摘 要:本文舉例說明“什么是命題聯(lián)想系統(tǒng)”“為什么要構(gòu)建命題聯(lián)想系統(tǒng)”以及“如何構(gòu)建命題聯(lián)想系統(tǒng)”等問題。通過調(diào)查了解學(xué)生命題聯(lián)想能力的現(xiàn)狀,從而提出幫助學(xué)生建構(gòu)命題聯(lián)想系統(tǒng)提高化學(xué)解題能力的教學(xué)建議。
關(guān)鍵詞:命題聯(lián)想系統(tǒng);聯(lián)想能力;化學(xué);習(xí)題教學(xué);解題能力
一、 問題的提出
評講習(xí)題時,教師常常會把自己的解題思路演示給學(xué)生,“由已知條件……(a),可以看出……(b),然后就可以……(c)”,其實(shí)這就是一個命題聯(lián)想過程,它可以在已知與未知之間架設(shè)橋梁。但問題的關(guān)鍵是,學(xué)生在解題時,就是沒能從a想到b,所以造成思維短路,雖然c所涉及的知識點(diǎn)或方法學(xué)生可能是具備的,卻仍然無法順利給出正確的解答?,F(xiàn)在聽了教師的講解,貌似茅塞頓開,可下一次遇到類似問題,依然會被卡住,因?yàn)樗约合氩坏健?/p>
如何幫助學(xué)生解決“想不到”的困難呢?指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行命題聯(lián)想,進(jìn)而幫助學(xué)生構(gòu)建自己的命題聯(lián)想系統(tǒng),是一個具有可操作性的辦法。有了這樣一個系統(tǒng),學(xué)生才有可能從中檢索到所需要的解題思路和素材,從而進(jìn)行正確的解題。
二、 什么是命題聯(lián)想系統(tǒng)
“命題”一詞在現(xiàn)代哲學(xué)、數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)、語言學(xué)中均有涉及,其意是指一個判斷的語義,通俗地說就是一句陳述性語句所實(shí)際表達(dá)的意思,如“硫酸溶液顯酸性”就是一個命題(命題A)。
“命題聯(lián)想”即由某一命題聯(lián)想到其他的相關(guān)命題,與之相關(guān)的能力通常被稱為聯(lián)想能力或直覺思維能力。依據(jù)知識水平、認(rèn)知能力、理解能力的差異,不同的人對同一命題產(chǎn)生的聯(lián)想存在較大差異。如由上述命題A可聯(lián)想產(chǎn)生下述命題中的部分、全部甚至更多:
命題B——硫酸是一種酸;
命題C——硫酸能電離產(chǎn)生H+;
命題D——硫酸溶液能使石蕊變紅;
命題E——硫酸溶液能與活潑金屬、堿、堿性氧化物、某些鹽溶液(如Na2CO3、BaCl2反應(yīng)……
這些命題之間由此及彼、相互關(guān)聯(lián),聯(lián)結(jié)成知識的線索或網(wǎng)絡(luò)——即形成“命題聯(lián)想系統(tǒng)”?;瘜W(xué)解題過程往往就是通過命題聯(lián)想將問題不斷轉(zhuǎn)換的過程,特別是在解答綜合性、開放性試題時,豐富的命題聯(lián)想系統(tǒng)以及對其中有用命題的快速準(zhǔn)確定位是提高解題速度、準(zhǔn)確性的根本保障。
三、 命題聯(lián)想系統(tǒng)的構(gòu)成
命題聯(lián)想系統(tǒng)的建構(gòu)體現(xiàn)了思維的廣闊性和開放性,但它并非不著邊際天馬行空,了解命題系統(tǒng)的分類有助于教師在日常教學(xué)中有效地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行命題聯(lián)想。
如圖1所示,根據(jù)原始命題與聯(lián)想命題之間的關(guān)系,命題聯(lián)想系統(tǒng)可分為等價命題聯(lián)想系統(tǒng)、下游命題聯(lián)想系統(tǒng)和上游命題聯(lián)想系統(tǒng)。以下面一道題目為例來進(jìn)行說明。
例題:檸檬酸亞鐵(FeC6H6O7是一種易吸收的高效鐵制劑,可由綠礬(FeSO4·7H2O)通過下列反應(yīng)制備:FeSO4+Na2CO3FeCO3↓+Na2SO4
FeCO3+C6H8O7FeC6H6O7+CO2↑+H2O。下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol·L-1計(jì)算)。
(1)制備FeCO3時,選用的加料方式是 (填字母),原因是 。
a. 將FeSO4溶液與Na2CO3溶液同時加入到反應(yīng)容器中
b. 將FeSO4溶液緩慢加入到盛有Na2CO3溶液的反應(yīng)容器中
c. 將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有FeSO4溶液的反應(yīng)容器中
(2)將制得的FeCO3加入到足量檸檬酸溶液中,再加入少量鐵粉,80℃下攪拌反應(yīng)。①鐵粉的作用是 。
