逐漸地由外在的認識過渡到對物質本質以及變化規(guī)律的揭示，這是一個由形象感知到抽象思維轉化的過程。因此，在高中化學教學中，我們要深入研究形象思維和抽象思維之間的辯證關系，引導學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，實現(xiàn)學生能力的螺旋式上升。

一、反思形象感知向抽象思維轉化的重要意義

形象感知與抽象思維的結合，降低了學生的學習門檻，使學生從自己的感官學起，從自己能夠看得見、摸得著的物質開始，遞進式地推進學生對表象的研究，促進學生形象思維的延伸，有效培養(yǎng)了學生的分析能力、邏輯能力和概括能力，使學生從直觀形象逐步轉變?yōu)榫唧w分析，在層層推進、細致分析中，不僅幫助學生獲取了新知，還幫助學生提高了綜合能力，切實地貫徹落實了新課程改革的理念。在高中化學的教學中，教師要能夠給學生提供更多的形象素材，加強對學生的直觀教學，引導學生的判斷、推理和應用，從而培養(yǎng)學生的抽象概括能力、邏輯能力和創(chuàng)新能力。正如著名的教育學家蘇霍姆林斯基曾經所過得：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系

1.形象思維是基礎

學生對知識的學習必須要從感性認識開始，逐漸深入達到理性認識。在學習化學的初期，學生需要以大量的感性素材為基礎，從化學實驗、現(xiàn)象、模型和圖示中，對知識有一個初步的感性認識，在心中產生一個大致的印象，激發(fā)學生的好奇心，還有濃烈的探索欲望。接下來，教師要積極地引導學生對形象素材進行分析加工，這就是我們通常所說的形象思維能力。由此可見，形象思維是學生深層探索的開端，是抽象思維的基礎與關鍵。例如，學生在學習“鈉與水的反應”時，首先觀察到了是鈉與水反應的實驗現(xiàn)象，分析推導后悔得出鈉的相關性質，以對實驗現(xiàn)象的感性認識為基礎，逐步推導上升到了理性認識，揭示了物質內在的性質，這是一個典型的例證。

2.抽象思維是形象思維的紐帶

學生對具體形象進行分析推理，對蘊含其中的化學原理及規(guī)律進行整合總結的過程，就是抽象思維的形成過程。在抽象思維的作用下，學生可以將實際與理論相聯(lián)系，從一種感知聯(lián)想到另一種感知，從一種現(xiàn)象推導出另一種現(xiàn)象，從而實現(xiàn)對多種現(xiàn)象的總結整合，將其中的原理、規(guī)律提煉出來?？梢姡橄笏季S是想象感知的紐帶，促進了學生對化學的學習與研究，實現(xiàn)了對化學知識的準確理解和靈活應用。例如在學習“原子核外電子排布”時，原子性質、原子結構看似兩個不相關的感知素材，卻通過其中的邏輯推導將其聯(lián)系在一起，學生在抽象思維的幫助下得到了“元素周期律”這個高度概括的理論，從而幫助學生獲取了完美的化學知識骨架，學生的知識和能力都有了很大程度的提高。

三、實現(xiàn)形象感知向抽象思維轉化的應對策略

1.實驗現(xiàn)象感知中的轉化分析能力

實驗是化學學習中重要的組成部分，而實驗現(xiàn)象是學生對物質了解最直觀的感知，使形象感知轉化為深層分析的良好契機。學生對實驗現(xiàn)象的觀察中，會積極地調動自己已有的知識進行解釋，無形中對實驗進行分析，教師就可以利用階梯性問題來誘導學生的思維，逐漸將學生的思維由具體材料轉化為理論知識分析，推動學生對實驗原理和本質的揭示與學習。

比如在學習“影響化學平衡移動的因素”時，教師就引導學生對一系列的實驗進行觀察，從眾多的實驗現(xiàn)象出逐步進行分析理解，從而準確全面地歸納出影響化學平衡移動的因素。

