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思维能力中在思考过程中发展和提高的,而思考过程是别人所代替不了的。因此,在化学教学中,教师必须强调学生学习的主动性,发挥学生的主体作用,从而达到培养思维能力的目的。
培养学生思维能力一般要从以下几个方面着手
一、精心设计问题,激发学生思考
思源于疑,没有问题就无以思维。思维总是从解决问题开始的。因此在化学教学中,教师要通过提出启发性问题或质疑性问题,创设新异的教学情境,给学生创造思维的良好环境,让学生经过思考、分析、比较来加深对知识的理解。例如:在讲硝酸的氧化性时,可提出:酸能跟多种金属反应放出氢气,但是为什么在制备氢气和硫化氢时,却要用盐酸或稀硫酸,而不能应用稀硝酸?在讲述一氧化氮和二氧化氮的性质时,可利用其性质的对比和分析,从而提出除去杂质二氧化氮的方法。在进行硫化氢还原性教学时,启发学生思考:1、硫化氢是酸性物质,为什么不用浓硫酸干燥?2、硫化氢和浓硫酸会发生什么类型的反应?3、硫化氢在反应中作氧化剂还是还原剂?通过设置总是情境,把学生探索的热情激发出来。
设置问题时要抓住教材的重点、难点和关键,问题的内容应潜伏着教材内容的内在联系和符合知识积累的逻辑顺序,一环扣一环,由浅入深,由简单到复杂,叩开学生思维的大门,使学生感到新颖,造成连续的思索,形成持久的内驱力,引起学生思想上的共鸣,活跃课堂气氛,有效地调动每个学生的思维积极性,这样可收到预想不到的效果。
二、采用多种形式训练思维能力
思维方法是人们进行科学研究的手段,是使思维运动通向客观真理的途径和桥梁。科学史上大量的事实证明,没有正确的思维往往就没有科学上的新发现。没有分类法和归纳法,就没有门捷列夫的元素周期表;没有理想实验方法和演绎法就没有爱因斯坦的相对论;没有模型方法就没有原子世界微观结构的发现,没有类比和模拟法,就没有维纳的控制论。
掌握了辩证的思维方法,并实际运用于认识和实践,就能使我们的主体思维能力发生层次的飞跃。
1、基本思维方法的训练
1)分析、比较思维的训练
在教学过程中新知识不断地涌现,新概念不断的引入,这些知识和要领之间既有联系又有区别。比如:量筒、移液管、滴定管、容量瓶,都是容量仪器,都能量出一定体积的液体,所以学生使用时容易混淆。只有引导他们从容量范围,刻度规格以用形状对精确度的影响等方面进行比较,找出各自的特点,学生才能真正理解每一种仪器的用途,才知道在什么情况下,用哪一种仪器。
教师应经常将易混淆的概念有意识地提出来让学生展开思索,进行比较,注意抓住某些模糊或有错误的认识,将原因加以分析,使学生掌握概念的精髓,将错误扼杀在萌芽之始,这样才能使学到的知识正确可靠,而且思路正确,并提高他们的分析比较能力。
2)抽象、概括思维的训练
