王光朝

[摘 要]

在課堂教學(xué)中，教師要通過構(gòu)建化學(xué)元素觀，促進(jìn)學(xué)生想象思維的形成，豐富學(xué)生想象思維的內(nèi)涵，從而提升學(xué)生想象思維能力，提高課堂教學(xué)效率。

[關(guān)鍵詞]

初中化學(xué);微觀想象;學(xué)科素養(yǎng);教學(xué)策略

一、問題的提出

想象是創(chuàng)造的翅膀，它可以幫助學(xué)生突破現(xiàn)有知識經(jīng)驗(yàn)的局限，有助于學(xué)生深刻理解教材。著名物理學(xué)家愛因斯坦說過：“想象力比知識更重要。因?yàn)橹R是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進(jìn)步，并且是知識進(jìn)化的源泉?！毕胂笏季S是化學(xué)學(xué)習(xí)的基本思維方式。初中化學(xué)學(xué)科教育本身的特點(diǎn)就是圖文并茂，為培養(yǎng)學(xué)生的想象思維提供了良好的環(huán)境和豐富的素材。猜想和假設(shè)是科學(xué)探究中重要的環(huán)節(jié)之一，猜想和假設(shè)本身就是想象。但是化學(xué)學(xué)科的教學(xué)，想象思維并沒有作為顯性教學(xué)目標(biāo)的現(xiàn)象依然存在，在日常的教學(xué)過程中，有些教師很少為學(xué)生提供想象思維和表達(dá)想象的機(jī)會，多數(shù)是以直接呈現(xiàn)圖示的方式或動畫的方式代替想象思維，缺乏相應(yīng)的具有想象力的說明性話語或輔助性話語的啟發(fā)和引導(dǎo)。出現(xiàn)這樣的情況其原因是多方面的，主要還是教師認(rèn)知結(jié)構(gòu)上的不完善，以及教學(xué)理念和方法的偏舊而形成的。

初中生的抽象思維能力較差，化學(xué)思維主要集中于形象思維，易發(fā)散難集中。這也是處于青少年時(shí)代的學(xué)生身上最可寶貴的品質(zhì)，敢想敢做，有很強(qiáng)的求知欲，又不輕易盲從，往往有自己獨(dú)到的見解。那么作為初中化學(xué)教師而言，怎樣在教學(xué)中充分利用一切可供想象的條件和機(jī)會，激發(fā)學(xué)生的想象力，拓展其思維空間，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識能力的飛躍和突破呢？筆者認(rèn)為，可以通過以下3個(gè)教學(xué)策略實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)想象思維的培養(yǎng)，僅供同行們參考。

二、想象思維的3個(gè)教學(xué)策略

（一）構(gòu)建“化學(xué)元素觀”，滲透想象思維的思想

“化學(xué)元素觀”是中學(xué)化學(xué)的核心觀念之一，通過初中化學(xué)的學(xué)習(xí)，學(xué)生首先應(yīng)當(dāng)建立起“化學(xué)元素觀”?！盎瘜W(xué)元素觀”是從元素視角對物質(zhì)及其化學(xué)變化本質(zhì)的深層次理解，它能夠統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)化學(xué)學(xué)科，對學(xué)生分析問題、解決問題能起到至關(guān)重要的作用。

然而，初中生對“元素”概念的理解似乎總有“一知半解”的現(xiàn)象存在，元素概念是初中化學(xué)教學(xué)的難點(diǎn)之一，具體包含以下3個(gè)方面：（1）元素的定義本身比較抽象，元素之間按照什么來劃分，什么是“同一類原子的總稱”，元素和原子有何區(qū)別與聯(lián)系等;（2）從元素的角度來看物質(zhì)，按照元素組成將純凈物劃分為單質(zhì)、化合物、氧化物，如何理解元素的組成與物質(zhì)的性質(zhì)有何關(guān)系;（3）從元素的角度來看化學(xué)反應(yīng)，即元素與化學(xué)反應(yīng)是何關(guān)系，在化學(xué)變化中，元素種類是否發(fā)生改變等。初中階段，從想象思維的角度出發(fā)進(jìn)行教學(xué)，能夠幫助學(xué)生構(gòu)建“化學(xué)元素觀”，進(jìn)一步理解元素的內(nèi)涵和實(shí)質(zhì)，例舉3個(gè)想象思維的教學(xué)活動案例如下（見表1）：

