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教与学的困惑：教与学的困惑：中学生如何从化学难学的困境中走出来中学生如何从化学难学的困境中走出来华中师范大学华中师范大学华中师范大学华中师范大学化学教育研究所化学教育研究所化学教育研究所化学教育研究所王后雄王后雄王后雄王后雄一、化学学科课程内容自身形成的难度一、化学学科课程内容自身形成的难度二、化学学习的内部思维方式的难度二、化学学习的内部思维方式的难度三、化学学习的综合方法的难度三、化学学习的综合方法的难度四、化学问题解决的机制的难度四、化学问题解决的机制的难度五、化学产生式系统的难度五、化学产生式系统的难度六、不懂记忆方法而形成记忆的难度六、不懂记忆方法而形成记忆的难度七、教学设计及实施策略不当而形成的学习难度七、教学设计及实施策略不当而形成的学习难度一线调查：一线调查：在化学成绩不佳的班级里：在化学成绩不佳的班级里：60%60%学生认为化学属难学的学科学生认为化学属难学的学科 25%25%学生因难学而失去学科兴趣学生因难学而失去学科兴趣 20.9%20.9%学生因难学而产生学生因难学而产生“厌学厌学”探讨难度成因，清除学生学习障碍，降低学习难度，探讨难度成因，清除学生学习障碍，降低学习难度，促进学生成功、高效地学习促进学生成功、高效地学习化学教师责任！化学教师责任！新课程标准来了，新课程标准来了，新教材怎么教？新教材怎么教？困困惑惑盲盲区区 化学概念和理论具有较强的概念性和抽象性，化学概念化学概念和理论具有较强的概念性和抽象性，化学概念本身是发展的，学生从感知概念到形成概念，在认识过程中本身是发展的，学生从感知概念到形成概念，在认识过程中逐步深化，容易导致认知中的无序性和不稳定性。逐步深化，容易导致认知中的无序性和不稳定性。一、化学学科课程内容自身形成的难度一、化学学科课程内容自身形成的难度1.1.化学概念和理论具有较强的概念性和抽象性化学概念和理论具有较强的概念性和抽象性资料链接：资料链接：化学理论性知识的内容化学理论性知识的内容 从内容上考察，中学教材中的化学概念大致可分为有关从内容上考察，中学教材中的化学概念大致可分为有关物质组成、结构、性质、变化和化学量等几类；化学原理主物质组成、结构、性质、变化和化学量等几类；化学原理主要包括化学定律、物质结构理论、元素周期律、电离理论、要包括化学定律、物质结构理论、元素周期律、电离理论、化学反应速率和化学平衡等。化学反应速率和化学平衡等。案例1：分子的概念分子是保持物质化学性 质的最小粒子。概念分析：概念分析：在心理学上，一般把概念定义为在心理学上，一般把概念定义为“符号所代表的具有共同关键符号所代表的具有共同关键特征的一类事物或性质特征的一类事物或性质”。大多数概念都包含。大多数概念都包含4 4个方面：概念名称、个方面：概念名称、概念定义、概念例证和概念属性。概念定义、概念例证和概念属性。（1 1）概念名称：）概念名称：“分子分子”。（2 2）概念定义：）概念定义：“分子是保持物质化学性质的最小粒子分子是保持物质化学性质的最小粒子”。（3 3）概念例证：一切符合分子定义的微粒都是分子的例证。如）概念例证：一切符合分子定义的微粒都是分子的例证。如H H2 2O O、O O2 2又称为概念的正例。一切不符合分子定义的微粒，如空气、又称为概念的正例。一切不符合分子定义的微粒，如空气、C C被称为概念的反例。被称为概念的反例。（4 4）概念属性：又称关键特征。是指概念的一切正例的共同本质）概念属性：又称关键特征。是指概念的一切正例的共同本质 属性。如属性。如“粒子粒子”、“化学性质化学性质”。学习分子概念首先要抓住核心概念的定义及其直接相关学习分子概念首先要抓住核心概念的定义及其直接相关的中心内容，其次要抓住其他的性质特征，然后再抓住它与的中心内容，其次要抓住其他的性质特征，然后再抓住它与其他知识的联系。其他知识的联系。一个化学概念的获得，既包括对它本身涵义的理解，同一个化学概念的获得，既包括对它本身涵义的理解，同时还包括对不同概念间的各种相互联系的理解。新的概念只时还包括对不同概念间的各种相互联系的理解。新的概念只有纳入相应的概念系统中，与其他概念建立起必然的联系，有纳入相应的概念系统中，与其他概念建立起必然的联系，才能被学习者全面、深刻地理解和掌握。概念图策略是指学才能被学习者全面、深刻地理解和掌握。概念图策略是指学习者按照自己对知识的理解，用结构网络的形式表示概念的习者按照自己对知识的理解，用结构网络的形式表示概念的意义以及与其他概念之间联系的一种策略。