浅谈化学复习过程中思维能力的培养　　

黑龙江省宾县第一中学　刘成宝　　

《考试说明》指出：化学试题旨在测试考生对中学化学基础知识、基本技能的掌握情况和所具有的观察能力、实验能力、思维能力和自学能力；思维能力是诸种能力的核心，与观察能力、实验能力和自学能力密切相关；并将高考化学试题所考查的思维能力细化为六个方面。因此，培养和提高学生的思维能力既是学生形成学科素养的前提基础又是决定高考成绩的关键。思维能力是由思维方法、思维品质及思维策略等因素有机结合的整体，在复习过程中，有意识自觉的对学生进行思维品质、思维方法、思维策略的培养，是培养和提高学生思维能力的重要措施。　　

一、通过知识结构的构建强化思维品质的培养　　

思维品质是一个人的思维能力水平的重要标志，思维品质主要表现为思维的广阔性、深刻性、灵活性、敏捷性、创造性及批判性等方面。思维品质的各方面相互依存，相互促进，紧密联系，组成有机的统一。良好的思维品质在解答问题时表现为能够迅速进入解题情境，抓住问题的本质，知识与技能能够有效迁移，解题思路清晰，方法灵活，准确率高。　　

思维品质的培养和提高离不开学生已储存掌握的化学知识和解题经验。在重视知识、方法的积累的同时，注意知识的融会贯通及不同知识方法的重新组合，能进行广泛的联系、迁移。但在现有阶段，由于传统教育理念的影响、尤其是在高考利益的驱使及学校评价方法单一性等多方面的影响下，学生知识结构的构建几乎是由教师完全包办的。鉴于化学知识具有的“散”、“乱”、“杂”的特点，教师往往为了追求单一的利益而将按照自己思维模式构建成的知识结构传授给学生，虽然教师所展示的知识结构较为全面、细致、合理，但学生在这一过程中只是接受的载体，是知识的存储器，缺乏独立思考的思维过程，对知识的掌握单一、僵化，这种机械的记忆使得学生对知识的巩固效果差、遗忘率高，再现率低。更有甚者，完全放弃课本，以现有的教辅资料代替课本进行知识体系的建立，再配以大量的习题进行知识的巩固和完善。虽然这种方式在一定程度上能够提高教学效果，学生的成绩也能够达到预期的要求，但其带来的后果不仅是事倍功半，以牺牲学生的大量精力和时间为代价去获得完全不成比例的收益，也使学生陷入题海战术之中，成为解题的机器，苦不堪言，学生分析问题和解决问题的能力不能从根本上得以提高，造成掌握知识与运用知识完全脱节的现象。同时学生在学习过程中的主体地位完全丧失，思维品质不能得以有效的形成和提高，特别是思维的创造性和批判性在这种方式下将被扼杀。因此，在复习过程中，学生知识体系的构建应该是在教师的指导下，立足于课本，引导学生掌握知识的内涵和外延，把握知识的实质，注重知识间的融会贯通，由学生独立构思，在交流合作中构建灵活的具有个特征的知识体系。如下面两例试题即可反映出合理知识结构建立的重要性。　　

　　　　　　　　　　　　　　例1.已知Fe(NO₃)₂溶液为浅绿色，溶液中存在Fe^2＋＋2H₂O　　Fe(OH)₂＋2H^＋，当向该溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是（　）　　

A.颜色变浅              B.逐渐加深              C.没有改变              D.变棕黄色　　

分析：HNO₃具有强氧化性和和平衡移动方向的判断是两个重要的知识点，但在解析该题时，学生往往易误选B项。究其原因是学生对这两个知识点记忆是孤立进行的，未能将其进行有效整合而导致的错误。　　

例2.向物质的量浓度相等的Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液中逐滴加入等浓度的稀盐酸，直到不再生成二氧化碳气体为止，则在此过程中，溶液中HCO₃^－浓度的变化趋势可能是下图中的哪一个（假设溶液体积可以简单相加）？　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

C(HCO3－)　　 (mol/L)

　　　　

A

　　　　

V(HCl)　　 (mL)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

C(HCO3－)　　 (mol/L)

　　　　

B

　　　　

V(HCl)　　 (mL)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

C(HCO3－)　　 (mol/L)

　　　　

C

　　　　

V(HCl)　　 (mL)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

C(HCO3－)　　 (mol/L)

　　　　

D

　　　　