（二）圍繞“化學(xué)微粒觀”，促進(jìn)想象思維的形成

初中化學(xué)概念中的原子、分子、離子，是初中生第一次接觸到的化學(xué)微觀粒子，這些既無法用肉眼觀察，更無法用天平去稱量的粒子，對于初中生而言，學(xué)習(xí)感知的難度比較大，在教學(xué)過程中不可能像科學(xué)家們那樣，使用掃描隧道顯微鏡或原子力顯微鏡進(jìn)行觀察，證實(shí)其存在。因此要使得處于“信其有，不信則無”飄渺狀態(tài)的初中生信服，就得引導(dǎo)學(xué)生充分發(fā)揮微觀想象。微觀想象既是化學(xué)想象的重要內(nèi)容和特征，也是學(xué)習(xí)、認(rèn)識微觀化學(xué)世界的重要手段和工具。

初中化學(xué)微粒觀主要涉及到：微粒分為分子、原子和離子;原子構(gòu)成分子，原子得失電子成為離子;微粒構(gòu)成物質(zhì);微粒具有一定的質(zhì)量、在不停地?zé)o規(guī)則運(yùn)動、相互之間有一定間隙的性質(zhì)以及原子結(jié)構(gòu)理論等。在建構(gòu)這些微粒觀時(shí)，需要建立兩種想象思維：（1）推論性想象思維;（2）理論模型想象思維。

建構(gòu)微粒的性質(zhì)主要采用推論性想象思維，例如分子的大小，滬教版中的案例：用膠頭滴管滴下的1滴水（約0.05g）中約有1.7×1021個(gè)水分子，如果把1滴水放大到地球那么大，則1個(gè)水分子僅相當(dāng)于1個(gè)乒乓球那么大。但是學(xué)生對地球的大小沒有直接的親身感受，因此還很難想象一個(gè)水分子的大小?？梢匝a(bǔ)充以下案例：2014年1月，北京大學(xué)科學(xué)家在學(xué)科學(xué)領(lǐng)域取得重大突破，通過水分子的亞分子級分辨成像分析得出：水分子的直徑只有一根頭發(fā)的百萬分之一，且流動性非常強(qiáng)。由此推論想象，水分子之小。通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，推論想象微粒的性質(zhì)也是一個(gè)非常重要的途徑。例如：水與酒精等體積混合實(shí)驗(yàn)，一定量體積的水V1與相等體積的酒精V2相混合，V總

建構(gòu)微粒的另一種想象是理論模型想象思維。如：原子結(jié)構(gòu)的探究，想象道爾頓原子模型、湯姆生原子模型、盧瑟福原子模型分別是什么樣的？它們又有哪些相似之處和不同點(diǎn)？并將想象的模型在紙上畫出來，想象原子內(nèi)部有較大的空間，電子圍繞原子核作高速運(yùn)轉(zhuǎn)，讓學(xué)生感受粒子間的關(guān)系以及粒子的差異性，深入認(rèn)識原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、原子核外電子的分布及其在化學(xué)變化中的表現(xiàn)，形成正確的原子結(jié)構(gòu)微粒觀，為高中化學(xué)的“電子云”“軌道”等概念打下基礎(chǔ)。

想象思維的形成還有利于幫助學(xué)生在建構(gòu)化學(xué)理論時(shí)，由靜態(tài)認(rèn)識方式向動態(tài)認(rèn)識方式轉(zhuǎn)變。例如：學(xué)生在認(rèn)識物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)時(shí)，大多是持有靜態(tài)的觀點(diǎn)，認(rèn)為單質(zhì)、化合物就是原子和原子的簡單結(jié)合，是處于靜止?fàn)顟B(tài)的。如氯化鈉就是氯離子旁邊放置一個(gè)鈉離子，而且有些學(xué)生受氯化鈉化學(xué)式的影響，形成一種定勢思維，認(rèn)為鈉離子一定在氯離子的左邊，缺少離子是運(yùn)動的觀念。通過想象使學(xué)生懂得氯離子和鈉離子之間不僅存在著相互作用，而且在一定的平衡位置上振動。