意义以及与其他概念之间联系的一种策略。资料链接：资料链接：概念图概念图 一个完整的概念图要包括命题、层次等级、横向联系和实例一个完整的概念图要包括命题、层次等级、横向联系和实例4 4个方面：个方面：（1 1）命题：命题是两个概念通过某个连接词而形成的，例如）命题：命题是两个概念通过某个连接词而形成的，例如“分子分子是构成物质的最小粒子是构成物质的最小粒子”这个命题是通过这个命题是通过“是是”而形成的。而形成的。（2 2）层次等级：概念图中的概念必须是有层次的，这以概念的抽）层次等级：概念图中的概念必须是有层次的，这以概念的抽 象水平为依据。一般说来，最抽象的概念列于图的上方，具体象水平为依据。一般说来，最抽象的概念列于图的上方，具体 的实例列于图的下方，中间按抽象程度依次排列各个概念。的实例列于图的下方，中间按抽象程度依次排列各个概念。（3 3）横向联系：概念图必须反映同一或不同抽象层次概念之间的）横向联系：概念图必须反映同一或不同抽象层次概念之间的 “横向横向”联系，这种联系的揭示往往标志着学生的创造能力。联系，这种联系的揭示往往标志着学生的创造能力。（4 4）实例：概念图不只是抽象的概念，还需要用具体实例丰富和）实例：概念图不只是抽象的概念，还需要用具体实例丰富和 加深学生对概念的认识。加深学生对概念的认识。分子的概念图（分子的概念图（-表明制作的步骤）表明制作的步骤）粒子2.2.化化学学知知识识具具有有“深深”、“杂杂”、“混混”、“特特”等等 特征特征 所谓所谓“深深”，是指理论知识比较抽象、深奥、学生不易，是指理论知识比较抽象、深奥、学生不易掌掌 握它的内涵、实质。握它的内涵、实质。中学生较难理解的化学概念及理论：中学生较难理解的化学概念及理论：分子、原子、化合价、相对原子质量、催化剂、物质的量、分子、原子、化合价、相对原子质量、催化剂、物质的量、电子云、同系物、化学平衡、电离平衡等。电子云、同系物、化学平衡、电离平衡等。所所谓谓“杂杂”，是是指指化化学学问问题题头头绪绪繁繁杂杂、难难懂懂，学学生生理理不不清清 线索，找不到解题的突破口。线索，找不到解题的突破口。为什么镁带燃烧发出耀眼的白光，并有明显的火焰产生，为什么镁带燃烧发出耀眼的白光，并有明显的火焰产生，而铁在氧气中燃烧是火星四射而不会有火焰，镁在空气中燃而铁在氧气中燃烧是火星四射而不会有火焰，镁在空气中燃烧的最终产物为什么是烧的最终产物为什么是MgOMgO，而难见得有黄绿色的而难见得有黄绿色的MgMg3 3N N2 2生生成？成？案例案例2 2：金属燃烧现象的本质的探讨：金属燃烧现象的本质的探讨：空空气气中中存存在在着着大大量量的的氧氧气气和和氮氮气气，而而镁镁既既能能在在氧氧气气中中燃燃烧，又能在氮气中燃烧。烧，又能在氮气中燃烧。2 2Mg+OMg+O2 2=2=2MgOMgO 3Mg+N3Mg+N2 2=Mg=Mg3 3N N2 2 MgMg3 3N N2 2是是黄黄绿绿色色粉粉末末或或块块状状固固体体，它它在在800800时时可可分分解解成成镁镁和和氮氮气气，镁镁燃燃烧烧的的火火焰焰温温度度高高于于800800，那那么么即即使使有有MgMg3 3N N2 2生生成，生成的成，生成的MgMg3 3N N2 2也会分解，即燃烧的最终产物是也会分解，即燃烧的最终产物是MgOMgO。火火焰焰是是气气体体燃燃烧烧的的现现象象，由由镁镁燃燃烧烧有有火火焰焰可可知知，镁镁在在燃燃烧烧的的过过程程中中一一定定产产生生了了镁镁蒸蒸气气，可可见见镁镁的的沸沸点点不不会会太太高高，经经查查：镁镁的的熔熔点点为为651651，沸沸点点为为11071107，铁铁在在氧氧气气中中反反应应放放出出的的热热量量不不能能达达到到铁铁的的沸沸点点，故故铁铁在在氧氧气气中中的的反反应应现现象象是是火火星星四射不会有火焰四射不会有火焰。点燃点燃 点燃点燃 化学是一门描述性的自然科学，它不同于理科中的数化学是一门描述性的自然科学，它不同于理科中的数学和物理。化学中存在着逻辑推理，但又不全是演绎推理。学和物理。化学中存在着逻辑推理，但又不全是演绎推理。化学学科也让我们更深切地感到我们对世界的解释其实只化学学科也让我们更深切地感到我们对世界的解释其实只是对世界的说明。对这样的一门课程，在教学设计时如果是对世界的说明。对这样的一门课程，在教学设计时如果不刻意挖掘教学内容的思维性，就会使学生对化学的学习不刻意挖掘教学内容的思维性，就会使学生对化学的学习失去兴趣。失去兴趣。