思维的严密性是指思维的精确性、科学性、逻辑性和深刻性。思维的严密性表现在思维的全面、准确,在问题出现时要考虑到问题发生的可能和因素、问题发生的根源、实质以及其可能产生的后果,从问题的实质入手,着力于问题的发生、原因和过程,使问题的结果向着我们希望的方向发展,从而较好的解决问题。
在化学竞赛辅导教学中,我们经常发现学生思考问题时顾此失彼,不能全面细致的照顾到有关问题的所有信息,因而在回答问题时漏洞百出。究其原因,既有思维定势造成的,又有基础不扎实,知识面窄造成的,反映出思维单一性。例如:我们在讨论“碳原子在10个以内的一氯取代物只有一种的烷烃有哪些”时,学生一般能写出下面四种结构。CH4 CH3CH3
但是参加竞赛辅导的学生就提出他们有什么规律?碳原子大于10的烷烃如何写?烯烃呢?我们可以看出2,3-二甲基丙烷是甲烷中的氢原子全部被甲基取代后的产物。同样2,2,3,3-四甲基丁烷是乙烷中全部的氢原子被甲基取代后的产物。那么2,3-二甲基丙烷和2,2,3,3-四甲基丁烷中氢原子又分别全部被甲基取代后的产物同样只有一种一氯代物。同样2,3-二甲基丙烷中的氢被叔丁基(-C(CH3)3)取代后的产物也只有一种一氯取代物。
④ 培养学生思维的灵活性(敏捷性)
思维的灵活性是指思维活动的灵活程度。它表现为善于改变观察和理解的角度,揭示问题的本质联系,机智的解决问题。思维的灵活性要求思维的感受力要强(敏感),力求以最快的速度完成信息的有效处理。化学竞赛辅导中通常要注意知识的迁移,联想,而不是知识的死记硬背。例如:2000年全国化学竞赛(省级赛区)试题第7题要求写出AgCl、Se、NaOH反应的方程式,并且要求指出哪些物质是可溶,哪些物质是难溶的,这只须将Se和S类比下就能解答。还有我们学过的CaC2、Mg3N2、Na2O2、CH3CH2O-等和H2O反应的原理是一样的,都是强酸制弱酸的原理。我们在平时的学习中只要留心,多联想,多总结,就能把知识系统化,串联化。又例如:课堂上讲到反应K37ClO3+6H35Cl=KCl+3Cl2+3H2O时,问产生的氯气的摩尔质量是多少?老师一般按照出题人的意图,考查氯气中氯原子的来源,1/6来自K37ClO3,5/6来自H35Cl,所以氯气的摩尔质量是70.67。学生课后反思后提出,氯气的摩尔质量是平均摩尔质量,而不是单个氯气分子的摩尔质量,单个氯气的摩尔质量只可能是三种,分别是74克/摩尔,72克/摩尔,70克/摩尔。他们按照一定的丰度组成平均摩尔质量为70.67克/摩尔的氯气。
3.化学实验能力的培养
从学科特征上看,实验是化学得以发展的重要基石;从教学功能上看,实验是帮助学习者形成化学概念、理解和巩固化学知识、掌握化学实验技能的有效手段,也是培养学习者分析问题、解决问题和严谨求实的科学态度、科学方法的重要途径。化学竞赛非常重视化学实验能力的培养和考查。在省赛区竞赛后的省队选拔以及冬令营的考试中,一般涉及到的实验有分析滴定,无机制备和分析,有机合成等实验。这些培训和考试,都大大提高了学生的实验操作水平和实验能力。也培养学生利用实验的手段进行自学的能力,在实验的过程中,学到了书本中无法学到的知识,同时也能加深对课本知识的掌握。
① 重视实验的基本操作
在实验培训的过程中,一定要重视实验基本操作的培训,一个好的产率高纯度高
