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1、高中化学中的思维能力结构-如何从思维能力培养层面设计教学问题顾建辛浙江大学附属中学 310007 一、思考的问题1“问题解决”已成为广大教育工作者积极思考的问题之一 “问题解决”教学模式是指依据教学内容和要求，由教师创设问题情境，以问题的发现、探究和解决来激发学生求知欲和主体意识，培养学生的实践和创新能力的一种教学模式。其中，教师创设问题情境是教学设计的中心环节。在问题情景的引导下，学生收集素材、资料，深思酝酿，提出假设，引发争论，进行批判性思考和实验探究，得出结论，通过应用又产生新的问题，使学生思维不断发展、升华。“问题解决”教学是一种高效和发展性的教学，这是因为：第一， 思维活动产生于问题
2、；第二， 解决问题的教学能使学习者的思维具有明确的目的性；第三， 解决问题的学习能使学习者在已知知识和未知知识、旧知识和新知识之间作出联系，建立自己的知识系统；第四， 学生不仅掌握了科学结论，更为重要的是学生通过亲身探究和实践，参与了知识的发生、形成和发展过程，“像科学家一样工作”地学习，培养了创新精神和创造能力。“问题解决”流程与结构（1）设计情境，提出问题（2）分析问题，解决问题（3）回顾、归纳，得出结论（4） 再应用实现“问题解决”教学设计的中心环节问题情境的创设爱因斯坦说：提出问题比解决问题更为重要。在实施“问题解决”教学模式的过程中，教学设计的中心环节是“问题情境”的创设。因此，“问
3、题情境”创设是教师准备和实施“问题解决”教学模式的着力点，必须花大力气进行深入的研究。1.问题情境的构成要素。问题情境是指个人自己觉察到的一种“有目的但不知如何达到”的心理困境。问题情境就是一种心理状态，一种当学生接触到学习内容与其原有认知水平不和谐、不平衡时，学生对疑难问题急需通达解决的心理状态。它与问题不同，问题指的是个人不能理解的事物与确定的客观世界的矛盾。问题与情境是两个不同的概念，但又有联系。问题情境的产生必须依赖于问题。没有了问题，学生也就不会产生心理困境。问题情境应该具备三要素：第一， 新的、未知的事物（目的），这是产生问题情境的核心要素。为了在教学中设置问题情境，必须要求学生完
4、成某种任务，把需要掌握的知识放在未知事物的地位上。未知的事物反映了思维对象内容方面。第二， 思维动机（如何达到），即对未知事物的需要。正是学生的已有知识和经验与新知识或新问题的矛盾冲突激发学生对新知识的需要和探索的愿望。心理学研究表明，人都有填补认知空缺、解决认知失衡的本能。所以，对未知事物的需要是产生问题情境的基本条件。第三， 学生的知识能力水平（察觉到问题），包括学生的创造能力和学生已达到的知识水平。所提出的问题必须能让学生在已达到的知识水平上能觉察得到，这是思维的开端，然后学生必须具备一定的能力才能使思维进行下去。学生具有的觉察和解决问题的可能性越大，也就是他们的知识能力水平越高，未知事
5、物与学生认知差距就越少，他们可能完成解决问题的思维步子就会迈得越大。学生的知识能力水平是进行思维的重要保证。 一个具有明确目标的教学问题，必须服从以下3点：(1) 导向性 问题与学习方向和教学中心内容相吻合。如碳酸钠水溶液中PH为什么7，这个问题既能突出教材中心内容，又能明确学习的内容和方向，当教学能围绕该中心问题展开时，学生才能对各种盐类水解的原因和问题探究根本。(2) 层次性 要能根据教学目标及学生的实际水平，设计问题内容的层次。同样，在盐类水解的教学中，当CH3COONa溶液pH值7的原因解决后，便可设计如下层次的问题：NH4Cl溶液pH如何?造成CH3COONH4溶液与NaCl溶液PH