启示：启示：所谓所谓“混混”，是指对若干化学问题的区分点把握不准，是指对若干化学问题的区分点把握不准，分分 辨不清，学生往往将似是而非的问题搞混淆；与其他学辨不清，学生往往将似是而非的问题搞混淆；与其他学 科相比，化学学科知识最大的劣势在于知识体系不够完科相比，化学学科知识最大的劣势在于知识体系不够完 美，显得分散、零碎，往往是用这种理论解释这种现象美，显得分散、零碎，往往是用这种理论解释这种现象 ，另一种相似的现象就必须用完全不同的另一种理论来，另一种相似的现象就必须用完全不同的另一种理论来 解释。解释。一线调查：一线调查：有有48.248.2的的同同学学受受到到潜潜在在假假设设“Mg(OH)Mg(OH)2 2易易溶溶于于酸酸中中”的的影影响响，错错答答为为：由由于于NHNH4 4+水水解解显显酸酸性性，H H+与与OHOH-结结合合生生成成H H2 2O O，而使而使c c(OH(OH-)减少，使减少，使Mg(OH)Mg(OH)2 2(s)(s)MgMg2+2+2OH+2OH-溶解平衡向右溶解平衡向右移动，故移动，故Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀溶解。沉淀溶解。反驳论据：反驳论据：在在Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀中加入浓的沉淀中加入浓的CHCH3 3COONHCOONH4 4溶液，结果沉淀也溶液，结果沉淀也完全溶解。完全溶解。案例案例3 3：在制得的在制得的Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀中加入浓的沉淀中加入浓的NHNH4 4ClCl溶液，沉淀完溶液，沉淀完 全溶解，其原因是全溶解，其原因是_。启示：启示：在解题指导中，教师要不失时机地提醒学生不要依从旧在解题指导中，教师要不失时机地提醒学生不要依从旧经验和主观臆断想当然地构建题设条件，要潜移默化地培养经验和主观臆断想当然地构建题设条件，要潜移默化地培养学生养成言必有理，推必有据的习惯。学生养成言必有理，推必有据的习惯。答案为：在溶解平衡中，加入的铵盐电离出的答案为：在溶解平衡中，加入的铵盐电离出的NHNH4 4+与与OHOH-结合成结合成NHNH3 3H H2 2O O而使而使c(OHc(OH-)减少，减少，Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀溶解。沉淀溶解。所所谓谓“特特”，是是指指许许多多化化学学规规律律普普遍遍性性中中存存在在特特殊殊性性，一一般般 规律中有特例，学生容易犯以偏概全的错误规律中有特例，学生容易犯以偏概全的错误。（1 1）酸酐都是酸性氧化物。（）酸酐都是酸性氧化物。（）反例：乙酸酐反例：乙酸酐(CHCH3 3COOCOO)2 2O O不是氧化物。不是氧化物。（2 2）原子晶体的熔点一定比离子晶体高。（）原子晶体的熔点一定比离子晶体高。（）反例：反例：SiOSiO2 2（原子晶体，熔点：原子晶体，熔点：17231723）比）比AlAl2 2O O3 3（离子晶体，熔点：离子晶体，熔点：20542054）低。）低。（3 3）在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。（）在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。（）反例：金属晶体中有金属阳离子而无阴离子。反例：金属晶体中有金属阳离子而无阴离子。（4 4）构成分子晶体的粒子一定含有共价键。（）构成分子晶体的粒子一定含有共价键。（）反例：由稀有气体构成的分子晶体中不含共价键。反例：由稀有气体构成的分子晶体中不含共价键。在中学知识范畴内可以归纳出一百多条在中学知识范畴内可以归纳出一百多条“不一定不一定”的特例。的特例。3.3.化学知识的阶段性和不稳定性化学知识的阶段性和不稳定性 认认知知心心理理学学家家奥奥苏苏贝贝尔尔（AusubelAusubel D D P P）认认为为，概概念念和和原原理理学学习习的的实实质质是是新新概概念念与与学学生生认认知知结结构构中中原原有有的的概概念念通通过过相相互互作作用用，建建立立其其内内在在的的逻逻辑辑联联系系。新新旧旧概概念念的的相相互互作作用用，就就是是新新旧旧意意义义的的同同化化，其其结结果果是是新新概概念念纳纳入入原原有有的的认认知结构中，原有的认知结构得以丰富和扩大。知结构中，原有的认知结构得以丰富和扩大。