信息的输入诱发了思维,引起了质疑,从而产生了问题,提出问题总是希望解决问题,实际上是寻找解决所需要的信息。对一个问题的解决有时需要几分钟或稍长时间,有时需要相当长的时间,几十年甚至几个世纪。从教学的实际出发,学生的认识过程大部分属于前者,课堂教育更是如此。在很短的时间内要完成对若干对象的认识过程,因此教师要引导学生积极主动地思维,认真探讨点拨的最佳时机,选择最优的知识媒体。例如在讨论胶体的稳定性时教师提出为什么制得的胶体没有沉淀呢?在学生看书讨论的基础上,播放Fe(OH)3胶体的电教录像,学生可以清楚地看到红色的胶团在阴极附近上下浮动的情境,仅用五分钟就看到了Fe(OH)3的制备、净化和电泳的全过程,使学生很快得出胶体之所以稳定,一是带电胶粒的相互排斥,二是布朗运动的扩散作用。这一认识结果的完成,实际上是对客观对象的本质的规律性的反映。是对所见事实抽象、概括的结果。
3)推理能力的训练
推理是根据一个或几个已知的判断,推导出一个新的判断的思维形式。它可分为归纳推理和演绎推理。归纳推理是从特殊到一般,即从个别的特殊事实推出一般结论的推理。例如:在讲到导体时,从铜、铁、铝、金、银等金属导电,推出一切金属都导电,这就是归纳推理。演绎推理则是从一般到特殊,即从一般原理到个别特殊事例的推理。如以“碱金属元素都具有较强的金属活动性”和“钠是碱金属元素”这两个判断推出“钠具有较强的金属活动性”的结论,在学习元素及化合物时,在学习了某一族元素的代表元素后经常可推理出同族其它元素的主要化学性质。就是演绎推理。在化学教学中经常要要求学生对所学知识进行归纳总结,演绎推理,提高学生的推理能力。
2、学生立体思维训练
立体思维是在基本思维方式的基础上,以智慧为轴心,为学生的思维活动打开一个又一个的空间。变点的线的思维为立体思维,变静态思维为动态思维。培养多系统、多方位、多功能、多角度、多途径的高效率的思维方式,提高思维的品质,用科学的思维方法开启智慧的大门,打破传统和习惯的惰性,产生大量的创造性思维。
1)整体思维。整体思维就是思维的广阔性、高度性和整体性。站得高,看得远,既有广阔的视野又有把握全局的能力。
化学是一门基础学科,它跟工业、农业、国防、日常生活、环境保护、科学技术和其它自然科学、哲学等密切相关。因此,在教学中应经常地理论联系实际,例如在讲二氧化碳时介绍“温室效应”,讲二氧化硫时介绍酸雨的形成和危害,讲卤化银时介绍变色镜的原理,讲乙酸时介绍我国中医用食醋滴鼻治疗感冒等等。在化学教学中结合教材适当地联系实际,不仅培养学生的学习兴趣,同时开阔学生的视野。
2)动态思维。就是用动态平衡的观点观察现象,理解概念,探究物质的性质,掌握物质的制备原理,分析反应规律,从而提高学生分析问题和解决问题的能力。
例如在讲“氨的分子结构和性质”时,通过观察红色喷泉的演示实验后,使学生认识到氨跟水发生了化学反应,并在氨水中存在以下动态平衡:
NH3+H2ONH3•H2ONH4++OH-
运用上式的动态平衡规律,组织讨论下列问题:
(1)氨水中存在哪些微粒?氨水跟液氨有何区别?
(2)氨水应如何保存?为什么?
(3)如何鉴别某一气体是否为氨气?
(4)为什么可以在浓氨水中加入固体烧碱制以氨气?
(5)夏天打开浓氨水瓶子时应注意什么?