②反應(yīng)結(jié)束后,無須過濾,除去過量鐵粉的方法是 。
(一) 等價命題聯(lián)想系統(tǒng)——體現(xiàn)聯(lián)想的廣度
等價命題與原始命題含義相同,只是通過變換角度,使其所表達(dá)的含義更加清晰明朗,從而起到降低難度的作用,也能夠挖掘出更多的隱藏條件。
如表格中關(guān)于Fe2+可以直接提取的命題包括:pH 5.8時Fe2+開始沉淀,pH 8.8時Fe2+沉淀完全。將這兩個命題進(jìn)行組織和排序后不難得出如下等價命題:①pH<5.8時Fe2+尚未開始沉淀;②pH介于5.8~8.8之間時,部分Fe2+形成沉淀,F(xiàn)e2+與Fe(OH)2共存;③pH>8.8時,F(xiàn)e2+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2沉淀;④Fe2+可大量存在于pH<5.8的酸性溶液中;⑤pH越大越易形成Fe(OH)2沉淀……命題④⑤在學(xué)生的命題聯(lián)想系統(tǒng)中出現(xiàn)的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于前3個,而其中的等價命題⑤對于第(1)小題的解答具體非常重要的意義:實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑橹苽銯eCO3,所以應(yīng)盡量避免Fe(OH)2的生成,對比b、c兩個選項(xiàng)不難發(fā)現(xiàn),前者Na2CO3溶液呈現(xiàn)較強(qiáng)的堿性,加入的Fe2+極易轉(zhuǎn)變成Fe(OH)2沉淀;而后者Na2CO3緩慢少量加入,且立刻轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>
FeCO3,可有效避免生成Fe(OH)2。
(二) 下游命題聯(lián)想系統(tǒng)——體現(xiàn)聯(lián)想的深度
如果有了命題A,就可以得出命題C,那么命題C就是A的下游命題。研究從A可以推出些什么命題(C1、C2、C3……),這就得到命題A的下游命題系統(tǒng)。依據(jù)化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn),當(dāng)我們知道體系中含有某一物質(zhì)或微粒,那么與之相關(guān)的一系列物理、化學(xué)性質(zhì)、用途等皆屬于該命題的下游命題系統(tǒng)范疇。
如第(2)小題,將制得的FeCO3加入到足量檸檬酸溶液中,可得到檸檬酸亞鐵溶液,那么由“溶液中含有Fe2+”,即可聯(lián)想得出一系列下游命題:①溶液呈淺綠色;②Fe2+為+2價,屬于中間價態(tài),既有氧化性又有還原性;③Fe2+有較強(qiáng)的還原性,易被氧化;④Fe2+對應(yīng)的堿Fe(OH)2為弱堿,故Fe2+易水解,溶液呈酸性;⑤Fe2+可與OH-結(jié)合生成沉淀……而向該溶液中加入Fe粉,可有效地防止Fe2+被空氣中的氧氣氧化。
(三) 上游命題聯(lián)想系統(tǒng)——體現(xiàn)聯(lián)想的高度
為了得到命題A,需要尋找命題B,那么命題B就是A的上游命題。能夠推得命題A的命題B1、B2、B3……構(gòu)成命題A的上游命題系統(tǒng)。
如第(2)小題后一問,為了除去過量的鐵粉,可以找到這樣幾種方法:過濾法、反應(yīng)轉(zhuǎn)化法……為了得到檸檬酸亞鐵,可以想到的方法有:鐵與檸檬酸反應(yīng)、亞鐵鹽與檸檬酸反應(yīng)、亞鐵鹽與檸檬酸鹽反應(yīng)……將兩個命題系統(tǒng)進(jìn)行比對并取交集,得到除去檸檬酸亞鐵溶液中的鐵的最佳方法:加入檸檬酸,使鐵轉(zhuǎn)化為檸檬酸亞鐵。
四、 高中生“命題聯(lián)想能力”的構(gòu)建策略
對于同一個命題,各人頭腦中形成的命題聯(lián)想系統(tǒng)是各不相同的。學(xué)生的成績越優(yōu)秀,其命題聯(lián)想系統(tǒng)也就越豐富,他們可以把不同時期學(xué)到的知識組合在一起,形成一個知識跨度較大的知識網(wǎng)絡(luò),而其好處是顯而易見的。但對于化學(xué)學(xué)困生而言,他們的聯(lián)想往往停留在較早前形成的知識水平(初中階段),如方程式中的物質(zhì)關(guān)系、系數(shù)關(guān)系,卻無法將新近學(xué)習(xí)到的知識(如氧化還原的相關(guān)概念)納入聯(lián)想系統(tǒng)當(dāng)中。學(xué)生頭腦中缺少的不一定是知識點(diǎn),而是思考的方向。作為化學(xué)教師,我們不但應(yīng)該讓學(xué)生了解聯(lián)想能力的重要性,更應(yīng)該在各個教學(xué)環(huán)節(jié)中有意識地幫助學(xué)生建構(gòu)具有一定寬度的命題聯(lián)想系統(tǒng),從而克服化學(xué)解題中“想不到”這一困難。