所所谓谓概概念念同同化化策策略略就就是是指指学学习习者者利利用用原原有有认认知知结结构构中中适适当当的的概概念念来来学学习习新新概概念念的的一一种种方方法法。在在概概念念同同化化学学习习中中，学习者认知结构中原有的概念起着决定作用。学习者认知结构中原有的概念起着决定作用。资料链接：资料链接：认知结构认知结构 认知结构简单地讲就是一个人在某一知识领域的全部认知结构简单地讲就是一个人在某一知识领域的全部内容及其组织。从内容上看，认知结构就是头脑中的知识内容及其组织。从内容上看，认知结构就是头脑中的知识结构；从组织上看，认知结构是指知识程度的层次性，人结构；从组织上看，认知结构是指知识程度的层次性，人们能否习得新信息决定于其头脑中已有的认知结构的层次。们能否习得新信息决定于其头脑中已有的认知结构的层次。有利于新知识获得的良好认知结构应具备概括性、稳定性有利于新知识获得的良好认知结构应具备概括性、稳定性和清晰性和清晰性3 3个基本特征。个基本特征。运用概念同化策略，一般经历运用概念同化策略，一般经历3 3个环节：个环节：首先，寻找并激活认知结构中与新概念学习相关的已有首先，寻找并激活认知结构中与新概念学习相关的已有概念，这是概念同化的前提，通过将新概念与已有概念建立概念，这是概念同化的前提，通过将新概念与已有概念建立联系，初步理解新概念的涵义。联系，初步理解新概念的涵义。其次，将新概念与原有概念进行精确类比。这个过程包其次，将新概念与原有概念进行精确类比。这个过程包含了对新旧概念的各方面之间的比较，既要找出二者的相同含了对新旧概念的各方面之间的比较，既要找出二者的相同之处，又要认识到其差异，毕竟它们不完全相同。这是在新之处，又要认识到其差异，毕竟它们不完全相同。这是在新旧概念之间建立联系的过程，是概念同化策略的关键。旧概念之间建立联系的过程，是概念同化策略的关键。概概念念同同化化策策略略能能够够较较精精确确地地将将新新旧旧概概念念联联系系起起来来，使使学学习习者者运运用用已已有有的的概概念念去去掌掌握握新新概概念念。在在概概念念同同化化过过程程中中，学学习习者者是是否否具具有有与与新新概概念念学学习习相相关关的的适适当当概概念念，以以及及这这些些概念的清晰性和稳定性是影响概念同化的重要因素。概念的清晰性和稳定性是影响概念同化的重要因素。最后，将相关的概念融会贯通，使新概念以适当的方式最后，将相关的概念融会贯通，使新概念以适当的方式纳入认知结构之中，形成系统的概念网络体系，便于记忆和纳入认知结构之中，形成系统的概念网络体系，便于记忆和运用。运用。案例案例案例案例4 4：新旧知识对同化策略和认知结构破坏性影响的案例：新旧知识对同化策略和认知结构破坏性影响的案例：新旧知识对同化策略和认知结构破坏性影响的案例：新旧知识对同化策略和认知结构破坏性影响的案例原知识原知识新知识新知识（1）CO2既不能燃烧也不能支持燃烧既不能燃烧也不能支持燃烧镁在镁在CO2中可以燃烧中可以燃烧（2）可燃物燃烧的条件：可燃物燃烧的条件：与氧气接触；与氧气接触；氢气在氯气中燃烧氢气在氯气中燃烧（3）由较强的酸可以制得较弱的酸由较强的酸可以制得较弱的酸H2S+CuSO4=CuS+H2SO4（4）金属活动顺序表及置换反应规律金属活动顺序表及置换反应规律工业制钾工业制钾Na+KClNaCl+K（5）失去氧的物质发生还原反应，属还原剂失去氧的物质发生还原反应，属还原剂Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O中中Na2CO3的的作作用用是是。4.4.许许多多化化学学知知识识游游离离于于宏宏观观与与微微观观之之间间形形成成认知跨度认知跨度 中中学学化化学学的的许许多多知知识识游游离离于于宏宏观观与与微微观观之之间间，例例如如对对宏宏观观的的实实验验现现象象的的观观察察分分析析必必然然抽抽象象出出某某种种物物质质的的性性质质及及某某种种规规律律，这这些些性性质质或或规规律律又又可可以以用用物物质质结结构构等等基基本本理理论论来来解解释释（或或从从中中推推理理出出基基本本概概念念和和基基本本理理论论）。学学生生的的认认知知过过程程要要在在宏宏观观和和微微观观、外外显显和和内内在在之之间间完完成成跨跨越越。每每一一个个逻逻辑辑程程序序是是完完成成认认知知全全过过程程的的必必要要环环节节，中中断断一一个个环环节节就就会会造造成成局局部部的的认认知知障障碍碍甚甚至至思思维维障障碍碍（不不从从学学生生的的认认知知心理着眼，这些环节的断裂是经常出现的）。心理着眼，这些环节的断裂是经常出现的）。