通过讨论,增强了氨的性质跟组成、制备、贮存、检验的联系,活跃了思维,变静态为动态,同时也将知识系统化,网络化,提高学生分析问题和解决问题的能力。
3)逆向思维。英国化学家戴维了现了七种元素,这在元素牟发现史上是罕见的。那么他成功的秘诀是什么呢?就在于他运用了逆向思维。当1990年意大利科学家伏特,发现了伏特电池,第一次将化学能变成了电能。化学家戴维则思其反,进行了电化学研究,用电解法制取物质。1907年,他选用电解熔融的苏打和苛性钠制得了钠。同年用电解硼酸制出硼。1908年用电解法制备的汞齐加热制得钙、锶、钡、镁等碱土金属。
教师在教学中对学生进行逆向思维训练,从事物的相反功能去探索、质疑,不仅加深了知识理解,提高思维的灵活性、变通性,也有利于打破传统思维的束缚,甚至会发现个令人惊奇的新天地。如在讲化学键时,可要求学生思考以下是非判断题:
(1)极性分子一定具有极性键,那么具有极性键的化合物一定是极性分子。
(2)只有非极性键的物质一定是非极性分子,那么非极性分子一定具有非极性键。
(3)具有离子键的化合物一定是离子化合物,离子化合物一定都只有离子键等。
4)发散性思维和收敛性思维。发散性思维是沿着不同的方向,不同的角度思考问题,从多方面寻找解决问题的答案的思维形式。收敛性思维是以集中思维为特点的逻辑思维,具有同一性,程序性、比较性三个特点。对于已设计出来的方案,它能按照严格的程序进行;审查比较,以确定目标实现的可能性。所以它又是一种批判的思维过程。
在动物接收时,必须获取动物来源(如具有生产资质的动物繁殖场)、动物品种、出生日期(周龄)、性别、生产记录(繁殖方式等)、繁殖场的微生物监测结果、动物出售时的检疫检查结果和其他必要的信息。除动物的订购单、动物送货单、质量合格证、检疫记录等外,还需要确认是否符合实验方案对动物的要求,以保证动物试验的结果。接收时,除了对动物状态进行观察,还需要对运输笼具、垫料以及运输车内部进行详细观察,以了解动物运输过程中的情况。动物到达实验场所后,应该尽可能进行快速接收,根据动物种类、来源不同,放入互相隔离的检疫动物室,进行分区管理。此外,应检查是否患有可能影响实验结果的疾病。不仅在检疫期内,而且在整个实验过程中对患病或疑似患病的动物要进行妥善的处理,包括向试验负责人进行报告,对该动物进行隔离、淘汰和治疗等处理。动物从接收、检疫、治疗、试验等环节,都必须进行卫生的饲育管理。
2动物和笼具的标识
在试验前,要对动物进行分组,加以标识进行区别。标识应满足清晰、耐久、简便、适用,按照标准操作规程(standardoperatingprocedure,SOP)来实施。不同试验的动物标识应该遵循试验方案的要求,保证同一动物房中的动物标识具有唯一性。笼具应外挂标签,注明专题名称、专题号、动物号、动物辨别号、组别、性别等信息,并通过不同的颜色区分不同的给药剂量组。
3不同种属、不同来源、不同试验的动物隔离饲养
对不同的动物种属、来源不同的动物、携带微生物水平不同的动物都应该隔离饲养;特别是对从不同地区购买的动物、从不同繁育场购买的动物,应该严格地执行隔离饲养。另外,最好避免在同一个动物饲养室进行2个以上的实验;如果不得不这样做的时候,为了避免相互交叉污染,应该尽力设立必要的隔离,并进行清楚、明确的动物标识。
4动物饲养设施的管理