6、均等于7的原因是否相同？NaH2PO4溶液与Na2HPO4溶液酸碱性截然相反的原因何在？等等。(3) 发展性 问题的内容要环绕某种学习能力目标的展开，要持之以恒，直到预期的目标达到为止。2思维能力的培养是中学化学教育中诸能力的核心思维能力是中学化学教学要求的各种能力的核心，它与各种能力有着非常密切的关系。“培养和发展学生的思维能力及创造精神，并运用化学知识解释和解决一些简单的化学问题”（化学教学大纲）是化学教学的基本准绳；同时，又因为思维能力是智力的核心，学生高中阶段通过学科学习进行必要的思维能力训练，不仅对当前的学习有着十分重要的意义，而且对未来的发展也将会产生重要的影响。尤其是最近实施的综
7、合考试，对学生思维能力的要求也显得更为突出了。目前,在中学化学教学中,对学生进行思维能力的培养和发展,已受到广大教师的重视,同时,作为培养能力和发展智力的突破口-良好思维品质的训练,也日益受到更多的关注。但是，由于对化学教学中思维能力的五个层次，（五种能力的具体表述如下）与思维品质四个属性（思维品质的四个属性表述如下）之间构成的一个整体-思维能力结构，尚缺少系统的分析，因而有许多重要的理论问题尚待研究，比如：思维层次与思维品质之间的关系是从属还是并列关系；在一个知识点中，思维能力的五个层次和思维品质的四个属性是如何具体表现的；在教学中怎样对学生进行有效的思维品质训练和不同层次思维能力的培养等等
8、。这些问题不仅对加强学生进行思维能力和思维品质的训练和培养具有重要意义，而且，更有利于我们在教学中，挖掘培养和发展学生智力的有效途径，落实“教会学生如何学习”。思维能力的培养是化学能力的核心问题, 而思维品质的培养又是思维能力培养的关键。要明了思维品质培养的基本途径, 就不能不从研究化学思维能力的结构上下功夫,不清楚何为构成化学能力的主变量.而盲目地探索培养化学思维品质的规律及方法,或谈思维能力的培养,难免会使我们的研究工作失之空乏；同样，如果研究工作没有以具体知识点作为载体，理论研究对实践也就缺少了的指导价值。什么是化学思维能力结构，在一个具体知识点的教学中，化学思维能力结构又是如何体现的，
9、通过多年的教学实践和理论学习，笔者提出以下看法，与同行商榷。注解1：第一层次：对化学知识能融会贯通,将知识纵,横向统摄整理,使之网络化,变“无序”记忆为“有序”记忆-具有对知识的再现和辨别能力； 简称为：知识的再现能力第二层次：分解实际问题,并调用贮存的知识组块,通过迁移、转移和重组, 将问题得以解决-具有对知识的运用能力； 简称为：知识的运用能力第三层次：将化学知识按内在联系,通过抽象、归纳、逻辑地统摄成规律,并能按此规律进行推理和想象-对知识的创造能力； 简称为：知识的创造能力第四层次：通过分析和综合、比较和论证-培养学生在错综复杂的问题中, 选择解决问题的最佳方案的评价能力； 简称为：方
10、案的评价能力第五层次：重视各学科之间的相互联想-培养学生善于将化学问题抽象成数学问题,建立数学模型解决化学问题的能力 简称为：数学的建模能力注解2：思维品质（心理学解释思维产生过程和发展中所表现出来的个性差异）人们经常提到的化学思维品质有灵活性、敏捷性、批判性、独创性、严谨性、深刻性、广阔性等。许多方面存在相近或相通，我们在研究中找出了基本品质，而把其他品质归并到基本品质之中，得到以下四个基本品质：第一个属性思维的敏捷性：培养敏捷与机智。具体是指：不过多地受思维定势的影响，善于从旧的模式或通常的制约条件中解脱出来，及时转向，迅速找到解决问题的途径。主要表现在速度和技巧两个方面；第二个属性思维的