的实验结果,一个准确度和都和精密度高的实验结果都和正确的实验基本操作分不开。在实验的过程中,教师可以先给学生讲解和示范实验的操作,讲解时应该讲清楚为什么要这样操作以及不这样操作会造成什么误差和危险。然后由学生自己练习.例如分析滴定实验中,主要的操作有滴定管的检漏、漏夜处理;移液管、滴定管的洗涤、润洗;碱式滴定管的排气泡;碱式滴定管的滴定操作(手指挤捏玻璃球的上方可防止产生气泡);锥型瓶的振摇;标准溶液的配制和标定;分析天平的使用;滴定终点的判断;滴定过程中的滴定速度控制等等。无机制备实验中的试剂的取用、称量;搅拌;加热;结晶和重结晶;抽滤;热过滤。有机实验中的蒸馏,分馏,水蒸气蒸馏,加热回流;调节反应的酸度等等,每个操作都应该讲解细致清楚。
② 重视实验严谨性
实验过程中还应注意严谨,既要杜绝实验过程中的造假现象,又要注意实验中节
约,努力提高实验的产率和纯度,实验的准确度和精确度。实验中既要注意时间的紧凑,又不要贪求快速而马虎潦草,甚至是半途而废。实验开始时应该认真地阅读实验操作要求和实验步骤,并且自己写出实验的步骤。对实验先有一个统筹安排,在实验时先做什么后做什么,做到心里有数。在实验过程中要如实记载实验数据,不能杜撰。一次失败的实验是提供给我们学习的好机会,让我们想一下失败的原因,是条件错误还是操作中的失误?实验操作中尽量减少损失,保证产率。例如过滤是滤纸上的产品要刮干净,抽滤时漏斗尖端可能有残存的产品,要想办法拿下来。还有玻璃棒上粘的产品不要随便放弃。实验合成中的产品本来就很少,任何粘带都是大的损失。
③ 重视实验过程中的思考
做实验光靠辅导老师讲解是不够的,老师讲解不可能面面俱到,也不可能把考试
的实验全部讲解到。在实验操作过程中可能还会遇到偶然现象,可能有突发事件。这些怎么解决?这就靠学生的悟性了。为什么在实验考试中,同样的实验方案,同样的实验操作,而且都是学生已经掌握的实验操作,但是得出的实验结果就不一样?主要原因是学生在实验操作过程中是否时刻动脑筋想。做实验不是单纯的做,而是要边做边想,每做一步就应该想我该怎么做才会更好,这一步能不能做?例如,今年冬令营选拔赛时做的一个无机实验:合成草酸合铁(Ⅲ)酸钾。在合成的最后,有一步减压过滤的操作。当时有学生看到抽滤瓶中有很多的白色晶体,想到可能是产品穿透滤纸了,于是重新过滤,将白色固体合并到原来过滤得到的产品中。结果产率大大超过了100%,而且明显看到两种晶型。原因是抽滤瓶中是草酸的晶体。这是只要学生稍微想想就知道,草酸的溶解度也很小,随着温度的降低,草酸晶体就要析出。或者先将下面的晶体过滤出来后,不急于去合并在一起,先比比颜色、晶型,也不会造成实验的失败。可见,在实验过程中,多动脑筋,多想想自己的操作是否合理的重要性。实验并不只是考查实验的基本操作,还考查了多方面的化学知识。
纵观古今中外有作为的青年,他们中许多人并未进过正规的学校,更没有上过大学,然而,他们却通过自学取得了卓越的成就。伟大的自然哲学家、数学家、物理学家笛卡尔,没有上过大学,但他凭借自学,23岁就创立了解析几何。英国的道尔顿只在乡村学校读了几年书,全靠自学成为近代化学的奠基者、原子学说的创始人。美国的大发明家爱迪生,只上过三个月的小学,但他一生中却取得了一千多项发明的成功。我国的华罗庚,早年在杂货店当学徒时,数学底子并不好,他完全靠自学,成为举世闻名的大数学家。竞赛辅导老师中,有名的物理竞赛辅导老师张大同,辅导出数名国际金牌选手,但他自己确实是高中文凭,很多的知识都是通过自学完成的。由此可见,培养自学能力是非常重要的。若把知识和技术比作黄金,则良好的自学能力有如“点金术”。黄金诚可贵,它又怎能比得上点石成金的本领呢?
参考文献:
1. 刘知新:化学学习论,广西教育出版社 1996年11月第1版,第238页
2. 全国高中学生化学竞赛基本要求,2005年6月