科学的动物饲养管理,以及完善的操作记录,能够保证良好的实验质量。动物饲养环境的各种指标必须在国家法规要求的标准值范围之内,对动物实验结果有影响的因素,要求恒定或设定条件的维持、对保证实验结果的重现性非常重要。如动物饲养室的温度变化超出界限,应采取适当的处理措施,包括及时向试验负责人报告,对空调系统进行检查,为了减少对动物和试验结果的影响,在必要时,将动物移入其他的动物饲养室。对于空调系统的运行记录、报告书等需要妥善保存。动物饲养设施内的空气流向应保持一定,并保持室间压差;动物饲养室内的照明应该明暗交替(12h明/12h暗);对于动物饲养设施内的其他设定条件都需要进行定期检查,如排水口是否有盖子,回水弯是否有注水也需要定期检查。动物饲养设施内如果卫生管理不良,如设施内有害虫或逃亡动物,均不符合要求。动物饲养设施内饲养密度不得过高,实验人员或饲养人员应有足够的空间进行操作。动物饲养管理人员应该具备充分的经验,接受过培训,具有动物饲养管理的知识和技能。实验设施中日常的动物饲养管理必须制定必要的标准操作规程。对动物饲养设施内、动物饲养前室、走廊等地方的清扫、消毒方法和频率进行记录,特别是应该记录应用的洗涤剂、消毒剂的种类,对于这些工作必须制定SOP,并按照SOP来实施。
5动物饲养管理用品的采购、保管和管理
对动物经口食入和身体接触饲料、水、垫料的化学物质、污染的微生物,应该给予重视。最理想的情况是上述材料完全没有污染,但是,采购非常困难。因此,必须在采购饲料、垫料时,设定杂质许可浓度范围,使用符合标准的材料。同样,要设立水质标准,并对动物饮用水质进行检测。饲料常规营养成分指标符合“中华人民共和国国家标准GB14924”,动物饲料化学污染物和微生物指标符合“中华人民共和国国家标准GB14924”。动物饮用水的水质标准,水中污染物含量检测符合最新版中华人民共和国国家标准《实验动物环境及设施》(GB14925)和《生活饮用水卫生标准》(GB5749)。动物饲料的保管场所,应该和动物饲养场所隔离,以避免动物的排泄物或实验物质对饲料产生污染。为了避免极端环境条件引起饲料的变质,应该配备空调或低温设施。此外,还应该防止害虫的入侵和繁殖,保管场所不得出现昆虫、啮齿类的粪便和垃圾等。动物饲料不得靠墙壁放置,也不得直接放在地面上,同时,动物饲料库房内应该遵守先进先出原则,最好不要使用超过制造日期3个月后的饲料。因此,饲料需要放置在地台上,另外,清楚标明批号、制造日期、收纳日期。饲料袋开封后的饲料,应放置在密封的饲料桶中,并移放某处保管。另外,饲料和垫料在接收时需要符合接收标准,在使用前需要进行相应的灭菌。对灭菌状况要进行确认,对给料方法(如实验药物混合在饲料中)、垫料的种类、使用量和交换情况等也要进行检查。对于动物饮用水,特别是动物饮水是井水、自来水或其他水源,是否经过氯气、过滤、去离子、蒸馏等处理,动物的给水是通过给水瓶还是自动饮水装置,饮水瓶的清洗、灭菌方法等需要在SOP中进行规定,并且与前述的分析数据和标准进行对照,确认对水的管理合适。自动饮水装置是否有堵塞,吸口管部的清洗是否适当都需要定期检查确认。
6废弃物的处理
对于动物排泄物以及附着的污物,还有一般生活垃圾、一般污水等,均需要进行卫生处理。这些可以大体分为固体和液体物质,前者主要进行焚烧,后者通过净化槽等进行处理。焚烧的对象主要是粪便、垫料、饲料残渣以及动物尸体。在焚烧之前或者送到焚烧处理机构之前,需要进行临时保管。临时保管要指定保管场所,防止恶臭发生,以及防止害虫、野鼠的侵入,以免成为污染源。尸体大部分经冷冻保管。另外,污水通常通过净化槽贮留,用活性污泥法进行处理。动物饲养管理设施内产生的垃圾包括垫料、注射器、手套等为医疗垃圾,应该由专业机构进行处理,严禁随意处理,以免造成环境污染。实验剩余的供试品要集中收集,统一由专业机构处理,严禁随意倒入下水道。使用过的注射器针头要放入专门的锐器桶内,不能随意丢弃,以免对实验人员或动物造成伤害。
7动物的管理、观察和给药
实验人员和饲养人员必须具备按照SOP要求进行动物管理和动物实验操作的技术和经验。具有临床症状的观察、体重测定、摄食和给水量测定、给药、生物样本(血液、尿、粪便等)的采集和其他基本的实验手法,还必须掌握所承担的实验相关的各种检查。实验人员和饲养人员的简历和培训记录要妥善保存。动物的每日观察应按照相关的SOP进行,在发现死亡或濒死动物时,对濒死动物应该按照相应的SOP尽快处理。