V(HCl)　　 (mL)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

你选择的是＿＿＿＿，试用化学方程式和简要的文字说明理由。　　

分析：依据Na₂CO₃与盐酸的反应原理，将错将答案确定为B，但正确的答案为D项。之所以误选B，主要原因是仅对反应过程进行了简单的定性判断，忽略了存在的定量条件。   　　

设混合溶液的体积为V，Na₂CO₃和NaHCO₃的物质的量的浓度为a，则盐酸的物质的量的浓度也为a，在反应的第一阶段，加入的盐酸与Na₂CO₃反应生成NaHCO₃，该过程中加入的盐酸体积V₁的取值范围为V₁≤V，则有：　　

Na₂CO₃＋HCl＝NaCl＋NaHCO₃，　　

  aV₁   　     aV₁ 　　

此时HCO₃^－离子浓度为：(aV＋aV₁)/(V＋V₁)＝a,即在反应的第一阶段HCO₃^－离子的浓度不变，在反应的第二阶段，由于NaHCO₃与盐酸反应导致HCO₃^－离子浓度减小直至为零。　　

二、通过学科思想的渗透强化思维方法的培养　　

化学学科作为一门基础自然科学课程，对其学习的价值已经不仅仅局限于传统意义上对化学知识的了解和掌握，而是让学生在获取化学基础知识和基本技能的同时，使学生有更多的机会主动地体验过程，在知识的形成、应用过程中养成科学态度、获得科学方法。思维方法的培养是通过各个学科协同完成的，同时也有化学学科所独具的、有自己特点的思维方法，也就是说在思维方法的培养上应体现化学学科的特点。解析化学问题通常采用分析与综合，特殊与一般，直觉与演绎，猜想与推理、类比与联系等基本方法。　　

例3.铜矿(主要成分CuFeS₂)是提取铜的主要原料。　　

⑴取12.5g黄铜矿样品，经测定含3.60g硫(杂质不含硫)，则矿样中CuFeS₂含量为＿＿＿＿＿；　　

⑵已知在800℃时，与O₂反应的化学方程式为：2CuFeS₂＋4O₂→Cu₂S＋3SO₂＋2FeO(炉渣)，产物Cu₂S在1200℃高温下继续反应：2Cu₂S＋3O₂→2Cu₂O＋2SO₂，2Cu₂O＋Cu₂S→6Cu＋SO₂。假定各步反应都完全，完成下列计算：　　

①由6molCuFeS₂生成6molCu，求消耗O₂的物质的量　　

②由6molCuFeS₂和14.25molO₂反应，理论上可得到多少molCu?　　

③由6molCuFeS₂和15.75molO₂反应，理论上可得到多少molCu?　　

分析：试题考查的实质是化学计算中的过量判断问题。只是由于试题所给物质化学性质的背景相对较为复杂，导致学生的解题思维受阻。学生往往由于对性质认识的片面性及对存在的定量关系判断失误而陷入解题误区。实际上该过程的转化关系同课本中的由Al制取Al(OH)₃的一种方法是相似的。　　

　　　　

Al

　　　　

H＋

　　　　

OH－

　　　　

Al3＋

　　　　

AlO2－

　　　　

Al(OH)3

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
由所给的反应方程式可知，Cu₂S被O₂氧化后生成的Cu₂O能与Cu₂S反应生成单质Cu，参照上述的转化关系可建立如下转化关系图：　　

　　　　

Cu2S

　　　　 　　　　

[O]

　　　　

Cu2S

　　　　

Cu2O

　　　　

Cu

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
因此生成Cu的多少应对Cu₂S和Cu₂O反应时的定量关系做出正确的判断后方能进行计算。　　

例4.已知在酸性条件下有以下反应关系：①KBrO₃能将KI氧化成I₂或KIO₃，其本身被还原为Br₂；②Br₂能将I^－氧化为I₂；③KIO₃能将I^－氧化为I₂，也能将Br^－氧化为Br₂，其本身被还原为I₂。　　

⑴氧化剂氧化能力由强到弱的顺序是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。　　

⑵现向含有1molKI的硫酸溶液中加入含amolKBrO₃的溶液，a的取值不同，所得产物也不同。试将讨论的结果填入下表：　　

编号	a的取值范围	产物的化学式（或离子符号）
A		I2、Br－
B	1/6<a<1/5
C
D	1/5<a<6/5	I2、IO3－、Br2
E

⑶若产物中碘单质和碘酸钾的物质的量相等，a的值为＿＿＿。　　

⑷当a值为1时，其产物及物质的量分别为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。　　

分析：此题的解题难点及关键均在于对KI与KBrO₃反应后生成物的确定，而生成物的确定首先取决于反应物的性质。因此首先根据试题所给信息，依据物质氧化性强弱的判断方法从性质入手，明确反应过程；然后从恰好反应入手，明确反应物间存在的不同的定量关系时所对应的生成物，同时可借助数学方法直观的将反应过程展示出来。　　