實驗：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，觀察實驗現(xiàn)象。

學生在操作的過程中，對實驗現(xiàn)象進行細致地觀察，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。學生對實驗的切身感知，使得學生認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，也就是化學平衡發(fā)生了移動，從而得出了濃度對平衡的影響。結合壓強、溫度的實驗，學生也了解到壓強、溫度的變化也會對化學平衡有所影響，經過學生積極地對比、歸類和分析，找到了其中的共同點，從而得到了平衡移動的基本規(guī)律——勒夏特列原理。

學生對感性的認識，激發(fā)了學生對實驗現(xiàn)象的分析，從而深層領略其中的風景，總結出了其中的原理和規(guī)律，促使學生收獲了新知、提高了能力。

2.猜想假設感知中的轉化邏輯能力

學生的猜想假設是學生探索未知世界的啟明星，巧妙地實現(xiàn)了形象感知與抽象思維之間的接軌，激發(fā)了學生的想象力和創(chuàng)造力。學生在化學新知的表象面前，會有自己的第六感覺，這種感知結合了學生的原有認知、興趣愛好和生活經驗，使學生由看似毫無根據的猜想中，抓到了其中的邏輯關系，從根本上幫助了學生對知識的理解和掌握。

比如在學習“硫的性質”時，就可以讓學生對其性質進行猜想，大膽想象、勇于發(fā)言，以促進學生對以往舊知的調動與融入，從而活躍學生思維，提高學生參與課堂討論的積極性。

學生甲：硫作為非金屬元素，其性質應該與氯氣相似，可以與鐵、銅等金屬反應。

學生乙：硫的化合價為零，處于硫元素化合價的中間價態(tài)，應該既具有還原性，又具有氧化性。

學生從自己的角度、自己的認知進行了大量的猜想預測，教師就可以引導學生如何進行一一的驗證，積極主動地設計相關的實驗，在實驗操作和觀察中，不放過任何一個細節(jié)，在學生對實驗現(xiàn)象的感知中，滲透了自己的形象思維。另外，學生對實驗現(xiàn)象進行了認真地觀察與分析，找到并糾正了自己的猜想錯誤，利用嚴密科學的思維分析得到了其中蘊含的邏輯思維，使學生的抽象思維融入其中，認識到了硫的性質與硫的結構之間的邏輯關系，準確靈活地實現(xiàn)了對知識的掌握。

抽象思維的運用促進了學生對新知的分析，形象思維的運用驗證了學生的抽象思維，在實驗演示中，將抽象推導與想象思維做了反復觀察、對比和研究，使得學生的這兩種思維達到了更高的層次。

3.實際生活感知中的轉化創(chuàng)新能力

學生對化學的學習主要來源于生活，利用學生的生活經驗，可以促進形象感知對學生的刺激，激勵他們分析、推導、論證生活中的現(xiàn)象，順利地將形象感知延伸到抽象思維，揭示化學表象背后的真相，并對其進行改造革新，設計出新的實驗或產品來為我所用，從而又回歸到形象思維上，真正的做到“學以致用”。

比如在學習“噴泉實驗”時，學生對生活中的一些噴泉產生了興趣，細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——內部氣壓增強，從而壓迫液面上升而形成噴泉。于是學生對教材上的噴泉進行了改進，制成了不溶于水的氣體也能制成噴泉的實驗。

實驗：如圖所示，關閉導管上的止水夾，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，并迅速關閉旋塞。學生們可以看到，圓底燒瓶中生成了大量的氧氣，使得壓強增大，從而在片刻之后形成了噴泉。

生活中的觀察，學生的形象感知引發(fā)了理性思考，順利地開啟了學生的抽象思維模式。在學生的積極思考和分析中，學生利用其對原理的掌握，對實驗進行了創(chuàng)新，又回到了形象思維上。這樣的訓練，實現(xiàn)了學生在形象思維與抽象思維之間的靈活貫通，有效增強了學生的分析能力和創(chuàng)新能力。

總之，作為一名化學教師，要以化學物質為起點，激勵學生對直觀現(xiàn)象的分析、推理和概括，掌握其中的邏輯關系，積極促進學生的形象感知向抽象思維轉化，全面提高學生的綜合實力。

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參考文獻：

1、教育部基礎教材審定工作辦公室.新課程實驗教材精粹選評：人民教育出版社? 2011

2、王祖浩。普通高中課程標準實驗教科書.化學1第5版 南京：江蘇教育出版社，2009