案例案例5 5：物质的熔（沸）点教学：物质的熔（沸）点教学 大体环节是：晶体的组成粒子在固定位置附近振动大体环节是：晶体的组成粒子在固定位置附近振动是由于粒子间相互作用的结果（化学键或分子间力）是由于粒子间相互作用的结果（化学键或分子间力）升高升高温度使粒子获得能量而相互间距离增大，作用力减弱温度使粒子获得能量而相互间距离增大，作用力减弱到一到一定温度粒子挣脱原作用力束缚而相对自由运动谓之熔化（或定温度粒子挣脱原作用力束缚而相对自由运动谓之熔化（或升华），此温度就是所谓熔点（举一反三可解释冷却结晶的升华），此温度就是所谓熔点（举一反三可解释冷却结晶的温度谓之凝固点）温度谓之凝固点）粒子间相互作用越强，熔点越高粒子间相互作用越强，熔点越高相互相互作用力与化学键能或分子间力大小有关作用力与化学键能或分子间力大小有关温度是键断裂或挣温度是键断裂或挣脱粒子间作用力需要的能量的外显数据。每一个环节就好像脱粒子间作用力需要的能量的外显数据。每一个环节就好像一个知识阶梯，循规律设置知识阶梯，有助于学生克服认知一个知识阶梯，循规律设置知识阶梯，有助于学生克服认知障碍，降低认知难度。障碍，降低认知难度。教学与学法启示教学与学法启示 化学概念及理论要体现直观性、关联性和发展性的特点化学概念及理论要体现直观性、关联性和发展性的特点，要善于从学生熟悉的身边的真实现象导入，使学生从感知，要善于从学生熟悉的身边的真实现象导入，使学生从感知知识到形成知识；对中学阶段无法给出严格的科学定义或学知识到形成知识；对中学阶段无法给出严格的科学定义或学生难以理解的概念，宜用泛指、列举或比喻的手段去说明。生难以理解的概念，宜用泛指、列举或比喻的手段去说明。国际科学界建议采用国际科学界建议采用“物质的量物质的量”将一定数目的原子、离子或分子将一定数目的原子、离子或分子 等微观粒子与可称量物质联系起来。（过渡式等微观粒子与可称量物质联系起来。（过渡式人教版）人教版）为此，在化学中采用物质的量来计量大量微粒的集合体中微粒的为此，在化学中采用物质的量来计量大量微粒的集合体中微粒的 多少。（因果式多少。（因果式苏教版）苏教版）物质的量，像长度、质量、时间、电流等物理量一样，也是一种物质的量，像长度、质量、时间、电流等物理量一样，也是一种 物理量。（类比式物理量。（类比式鲁科版）鲁科版）也可以通过同类实验现象的分析，从经验中概括出有关也可以通过同类实验现象的分析，从经验中概括出有关属性；微观概念可借助宏观现象或学生的直接经验去描述，属性；微观概念可借助宏观现象或学生的直接经验去描述，以降低学习难度。以降低学习难度。案例案例6 6：“物质的量物质的量”概念学习概念学习 实验实验1 1：在试管中加入：在试管中加入5 5mLmL 5%5%的过氧化氢溶液，把带火的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，木条是否复燃？星的木条伸入试管，木条是否复燃？实验实验2 2：向试管中加入称量的少量二氧化锰，把带火星：向试管中加入称量的少量二氧化锰，把带火星 的木条伸入试管，观察发生现象。的木条伸入试管，观察发生现象。实验实验3 3：待实验：待实验2 2的试管中没有气泡时，重新加入过氧的试管中没有气泡时，重新加入过氧 化氢溶液，观察发生的现象。化氢溶液，观察发生的现象。实验实验4 4：实验后把二氧化锰洗净、干燥，再称量，看：实验后把二氧化锰洗净、干燥，再称量，看 二氧化锰的质量有无变化。二氧化锰的质量有无变化。CuOCuO、FeFe2 2O O3 3、CuSOCuSO4 4溶液代替溶液代替MnOMnO2 2做试验，有什么结果？做试验，有什么结果？形成催化剂的概念形成催化剂的概念 案例案例7 7：“催化剂催化剂”概念学习概念学习 运运用用概概念念形形成成策策略略时时，概概念念的的具具体体例例证证越越丰丰富富，关关键键特特征征越越明明显显，越越有有利利于于概概念念的的学学习习和和理理解解。概概念念学学习习不不仅仅要要求求学学生生掌掌握握一一类类事事物物的的共共同同本本质质特特征征，而而且且要要求求它它能能排排除除非非本本质质特特征征。因因此此，在在学学习习中中应应重重视视通通过过变变式式与与比比较较的的方方式式，使使学生对概念的理解更清楚、更准确。学生对概念的理解更清楚、更准确。图图式式表表征征是是以以图图表表的的方方式式组组织织和和表表征征信信息息。图图式式表表征征减减少少繁繁冗冗累累赘赘的的文文字字叙叙述述，直直观观简简明明地地呈呈现现出出知知识识的的结结构构性性和和认认知知的的整整合合性性，有有助助于于学学生生对对知知识识的的理理解解和和概概括括。