由题所给信息可知，氧化剂氧化性强弱的关系为：KBrO₃>KIO₃>Br₂>I₂，根据氧化剂的强弱关系，当向KI的硫酸溶液中加入含KBrO₃的溶液时，其反应过程如下：　　

　　　　

I－

　　　　　

BrO3－

　　　　　　　　　

I2　　 Br－　　 I－

　　　　

I2　　 Br－

　　　　

I2　　 Br－　　 Br2

　　　　

I2　　 Br2

　　　　

I2　　 IO3－　　 Br2

　　　　

IO3－　　 Br2

　　　　　

BrO3－

　　　　　　　　　　

BrO3－

　　　　　　　　　　

BrO3－

　　　　　　　　　　

BrO3－

　　　　　　　　　　

BrO3－

　　　　　　　　　　　
其中KI与KBrO₃反应时：　　

①恰好生成I₂、Br^－时，反应的方程式为：BrO₃^－＋6I^－＋6H^＋＝Br^－＋3I₂＋3H₂O，n(KBrO₃):n(KI)＝1:6；　　

②恰好生成I₂、Br₂时，反应的方程式为：2BrO₃^－＋10I^－＋12H^＋＝Br₂＋5I₂＋6H₂O，n(KBrO₃):n(KI)＝1:5；　　

③恰好生成IO₃^－、Br₂时，反应的方程式为：6BrO₃^－＋5I^－＋6H^＋＝3Br₂＋5IO₃^－＋6H₂O，n(KBrO₃):n(KI)＝6:5。　　

利用数轴可将上述关系表示如下：　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

n(KBrO3)

　　　　

n(KI)

　　　　　　　　

1/6

　　　　

1/5

　　　　

6/5

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

I2、Br－、I－

　　　　

I2、Br－

　　　　

I2、Br－　　 Br2

　　　　

I2、Br2

　　　　

I2、IO3－、Br2

　　　　

IO3－、Br2

　　　　　　
故a的不同取值范围与所得产物间的关系为：　　

编号	a的取值范围	产物的化学式（或离子符号）
A	0<a<1/6	I2、Br－
B	1/6<a<1/5	I2、Br－、Br2
C	a＝1/5	I2、Br2
D	1/5<a<6/5	I2、IO3－、Br2
E	a≥6/5	IO3－、Br2

三、通过优化习题教学强化思维策略的培养　　

习题教学在高三复习中占有较大的比重，习题教学的目的是在巩固知识理解的基础上进行思维策略的培养。因为无论试题以何种情境出现，其最终考查的内容是均是出自于课本内的知识点。若将习题教学的重点置于知识的理解和应用上，将会使习题教学过程演变为题海战术。有些学生尽管知识掌握的比较准确、全面，却不能很好的解决问题或在解决问题中却出现一些错误，造成这种现象的主要原因就是思维策略的问题。在解析化学问题时，思维过程主要为“审题、分析、求解、反思”四个过程，且在思维活动过程中随时反思、及时调节，充分发挥思维的目标意识和思维监控调节的作用。同时对提升学生思维品质有着积极的促进作用。　　

审题是解题的重要前提，审题过程不仅是解题信息的采集过程，也是确保答案准确无误的保障。信息的读取不仅体现在题干中，有些试题的解题信息也存在于所问的问题中，因此要求学生在审题时一定要对试题全面细致的阅读，有时稍不认真甚至因一字之差而导致信息读取的错解。鉴于化学问题的特点，在作答时更要注意一些问题的特殊要求，如选择题的“说法”问题，一定要看清选择的是正确还是不正确的说法；填写结果时是填写物质的名称还是填写物质的化学式，物质间的转化关系是书写化学方程式还是书写离子方程式等等。这些问题若不注意，在考试中就会出现尽管能够解决问题，但却不能够得分的情况。　　

分析和求解过程是指学生将获取的信息进行加工处理后，摈弃干扰信息影响，把握问题的实质，化解已知与未知间的矛盾关系，寻找合理的切入点，使本质关键的信息要点纳入认知结构的主线，解决问题的中心轮廓得到有序组合和清晰呈现。分析和求解过程既是学生总结解题规律，培养解题技巧，增强学习兴趣，使学生树立解决问题的自信心，培养学生的良好心理素质的过程。也是拓宽学生的思维，优化思维方法，发挥学生的自身潜能，培养学生的创新意识和创新能力的过程。　　

反思过程，是解题后和自我评价过程。通过对问题解决的思维过程进行全面的考察、分析和思考，深化问题的理解，优化思维过程。同时通过一题多解、一题多拓等途径促进知识的同化和迁移。