（三）凸顯“化學(xué)符號觀”，豐富想象思維的內(nèi)涵

化學(xué)依靠“中介橋梁”——化學(xué)用語和符號構(gòu)建起研究宏觀物質(zhì)與微觀分子的橋梁。在跨越宏觀、微觀的過程中，豐富的想象力和邏輯思維能力是極其重要的。1991年，蘇格蘭Johnstone教授首次提出化學(xué)學(xué)習(xí)要從宏觀、微觀、符號3種水平上進(jìn)行，從宏觀到微觀再到符號既是教科書中內(nèi)容的邏輯順序，也是學(xué)生化學(xué)認(rèn)知發(fā)展的軌跡，“宏—微—符”3種水平相結(jié)合思維方式的形成需要想象。想象思維在宏觀認(rèn)識和微觀認(rèn)識之間發(fā)揮著“橋梁性”作用，想象思維是宏觀—微觀—符號認(rèn)識的復(fù)合體。

在科學(xué)活動中，經(jīng)常把感覺而來的具體形象抽象為一種幾何圖形，這就需要學(xué)生具有一定的直覺想象力，否則無法理解這里的“電子層”的意思，對于Mg2+、Cl-的含義也就一知半解了。因而構(gòu)建“智力圖像”能夠很好地幫助學(xué)生深度理解“宏—微—符”三者的關(guān)系。所謂“智力圖像”指的是具有某種程度抽象的、模式化了的“形象”。它不是一般意義上的具體圖形，而是一種形式化的抽象，它具有介于具體形象和概念抽象之間的某種過渡性。如原子結(jié)構(gòu)理論中的“軌道”“電子層”，等等，就是一種具有某種抽象性的智力圖像模型，這里并非真有形象性的“軌道”“層次”之類的東西，只不過是電子在原子核外的幾率密度分布的智力圖像。

任何一個(gè)或一類客觀事物，在人腦的主觀映像中都會有具體形象（宏觀）、智力圖像（微觀）、抽象概念（符號）這3種基本狀態(tài)。例如：氯化鈉的主觀映像的3種狀態(tài)（圖2）：

在建立化學(xué)符號時(shí)要注意三重表征形式的相互滲透，如圖3中的單線箭頭，從化學(xué)方程式聯(lián)想到文字表達(dá)式和物質(zhì)微觀粒子及其變化，從微觀粒子變化聯(lián)想到宏觀物質(zhì)變化。

三、教學(xué)思考

想象是激發(fā)創(chuàng)新的一種源泉，是促進(jìn)學(xué)生智力發(fā)展和身心健康成長的一種酵素，沒有豐富的想象經(jīng)歷就不可能理解科學(xué)本質(zhì)。初中化學(xué)屬于起始學(xué)科，學(xué)生心目中對化學(xué)充滿著無限的好奇與興趣，是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生想象力的最佳時(shí)期。課堂上多留給學(xué)生一些思考、想象的空間和機(jī)會，也許起初學(xué)生的想象可能是非常地稚嫩可笑，甚至是不可思議的，我們的老師要有寬容的心態(tài)，莫用冷嘲熱諷的話語傷害學(xué)生;莫用鄙視的眼光面對學(xué)生;莫認(rèn)為這是在浪費(fèi)大家的時(shí)間，允許學(xué)生大膽表白自己的想象，允許學(xué)生將想象的內(nèi)容敘述完整，允許學(xué)生有自己獨(dú)到的見解或想法，哪怕是“標(biāo)新立異”，或與教材中結(jié)論相悖時(shí)，都要給予支持與鼓勵(lì)。鼓勵(lì)學(xué)生與老師平等對話，容許學(xué)生獨(dú)立思維、自由發(fā)表言論，不強(qiáng)求標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的答案。要知道“學(xué)生都是朝著教師鼓勵(lì)的方向發(fā)展”。錯(cuò)誤是極好的學(xué)習(xí)機(jī)會，失敗是成功的基礎(chǔ)，最重要的是教師要有“雅量”，要為學(xué)生的自由想象營造寬松的環(huán)境，為學(xué)生的想象力發(fā)展“保駕護(hù)航”，鼓勵(lì)學(xué)生對微觀世界進(jìn)行大膽想象，克服思維定勢、從眾心理和權(quán)威意識，并提出相對合理的解釋。想象力的培養(yǎng)永遠(yuǎn)勝過一兩道書面習(xí)題的練習(xí)。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]何彩霞.圍繞“化學(xué)元素觀”展開深入學(xué)習(xí)[J].化學(xué)教育，2013（34）.

[2]胡久華.化學(xué)課程與學(xué)生認(rèn)識素養(yǎng)發(fā)展[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

（責(zé)任編輯：張華偉）