常常用用的的图图式式有有概概念念图图、韦韦恩恩图图、数数轴轴法法、示示意意图图、曲曲线线图图、知知识识网网络络图、表格等。图、表格等。案例案例8 8：相对原子质量：相对原子质量 （义务教育化学课程标准实验教科书上册，上海教育出版社义务教育化学课程标准实验教科书上册，上海教育出版社）评评注注：对对初初中中生生而而言言，相相对对原原子子质质量量的的概概念念定定义义复复杂杂、抽抽象象，仅仅用用文文字字说说明明有有一一些些学学生生难难以以理理解解。通通过过以以上上图图示示，使抽象概念具体化，降低了知识学习的难度。使抽象概念具体化，降低了知识学习的难度。化学学习中的抽象思维方法主要包括科学抽象（概念和化学学习中的抽象思维方法主要包括科学抽象（概念和判断）、逻辑方法判断）、逻辑方法（分析和综合、比较、分类、类比、（分析和综合、比较、分类、类比、归纳和演绎、证明和反驳等）、假说归纳和演绎、证明和反驳等）、假说验证方法和数学方法验证方法和数学方法等，很多方法对学生而言是陌生的。等，很多方法对学生而言是陌生的。1.1.抽象思维方法抽象思维方法二、化学学习的内部思维方式的难度二、化学学习的内部思维方式的难度、案例案例1 1：以类比为例：以类比为例学生是怎样去学习和学生是怎样去学习和 解决问题的？解决问题的？例例题题“药药金金”外外观观和和金金(Au)Au)相相似似，常常被被误误认认为为黄黄金金。不不法法分分子子用用炉炉甘甘石石(ZnCOZnCO3 3)、赤赤铜铜矿矿（CuCu2 2O O）和和木木炭炭粉粉混混合合加加热热至至800800左左右右，制制得得金金光光闪闪闪闪的的假假黄黄金金（“药药金金”）以以牟取暴利。试回答下列问题：牟取暴利。试回答下列问题：（1 1）用用上上述述方方法法制制得得的的“药药金金”不不可可能能是是黄黄金金，理理由由是是_。（2 2）“药金药金”的主要成分是的主要成分是_，有关化学方程式是，有关化学方程式是_ _ _。教教材材中中无无此此反反应应，答答题题点点的的形形成成是是基基于于学学生生类类比比获获得得的的知知识识。高高温温高高温温解解答答本本题题思思路路可可由由旧旧知知识识（初初中中）迁迁移移应用于新知识，表示如下：应用于新知识，表示如下：CaCOCaCO3 3=CaOCaO+CO+CO2 2 ZnCO ZnCO3 3=ZnOZnO+CO+CO2 2 C+2Cu C+2Cu2 2O=O=4Cu+CO4Cu+CO2 2 C+2CuO C+2CuO=2Cu+CO2Cu+CO2 2 C+2ZnO=C+2ZnO=2Zn+CO2Zn+CO2 2 评注：解题时借用了相似类推方法（一种科学思维方法评注：解题时借用了相似类推方法（一种科学思维方法），迁移旧知识应用于新知识，实现有效知识的迁移，不难），迁移旧知识应用于新知识，实现有效知识的迁移，不难推出推出“药金药金”的成分是铜和锌的合金。的成分是铜和锌的合金。高温高温高温高温高温 类比在化学学习中是一种有效的试探性方法，并有着广类比在化学学习中是一种有效的试探性方法，并有着广泛的应用。但是，类比有其局限性，相似属性跟推论属性之泛的应用。但是，类比有其局限性，相似属性跟推论属性之间不一定有必然的联系，使类比所得结论不一定可靠，这就间不一定有必然的联系，使类比所得结论不一定可靠，这就产生负迁移的影响。例如：产生负迁移的影响。例如：由由Ca(Ca(ClOClO)2 2+CO+CO2 2+H+H2 2O=CaCOO=CaCO3 3+2HClO+2HClO 类推：类推：Ca(Ca(ClOClO)2 2+SO+SO2 2+H+H2 2O=CaSOO=CaSO3 3+2HClO+2HClO（X X）由由2 2AlAl3+3+3S+3S2-2-+6H+6H2 2O=O=2Al(OH)2Al(OH)3 3+3H+3H2 2SS类推：类推：2 2FeFe3+3+3S+3S2-2-+6H+6H2 2O=2Fe(OH)O=2Fe(OH)3 3+3H+3H2 2S S（X X）案例案例2 2：以演绎为例：以演绎为例学生是怎样获得知识的？学生是怎样获得知识的？规律：规律：由较强的酸与较弱酸的盐反应可生成较弱的酸？由较强的酸与较弱酸的盐反应可生成较弱的酸？