8质量保证部门的检查
一 培养学生的逻辑思维能力是小学数学教学中一项重要任务
思维具有很广泛的内容。根据心理学的研究,有各种各样的思维。在小学数学教学中应该培养什么样的思维能力呢?《小学数学教学大纲》中明确规定,要“使学生具有初步的逻辑思维能力。”这一条规定是很正确的。下面试从两方面进行一些分析。首先从数学的特点看。数学本身是由许多判断组成的确定的体系,这些判断是用数学术语和逻辑术语以及相应的符号所表示的数学语句来表达的。并且借助逻辑推理由一些判断形成一些新的判断。而这些判断的总和就组成了数学这门科学。小学数学虽然内容简单,没有严格的推理论证,但却离不开判断推理,这就为培养学生的逻辑思维能力提供了十分有利的条件。再从小学生的思维特点来看。他们正处在从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段。这里所说的抽象逻辑思维,主要是指形式逻辑思维。因此可以说,在小学特别是中、高年级,正是发展学生抽象逻辑思维的有利时期。由此可以看出,《小学数学教学大纲》中把培养初步的逻辑思维能力作为一项数学教学目的,既符合数学的学科特点,又符合小学生的思维特点。
值得注意的是,《大纲》中的规定还没有得到应有的和足够的重视。一个时期内,大家谈创造思维很多,而谈逻辑思维很少。殊不知在一定意义上说,逻辑思维是创造思维的基础,创造思维往往是逻辑思维的简缩。就多数学生说,如果没有良好的逻辑思维训练,很难发展创造思维。因此如何贯彻《小学数学教学大纲》的目的要求,在教学中有计划有步骤地培养学生逻辑思维能力,还是值得重视和认真研究的问题。
《大纲》中强调培养初步的逻辑思维能力,只是表明以它为主,并不意味着排斥其他思维能力的发展。例如,学生虽然在小学阶段正在向抽象逻辑思维过渡,但是形象思维并不因此而消失。在小学高年级,有些数学内容如质数、合数等概念的教学,通过实际操作或教具演示,学生更易于理解和掌握;与此同时学生的形象思维也会继续得到发展。又例如,创造思维能力的培养,虽然不能作为小学数学教学的主要任务,但是在教学与旧知识有密切联系的新知识时,在解一些富有思考性的习题时,如果采用适当的教学方法,可以对激发学生思维的创造性起到促进作用。教学时应该有意识地加以重视。至于辩证思维,从思维科学的理论上说,它属于抽象逻辑思维的高级阶段;从个体的思维发展过程来说,它迟于形式逻辑思维的发展。据初步研究,小学生在10岁左右开始萌发辨证思维。因此在小学不宜过早地把发展辩证思维作为一项教学目的,但是可以结合某些数学内容的教学渗透一些辩证观点的因素,为发展辩证思维积累一些感性材料。例如,通用教材第一册出现,可以使学生初步地直观地知道第二个加数变化了,得数也随着变化了。到中年级课本中还出现一些表格,让学生说一说被乘数(或被除数)变化,积(或商)是怎样跟着变化的。这就为以后认识事物是相互联系、变化的思想积累一些感性材料。
二 培养学生思维能力要贯穿在小学数学教学的全过程
现代教学论认为,教学过程不是单纯的传授和学习知识的过程,而是促进学生全面发展(包括思维能力的发展)的过程。从小学数学教学过程来说,数学知识和技能的掌握与思维能力的发展也是密不可分的。一方面,学生在理解和掌握数学知识的过程中,不断地运用着各种思维方法和形式,如比较、分析、综合、抽象、概括、判断、推理;另一方面,在学习数学知识时,为运用思维方法和形式提供了具体的内容和材料。这样说,绝不能认为教学数学知识、技能的同时,会自然而然地培养了学生的思维能力。数学知识和技能的教学只是为培养学生思维能力提供有利的条件,还需要在教学时有意识地充分利用这些条件,并且根据学生年龄特点有计划地加以培养,才能达到预期的目的。如果不注意这一点,教材没有有意识地加以编排,教法违背激发学生思考的原则,不仅不能促进学生思维能力的发展,相反地还有可能逐步养成学生死记硬背的不良习惯。
