思維的嚴密性是指思維的精確性、科學性、邏輯性和深刻性。思維的嚴密性表現(xiàn)在思維的全面、準確,在問題出現(xiàn)時要考慮到問題發(fā)生的可能和因素、問題發(fā)生的根源、實質以及其可能產生的后果,從問題的實質入手,著力于問題的發(fā)生、原因和過程,使問題的結果向著我們希望的方向發(fā)展,從而較好的解決問題。
在化學競賽輔導教學中,我們經常發(fā)現(xiàn)學生思考問題時顧此失彼,不能全面細致的照顧到有關問題的所有信息,因而在回答問題時漏洞百出。究其原因,既有思維定勢造成的,又有基礎不扎實,知識面窄造成的,反映出思維單一性。例如:我們在討論“碳原子在10個以內的一氯取代物只有一種的烷烴有哪些”時,學生一般能寫出下面四種結構。CH4 CH3CH3
但是參加競賽輔導的學生就提出他們有什么規(guī)律?碳原子大于10的烷烴如何寫?烯烴呢?我們可以看出2,3-二甲基丙烷是甲烷中的氫原子全部被甲基取代后的產物。同樣2,2,3,3-四甲基丁烷是乙烷中全部的氫原子被甲基取代后的產物。那么2,3-二甲基丙烷和2,2,3,3-四甲基丁烷中氫原子又分別全部被甲基取代后的產物同樣只有一種一氯代物。同樣2,3-二甲基丙烷中的氫被叔丁基(-C(CH3)3)取代后的產物也只有一種一氯取代物。
④ 培養(yǎng)學生思維的靈活性(敏捷性)
思維的靈活性是指思維活動的靈活程度。它表現(xiàn)為善于改變觀察和理解的角度,揭示問題的本質聯(lián)系,機智的解決問題。思維的靈活性要求思維的感受力要強(敏感),力求以最快的速度完成信息的有效處理;瘜W競賽輔導中通常要注意知識的遷移,聯(lián)想,而不是知識的死記硬背。例如:2000年全國化學競賽(省級賽區(qū))試題第7題要求寫出AgCl、Se、NaOH反應的方程式,并且要求指出哪些物質是可溶,哪些物質是難溶的,這只須將Se和S類比下就能解答。還有我們學過的CaC2、Mg3N2、Na2O2、CH3CH2O-等和H2O反應的原理是一樣的,都是強酸制弱酸的原理。我們在平時的學習中只要留心,多聯(lián)想,多總結,就能把知識系統(tǒng)化,串聯(lián)化。又例如:課堂上講到反應K37ClO3+6H35Cl=KCl+3Cl2+3H2O時,問產生的氯氣的摩爾質量是多少?老師一般按照出題人的意圖,考查氯氣中氯原子的來源,1/6來自K37ClO3,5/6來自H35Cl,所以氯氣的摩爾質量是70.67。學生課后反思后提出,氯氣的摩爾質量是平均摩爾質量,而不是單個氯氣分子的摩爾質量,單個氯氣的摩爾質量只可能是三種,分別是74克/摩爾,72克/摩爾,70克/摩爾。他們按照一定的豐度組成平均摩爾質量為70.67克/摩爾的氯氣。
3.化學實驗能力的培養(yǎng)
從學科特征上看,實驗是化學得以發(fā)展的重要基石;從教學功能上看,實驗是幫助學習者形成化學概念、理解和鞏固化學知識、掌握化學實驗技能的有效手段,也是培養(yǎng)學習者分析問題、解決問題和嚴謹求實的科學態(tài)度、科學方法的重要途徑。化學競賽非常重視化學實驗能力的培養(yǎng)和考查。在省賽區(qū)競賽后的省隊選拔以及冬令營的考試中,一般涉及到的實驗有分析滴定,無機制備和分析,有機合成等實驗。這些培訓和考試,都大大提高了學生的實驗操作水平和實驗能力。也培養(yǎng)學生利用實驗的手段進行自學的能力,在實驗的過程中,學到了書本中無法學到的知識,同時也能加深對課本知識的掌握。
① 重視實驗的基本操作
在實驗培訓的過程中,一定要重視實驗基本操作的培訓,一個好的產率高純度高