知识迁移的几种水平为：知识迁移的几种水平为：课本知识课本知识：NaNa2 2COCO3 3+H+H2 2SOSO4 4=Na=Na2 2SOSO4 4+CO+CO2 2+H+H2 2O O Ca(Ca(ClOClO)2 2+CO+CO2 2+H+H2 2O=CaCOO=CaCO3 3+2HClO+2HClO拓展知识拓展知识：2 -2 -SOSO3 3H+NaH+Na2 2SOSO3 32 -SO2 -SO3 3Na+SONa+SO2 2+H+H2 2O O 2 -2 -ONaONa+SO+SO2 2+H+H2 2O2 -OH+NaO2 -OH+Na2 2SOSO3 3（证明酸性强弱顺序：苯磺酸证明酸性强弱顺序：苯磺酸 亚硫酸亚硫酸 苯酚苯酚）创新知识：创新知识：NaNa2 2O O2 2+CO+CO2 2+H+H2 2O=NaO=Na2 2COCO3 3+H+H2 2O O2 2(Na(Na2 2O O2 2与与COCO2 2反应为反应为 什么要有水存在时才发生什么要有水存在时才发生)2 2KAlSiOKAlSiO8 8+2H+2H2 2COCO3 3+9H+9H2 2O=2KO=2K+2+2HCOHCO-3 3+4H+4H4 4SiOSiO4 4+Al+Al2 2SiSi2 2O O5 5(OH)(OH)4 4 (钾长石风化生成高岭土钾长石风化生成高岭土)资料链接：资料链接：知识的价值知识的价值 迁迁移移价价值值：是是指指先先前前获获得得的的知知识识能能够够促促进进后后继继知知识识的的学学习习，它它有有助助于于更更好好地地解解决决发发展展过过程程中中遇遇到到的的各各种种问问题题和和困难。困难。认认知知价价值值：是是指指获获得得知知识识的的过过程程是是学学生生对对知知识识的的自自主主探究过程，这个过程本身能够提高学生学会学习的能力。探究过程，这个过程本身能够提高学生学会学习的能力。情意价值情意价值：是指知识的学习过程会对学生的情感、意：是指知识的学习过程会对学生的情感、意志、态度和价值观等的发展产生积极的影响。志、态度和价值观等的发展产生积极的影响。2.2.形象思维方法形象思维方法 化学研究离不开形象的感知、储存、识记化学研究离不开形象的感知、储存、识记 ，直至建，直至建立模型等形象思维活动；形象思维的相似性联想与假设，立模型等形象思维活动；形象思维的相似性联想与假设，是化学发现的重要途径；形象的语言描述，是形成化学是化学发现的重要途径；形象的语言描述，是形成化学概念和化学理论体系的重要依据。跟抽象思维一样，形概念和化学理论体系的重要依据。跟抽象思维一样，形象思维在化学认识和化学学习中也具有重要的作用。象思维在化学认识和化学学习中也具有重要的作用。案例案例3 3：化学学习为什么离不开联想与想象？：化学学习为什么离不开联想与想象？试题试题:硫代硫酸钠具有下列性质：硫代硫酸钠具有下列性质：NaNa2 2S S2 2O O3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O=NaHCONaHCO3 3+S+S，2Na 2Na2 2S S2 2O O3 3+O+O2 2=2Na2Na2 2SOSO4 4+2S+2S，NaNa2 2S S2 2O O3 3=NaNa2 2SOSO3 3+S+S。通常在配制标准大苏打溶液中加入少量的通常在配制标准大苏打溶液中加入少量的HgIHgI2 2 ，其作其作用是用是_，还需加入少量的纯碱，其作用是，还需加入少量的纯碱，其作用是_。微生物微生物 联想是由一事物想到另一事物的思维活动，包括由感性联想是由一事物想到另一事物的思维活动，包括由感性知觉形象触发的印象联想；由一种已有意象想到另一种已有知觉形象触发的印象联想；由一种已有意象想到另一种已有意象、把头脑中的意象联系在一起的意象联想；以及由一个意象、把头脑中的意象联系在一起的意象联想；以及由一个概念想到另一个概念、把头脑中已有概念联系在一起的概念概念想到另一个概念、把头脑中已有概念联系在一起的概念联想。类比推理是进行联想的重要步骤。联想。类比推理是进行联想的重要步骤。想象是在联想的基础上，经过形象分析和形象综合，加想象是在联想的基础上，经过形象分析和形象综合，加工原有意象、创造出新意象的思维活动。化学学习的认识、工原有意象、创造出新意象的思维活动。化学学习的认识、情感和意志等过程都离不开想象，它不但是形象思维的基本情感和意志等过程都离不开想象，它不但是形象思维的基本手段，也是抽象思维不可缺少的要素。手段，也是抽象思维不可缺少的要素。已有知识已有知识 联想与想象联想与想象(1)(1)重金属盐可使蛋白质变性重金属盐可使蛋白质变性HgHg2+2+是重金属离子，可杀死微生物。是重金属离子，可杀死微生物。(2)(2)氧化性：氧化性：O O2 2II2 2O O2 2能与能与I I-发生，发生，I I-可吸收溶液中的可吸收溶液中的O O2 2。