11、严密性：要求严格与精确。 具体是指：思考问题符合逻辑、严密、准确、无误，不停留于事物的表面，从事物的本质中观察分析事物的内在联系，揭示推理的逻辑关系。主要表现在准确理解概念和严密推理两个方面；第三个属性思维的整体性：不断开拓新的思路。 具体是指：对一个问题能从多方面考虑，或是对一个对象能用多种角度观察。或是将各事物间的内在关系进行逻辑的联系，形成一个整体。主要表现在善于多向分析问题和善于逆向思维两个方面；第四个属性思维的创造性：学会独立思考。 具体是指：对已有的表述和论证能提出自己的见解，能独立思考，不盲从、不轻信。主要表现在对思考问题方法的评价和提出自己不同的见解上。 二、教学过程中的思维能
12、力结构的表示1化学思维能力结构，是从思维的能力要求、思维的品质属性、以及教学内容这三维去考虑而提出的，具体表现如下：辨别能力运用能力创造能力评价能力建模能力敏捷性严密性整体性创造性2化学思维能力结构所表达的意义众所周知，一个具有思考价值的问题，即对学生具有真正意义上的思维能力培养和思维品质训练的问题，应该符合以下两个条件：（1） 所提问题要与学生已有的认知结构有着逻辑上的联系，问题所谈事实同他们已掌握的概念与事实间存在着某种内在联系，这种联系应能被学生“感觉到”。（2） 问题的答案既不能从记忆的知识中获取，又不存在于问题本身所提供的信息中，而是存在于已知与未知的联系中，只有经过苦心思索，才能从
13、它们的联系的分析之中，探求未知的隐蔽着的答案。由此而来，作为教育工作者，在谈论对学生思维能力的培养与思维品质训练的过程中，首先必须明白一个问题，即我们在课堂教学中设计的问题是否符合学生的需要，是否能引起学生认知结构上的“不平衡”，造成学生心理上的悬念，从而唤起学生求知欲望，激发起学习的兴趣，把学生带入一种与问题有关的情境中去，只有使学生的兴趣、欲望、思维凝聚在一起，才能达到智力活动的最佳状态。这样一来，问题的设计者，即我们教育者对问题设计时应该考虑以下6个层面：（1） 问题是如何提出的教育者首先明白（2） 解决这个问题有什么样的实际意义问题设置前必须考虑的（3） 这个问题应该从何处入手引起思考
14、者的思考（4） 解决这个问题可用哪些基本方法能对思考者进行方法指导（5） 利用这些方法的理论和实践的依据是什么学科理论（知识）的升华（6） 最后能得出什么样的结论？它的意义及其应用范围和条件如何？还有哪些问题有待于进一步研究和解决？引导思考者深入思考的问题概言之，一个能促进学生思维能力发展及思维品质提高的问题，应该是恰如其分地落入学生的“最近发展区”，才可能使问题取得最佳效果，才可能使这些问题真正起到启迪思维、培养能力之功能， 如在讲授盐类的水解知识时。先让学生写出CH2COONa、NaOH溶液的电离方程式，接着提出：是否只有电解质电离出OH，才能使溶液的OH增大，待学生回答后进行演示实验。其
15、结论出乎学生的预料，当问题的结论打破了学生思维的定势，便很容易把学生引入到问题的情境中去，从而唤起学生强烈的求知欲。当问题得以解决后，学生需求得到成功的满足而产生愉悦感，又将进一步激发学习的兴趣，调动学习的积极性，学生便很自然提出诸如Na2SO3、NH4Cl、Na2CO3等溶液pH的大小问题。如此种种，这里就提出一个我们大家值得深思的一个问题，即对教学问题的设置应该有自身内在的规律，如何使我们的教育工作者真正做到“有的放矢”，提出一个或一组能在真正意义上引起学生思维风暴的问题，究竟应如何设置？它必定存在着某种参照点。而化学思维能力结构所表达的意义在于：针对不同的知识点（或某一个知识点），依据思维能力与思维品质的基本要求，