的實驗結果,一個準確度和都和精密度高的實驗結果都和正確的實驗基本操作分不開。在實驗的過程中,教師可以先給學生講解和示范實驗的操作,講解時應該講清楚為什么要這樣操作以及不這樣操作會造成什么誤差和危險。然后由學生自己練習.例如分析滴定實驗中,主要的操作有滴定管的檢漏、漏夜處理;移液管、滴定管的洗滌、潤洗;堿式滴定管的排氣泡;堿式滴定管的滴定操作(手指擠捏玻璃球的上方可防止產生氣泡);錐型瓶的振搖;標準溶液的配制和標定;分析天平的使用;滴定終點的判斷;滴定過程中的滴定速度控制等等。無機制備實驗中的試劑的取用、稱量;攪拌;加熱;結晶和重結晶;抽濾;熱過濾。有機實驗中的蒸餾,分餾,水蒸氣蒸餾,加熱回流;調節(jié)反應的酸度等等,每個操作都應該講解細致清楚。
② 重視實驗嚴謹性
實驗過程中還應注意嚴謹,既要杜絕實驗過程中的造假現(xiàn)象,又要注意實驗中節(jié)
約,努力提高實驗的產率和純度,實驗的準確度和精確度。實驗中既要注意時間的緊湊,又不要貪求快速而馬虎潦草,甚至是半途而廢。實驗開始時應該認真地閱讀實驗操作要求和實驗步驟,并且自己寫出實驗的步驟。對實驗先有一個統(tǒng)籌安排,在實驗時先做什么后做什么,做到心里有數(shù)。在實驗過程中要如實記載實驗數(shù)據(jù),不能杜撰。一次失敗的實驗是提供給我們學習的好機會,讓我們想一下失敗的原因,是條件錯誤還是操作中的失誤?實驗操作中盡量減少損失,保證產率。例如過濾是濾紙上的產品要刮干凈,抽濾時漏斗尖端可能有殘存的產品,要想辦法拿下來。還有玻璃棒上粘的產品不要隨便放棄。實驗合成中的產品本來就很少,任何粘帶都是大的損失。
③ 重視實驗過程中的思考
做實驗光靠輔導老師講解是不夠的,老師講解不可能面面俱到,也不可能把考試
的實驗全部講解到。在實驗操作過程中可能還會遇到偶然現(xiàn)象,可能有突發(fā)事件。這些怎么解決?這就靠學生的悟性了。為什么在實驗考試中,同樣的實驗方案,同樣的實驗操作,而且都是學生已經掌握的實驗操作,但是得出的實驗結果就不一樣?主要原因是學生在實驗操作過程中是否時刻動腦筋想。做實驗不是單純的做,而是要邊做邊想,每做一步就應該想我該怎么做才會更好,這一步能不能做?例如,今年冬令營選拔賽時做的一個無機實驗:合成草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀。在合成的最后,有一步減壓過濾的操作。當時有學生看到抽濾瓶中有很多的白色晶體,想到可能是產品穿透濾紙了,于是重新過濾,將白色固體合并到原來過濾得到的產品中。結果產率大大超過了100%,而且明顯看到兩種晶型。原因是抽濾瓶中是草酸的晶體。這是只要學生稍微想想就知道,草酸的溶解度也很小,隨著溫度的降低,草酸晶體就要析出;蛘呦葘⑾旅娴木w過濾出來后,不急于去合并在一起,先比比顏色、晶型,也不會造成實驗的失敗。可見,在實驗過程中,多動腦筋,多想想自己的操作是否合理的重要性。實驗并不只是考查實驗的基本操作,還考查了多方面的化學知識。
縱觀古今中外有作為的青年,他們中許多人并未進過正規(guī)的學校,更沒有上過大學,然而,他們卻通過自學取得了卓越的成就。偉大的自然哲學家、數(shù)學家、物理學家笛卡爾,沒有上過大學,但他憑借自學,23歲就創(chuàng)立了解析幾何。英國的道爾頓只在鄉(xiāng)村學校讀了幾年書,全靠自學成為近代化學的奠基者、原子學說的創(chuàng)始人。美國的大發(fā)明家愛迪生,只上過三個月的小學,但他一生中卻取得了一千多項發(fā)明的成功。我國的華羅庚,早年在雜貨店當學徒時,數(shù)學底子并不好,他完全靠自學,成為舉世聞名的大數(shù)學家。競賽輔導老師中,有名的物理競賽輔導老師張大同,輔導出數(shù)名國際金牌選手,但他自己確實是高中文憑,很多的知識都是通過自學完成的。由此可見,培養(yǎng)自學能力是非常重要的。若把知識和技術比作黃金,則良好的自學能力有如“點金術”。黃金誠可貴,它又怎能比得上點石成金的本領呢?
參考文獻:
1. 劉知新:化學學習論,廣西教育出版社 1996年11月第1版,第238頁
2. 全國高中學生化學競賽基本要求,2005年6月