怎样体现培养学生思维能力贯穿在小学数学教学的全过程?是否可以从以下几方面加以考虑。
(一)培养学生思维能力要贯穿在小学阶段各个年级的数学教学中。要明确各年级都担负着培养学生思维能力的任务。从一年级一开始就要注意有意识地加以培养。例如,开始认识大小、长短、多少,就有初步培养学生比较能力的问题。开始教学10以内的数和加、减计算,就有初步培养学生抽象、概括能力的问题。开始教学数的组成就有初步培养学生分析、综合能力的问题。这就需要教师引导学生通过实际操作、观察,逐步进行比较、分析、综合、抽象、概括,形成10以内数的概念,理解加、减法的含义,学会10以内加、减法的计算方法。如果不注意引导学生去思考,从一开始就有可能不自觉地把学生引向死记数的组成,机械地背诵加、减法得数的道路上去。而在一年级养成了死记硬背的习惯,以后就很难纠正。
(二)培养学生思维能力要贯穿在每一节课的各个环节中。不论是开始的复习,教学新知识,组织学生练习,都要注意结合具体的内容有意识地进行培养。例如复习20以内的进位加法时,有经验的教师给出式题以后,不仅让学生说出得数,还要说一说是怎样想的,特别是当学生出现计算错误时,说一说计算过程有助于加深理解“凑十”的计算方法,学会类推,而且有效地消灭错误。经过一段训练后,引导学生简缩思维过程,想一想怎样能很快地算出得数,培养学生思维的敏捷性和灵活性。在教学新知识时,不是简单地告知结论或计算法则,而是引导学生去分析、推理,最后归纳出正确的结论或计算法则。例如,教学两位数乘法,关键是通过直观引导学生把它分解为用一位数乘和用整十数乘,重点要引导学生弄清整十数乘所得的部分积写在什么位置,最后概括出用两位数乘的步骤。学生懂得算理,自己从直观的例子中抽象、概括出计算方法,不仅印象深刻,同时发展了思维能力。在教学中看到,有的老师也注意发展学生思维能力,但不是贯穿在一节课的始终,而是在一节课最后出一两道稍难的题目来作为训练思维的活动,或者专上一节思维训练课。这种把培养思维能力只局限在某一节课内或者一节课的某个环节内,是值得研究的。当然,在教学全过程始终注意培养思维能力的前提下,为了掌握某一特殊内容或特殊方法进行这种特殊的思维训练是可以的,但是不能以此来代替教学全过程发展思维的任务。
(三)培养思维能力要贯穿在各部分内容的教学中。这就是说,在教学数学概念、计算法则、解答应用题或操作技能(如测量、画图等)时,都要注意培养思维能力。任何一个数学概念,都是对客观事物的数量关系或空间形式进行抽象、概括的结果。因此教学每一个概念时,要注意通过多种实物或事例引导学生分析、比较、找出它们的共同点,揭示其本质特征,做出正确的判断,从而形成正确的概念。例如,教学长方形概念时,不宜直接画一个长方形,告诉学生这就叫做长方形。而应先让学生观察具有长方形的各种实物,引导学生找出它们的边和角各有什么共同特点,然后抽象出图形,并对长方形的特征作出概括。教学计算法则和规律性知识更要注意培养学生判断、推理能力。例如,教学加法结合律,不宜简单地举一个例子,就作出结论。最好举两三个例子,每举一个例子,引导学生作出个别判断〔如(2+3)+5=2+(3+5),先把2和3加在一起再同5相加,与先把3和5加在一起再同2相加,结果相同〕。然后引导学生对几个例子进行分析、比较,找出它们的共同点,即等号左端都是先把前两个数相加,再同第三个数相加,而等号右端都是先把后两个数相加,再同第一个数相加,结果不变。最后作出一般的结论。这样不仅使学生对加法结合律理解得更清楚,而且学到不完全归纳推理的方法。然后再把得到的一般结论应用到具体的计算(如57+28+12)中去并能说出根据什么可以使计算简便。这样又学到演绎的推理方法至于解应用题引导学生分析数量关系,这里不再赘述。
三 设计好练习题对于培养学生思维能力起着重要的促进作用