(3)(3)NaNa2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=O=2NaHCO2NaHCO3 3NaNa2 2COCO3 3溶溶液液能能吸吸收收COCO2 2，避避免免NaNa2 2S S2 2O O3 3变变质。质。答题要点：答题要点：HgHg2+2+可使微生物变性致死，可使微生物变性致死，I I-吸收吸收O O2 2；纯纯碱碱吸收吸收COCO2 2，从而达到防止从而达到防止NaNa2 2S S2 2O O3 3变质的目的。变质的目的。3.3.符号思维方法符号思维方法 广义的化学符号包括化学名词、术语在内，是化学事物特殊的广义的化学符号包括化学名词、术语在内，是化学事物特殊的物质表示形式，具有物质性、可感知性，并且被赋有一定的含义，物质表示形式，具有物质性、可感知性，并且被赋有一定的含义，有一定的表述、操作和演变规则，具有授义性和运演性。有一定的表述、操作和演变规则，具有授义性和运演性。化学语言符号对于化学思维起着重要的作用。它可以表现思维化学语言符号对于化学思维起着重要的作用。它可以表现思维的结果和作为思维工具用于建构化学知识。的结果和作为思维工具用于建构化学知识。由于化学符号具有潜在的思维能量，它可以诱发思维过程，使由于化学符号具有潜在的思维能量，它可以诱发思维过程，使其潜在的涵义变为具体的符号形式。运用化学符号来代表化学事物其潜在的涵义变为具体的符号形式。运用化学符号来代表化学事物、把化学符号作为思维运算的工具和媒介而进行的思维活动方式就、把化学符号作为思维运算的工具和媒介而进行的思维活动方式就是化学符号思维。用元素符号、化学式、化学方程式以及其他化学是化学符号思维。用元素符号、化学式、化学方程式以及其他化学符号来表示严格定义的化学事物的科学概念，表示化学事物之间特符号来表示严格定义的化学事物的科学概念，表示化学事物之间特定关系和运动变化规律的过程，是典型的化学符号思维的过程。定关系和运动变化规律的过程，是典型的化学符号思维的过程。案例案例4 4：“P P4 4”潜在的思维能量潜在的思维能量 一种非金属（一种非金属（一种非金属（一种非金属（P P P P）的一种单质的一种单质的一种单质的一种单质 表示白磷的分子式，它与另一种单质（红磷）都表示白磷的分子式，它与另一种单质（红磷）都表示白磷的分子式，它与另一种单质（红磷）都表示白磷的分子式，它与另一种单质（红磷）都 为磷的同素异形体。为磷的同素异形体。为磷的同素异形体。为磷的同素异形体。1 1 1 1个白磷分子由个白磷分子由个白磷分子由个白磷分子由4 4 4 4个磷原子构成。个磷原子构成。个磷原子构成。个磷原子构成。P P4 4 常温下聚集状态为白色蜡状固体。常温下聚集状态为白色蜡状固体。常温下聚集状态为白色蜡状固体。常温下聚集状态为白色蜡状固体。单质的着火点低（单质的着火点低（单质的着火点低（单质的着火点低（40404040），易被氧化。），易被氧化。），易被氧化。），易被氧化。该单质有毒，不溶于水。该单质有毒，不溶于水。该单质有毒，不溶于水。该单质有毒，不溶于水。通常保存在水中。通常保存在水中。通常保存在水中。通常保存在水中。分子为正面体结构，有分子为正面体结构，有分子为正面体结构，有分子为正面体结构，有6 6 6 6个个个个P P P PP P P P键，键角为键，键角为键，键角为键，键角为60606060。物质三重表征的形成在很大程度上需要教师在教学过程中积物质三重表征的形成在很大程度上需要教师在教学过程中积极引导，进行有意的联系。通过学生亲身实验，或是通过投影片极引导，进行有意的联系。通过学生亲身实验，或是通过投影片展增实物的宏观性质等其他方式，以引起学生的兴趣和求知欲望展增实物的宏观性质等其他方式，以引起学生的兴趣和求知欲望，在在学学生生的的脑脑海海中中产产生生“为为什什么么”的的想想法法时时，教教师师通通过过描描述述、模模型型展示、多媒体放映或进一步的实验对比等，使学生了解物质的微展示、多媒体放映或进一步的实验对比等，使学生了解物质的微观结构和特征。观结构和特征。图物质的三重表征策略示意图图物质的三重表征策略示意图案例案例5 5：氢气在空气中燃烧实验的三重表征：氢气在空气中燃烧实验的三重表征宏观表征宏观表征 安静燃烧（视角、听觉）、产生淡蓝色火焰（视安静燃烧（视角、听觉）、产生淡蓝色火焰（视角），烧杯壁上有液滴（视角），接触到烧杯的手感角），烧杯壁上有液滴（视角），接触到烧杯的手感到发烫（触觉）。到发烫（触觉）。微观表征微