(一) 通過實(shí)踐讓學(xué)生感知“命題聯(lián)想”其實(shí)無處不在
聯(lián)想是一個隱性的思維過程,但教師可以想辦法讓這個過程顯性化,讓學(xué)生有直觀的感受。如在復(fù)習(xí)課上利用思維導(dǎo)圖和學(xué)生一起構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò);在習(xí)題講評的過程中,用流程圖將已知和未知之間那個“斷了的橋梁”架起來;在教學(xué)過程中多給學(xué)生一些機(jī)會,讓他們說說自己想到了什么,為什么會想到這些。
(二) 新授課環(huán)節(jié)幫助學(xué)生衍生新的聯(lián)想方向
依然以“溶液中含有Fe2+”這一命題為例,其下游命題聯(lián)想系統(tǒng)在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中被不斷地?cái)U(kuò)充。初中時學(xué)生只能聯(lián)想到“這是一種鹽溶液”“溶液是淺綠色的”等命題,而在進(jìn)入高中之后,學(xué)習(xí)了氧化還原概念,學(xué)生應(yīng)該可以聯(lián)想到“+2價的Fe屬中間價,既有氧化性又有還原性”;學(xué)習(xí)了鐵元素及其化合物相關(guān)知識后,可以聯(lián)想到“Fe2+具有較強(qiáng)的還原性,易被O2、Cl2、HNO3、KMnO4等氧化成Fe3+,所以配制Fe2+溶液時需要加入Fe粉防氧化”;學(xué)習(xí)了鹽類水解之后,可以聯(lián)想到“Fe2+水解使溶液顯酸性,配制溶液時加酸有助于抑制水解”。
但是學(xué)生在不斷地接受新知識的同時,常常出現(xiàn)這樣的狀況:比如在學(xué)習(xí)“鹽類的水解及其應(yīng)用”時,不管是否適用,所有的問題都一股腦地貼上“水解”的標(biāo)簽,可是在學(xué)過一段時間之后,綜合應(yīng)用中卻很難再想到水解問題。由此可見,學(xué)生的命題聯(lián)想是即時的、線性的。
(三) 復(fù)習(xí)課環(huán)節(jié)幫助學(xué)生通過聯(lián)想形成知識網(wǎng)絡(luò)
現(xiàn)在各種各樣的教學(xué)輔導(dǎo)書,都會在課時復(fù)習(xí)的前面列出知識點(diǎn),在單元復(fù)習(xí)的前面列出知識網(wǎng)絡(luò)。但學(xué)生看了這些之后往往都會產(chǎn)生“這些我都知道的,可是一到題目當(dāng)中就不知該怎么辦”的困惑。所以教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生閱讀高考教輔材料中的知識網(wǎng)絡(luò),還要大膽放手讓學(xué)生自己構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。比如在進(jìn)行元素化合物知識的復(fù)習(xí)時,讓學(xué)生動手通過聯(lián)想建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)圖,雖然他們不可能像資料上或者教師一樣考慮得那么周到全面,但最起碼他們可以了解到自己已有的知識體系與預(yù)期的完整知識網(wǎng)絡(luò)之間存在多大的差距,并且產(chǎn)生一種將其修補(bǔ)完整的愿望和沖動。然后再通過學(xué)生之間的相互補(bǔ)充形成完整的體系,雖然花費(fèi)了一定的時間,但其效果遠(yuǎn)比“教師說上半句,學(xué)生補(bǔ)充下半句”的復(fù)習(xí)方法要來得好。
(四) 習(xí)題及試卷講評環(huán)節(jié)幫助學(xué)生通過聯(lián)想架起已知與未知的橋梁
與復(fù)習(xí)課形成知識體系不同,解題時的命題聯(lián)想應(yīng)盡量快速準(zhǔn)確的定位,過多過復(fù)雜的聯(lián)想系統(tǒng)反而會耽擱寶貴的時間。相當(dāng)一部分學(xué)生的解題困難不在于知識點(diǎn)或方法的缺陷,而是想不到要用這個知識點(diǎn)或方法,所以在評講題目時,不能急著告訴學(xué)生先這樣再那樣,而是要告訴學(xué)生為什么要這樣做。有教師在講解比較難的題目時,會把它設(shè)計(jì)成若干個小問題,學(xué)生一個個地回答,也一步步地接近正確答案??墒窍麓?,沒有這些小問題鋪路時,題目依然解不出。所以你應(yīng)該讓學(xué)生知道,你是怎么設(shè)計(jì)這些小問題的,這才是核心和關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn):
[1]陳永明名師工作室.數(shù)學(xué)習(xí)題教學(xué)研究[M].上海:上海教育出版社,2010:18-24.
作者簡介:畢曉昀,江蘇省蘇州市,吳縣中學(xué)。