化学实验中抽象思维的思考
冯鹰
（江苏省海门中学 江苏 海门 226100）
摘要：在高中化学教学中，完成由形象感知到抽象思维的转化，从而揭示自然科学的本质是教学中的难点之一。采用不同的教学策略，教会学生通过对直观现象的观察，学会自己分析、推理和概括，并掌握其中的逻辑关系，全面提高学生的综合实力。
关键词：形象感知 抽象思维 教学策略
作为一门自然科学，化学学科学习需要通过大量的实验来进行研究，逐渐地由外在的认识过渡到对物质本质以及变化规律的揭示，这是一个由形象感知到抽象思维转化的过程。因此，在高中化学教学中，我们要深入研究形象思维和抽象思维之间的辩证关系，引导学生自由地穿梭于形象感知和抽象思维之间，将两条思维形成一股绳，实现学生能力的螺旋式上升。
一、反思形象感知向抽象思维转化的重要意义
形象感知与抽象思维的结合，降低了学生的学习门槛，使学生从自己的感官学起，从自己能够看得见、摸得着的物质开始，递进式地推进学生对表象的研究，促进学生形象思维的延伸，有效培养了学生的分析能力、逻辑能力和概括能力，使学生从直观形象逐步转变为具体分析，在层层推进、细致分析中，不仅帮助学生获取了新知，还帮助学生提高了综合能力，切实地贯彻落实了新课程改革的理念。在高中化学的教学中，教师要能够给学生提供更多的形象素材，加强对学生的直观教学，引导学生的判断、推理和应用，从而培养学生的抽象概括能力、逻辑能力和创新能力。正如著名的教育学家苏霍姆林斯基曾经所过得：对抽象思维和不断地由具体事物向概括过渡的需要，是少年期学生自然的精神需要。
二、掌握形象思维与抽象思维之间的辩证关系
1.形象思维是基础
学生对知识的学习必须要从感性认识开始，逐渐深入达到理性认识。在学习化学的初期，学生需要以大量的感性素材为基础，从化学实验、现象、模型和图示中，对知识有一个初步的感性认识，在心中产生一个大致的印象，激发学生的好奇心，还有浓烈的探索欲望。接下来，教师要积极地引导学生对形象素材进行分析加工，这就是我们通常所说的形象思维能力。由此可见，形象思维是学生深层探索的开端，是抽象思维的基础与关键。例如，学生在学习“钠与水的反应”时，首先观察到了是钠与水反应的实验现象，分析推导后悔得出钠的相关性质，以对实验现象的感性认识为基础，逐步推导上升到了理性认识，揭示了物质内在的性质，这是一个典型的例证。
2.抽象思维是形象思维的纽带
学生对具体形象进行分析推理，对蕴含其中的化学原理及规律进行整合总结的过程，就是抽象思维的形成过程。在抽象思维的作用下，学生可以将实际与理论相联系，从一种感知联想到另一种感知，从一种现象推导出另一种现象，从而实现对多种现象的总结整合，将其中的原理、规律提炼出来。可见，抽象思维是想象感知的纽带，促进了学生对化学的学习与研究，实现了对化学知识的准确理解和灵活应用。例如在学习“原子核外电子排布”时，原子性质、原子结构看似两个不相关的感知素材，却通过其中的逻辑推导将其联系在一起，学生在抽象思维的帮助下得到了“元素周期律”这个高度概括的理论，从而帮助学生获取了完美的化学知识骨架，学生的知识和能力都有了很大程度的提高。
三、实现形象感知向抽象思维转化的应对策略
1.实验现象感知中的转化分析能力
实验是化学学习中重要的组成部分，而实验现象是学生对物质了解最直观的感知，使形象感知转化为深层分析的良好契机。学生对实验现象的观察中，会积极地调动自己已有的知识进行解释，无形中对实验进行分析，教师就可以利用阶梯性问题来诱导学生的思维，逐渐将学生的思维由具体材料转化为理论知识分析，推动学生对实验原理和本质的揭示与学习。
比如在学习“影响化学平衡移动的因素”时，教师就引导学生对一系列的实验进行观察，从众多的实验现象出逐步进行分析理解，从而准确全面地归纳出影响化学平衡移动的因素。
实验：取一只小试管，向其中加入大约5ml0.005mol/L的氯化铁溶液，再向其中加入5ml0.01mol/L的硫氰化钾溶液，溶液颜色变红。将上述溶液分置于两个试管中，一支试管中加入4滴1mol/L硫氰化钾溶液，另一支滴入4滴0.01mol/L的氢氧化钠溶液，观察实验现象。
学生在操作的过程中，对实验现象进行细致地观察，非常清晰地看到加入浓硫氰化钾溶液的试管，颜色加深；加入氢氧化钠溶液的试管，上层溶液的颜色明显变浅。学生对实验的切身感知，使得学生认识到不同试剂加入后，溶液中硫氰化铁溶液的浓度发生了变化，也就是化学平衡发生了移动，从而得出了浓度对平衡的影响。结合压强、温度的实验，学生也了解到压强、温度的变化也会对化学平衡有所影响，经过学生积极地对比、归类和分析，找到了其中的共同点，从而得到了平衡移动的基本规律——勒夏特列原理。
学生对感性的认识，激发了学生对实验现象的分析，从而深层领略其中的风景，总结出了其中的原理和规律，促使学生收获了新知、提高了能力。
2.猜想假设感知中的转化逻辑能力
学生的猜想假设是学生探索未知世界的启明星，巧妙地实现了形象感知与抽象思维之间的接轨，激发了学生的想象力和创造力。学生在化学新知的表象面前，会有自己的第六感觉，这种感知结合了学生的原有认知、兴趣爱好和生活经验，使学生由看似毫无根据的猜想中，抓到了其中的逻辑关系，从根本上帮助了学生对知识的理解和掌握。
比如在学习“硫的性质”时，就可以让学生对其性质进行猜想，大胆想象、勇于发言，以促进学生对以往旧知的调动与融入，从而活跃学生思维，提高学生参与课堂讨论的积极性。
学生甲：硫作为非金属元素，其性质应该与氯气相似，可以与铁、铜等金属反应。
学生乙：硫的化合价为零，处于硫元素化合价的中间价态，应该既具有还原性，又具有氧化性。
学生从自己的角度、自己的认知进行了大量的猜想预测，教师就可以引导学生如何进行一一的验证，积极主动地设计相关的实验，在实验操作和观察中，不放过任何一个细节，在学生对实验现象的感知中，渗透了自己的形象思维。另外，学生对实验现象进行了认真地观察与分析，找到并纠正了自己的猜想错误，利用严密科学的思维分析得到了其中蕴含的逻辑思维，使学生的抽象思维融入其中，认识到了硫的性质与硫的结构之间的逻辑关系，准确灵活地实现了对知识的掌握。
抽象思维的运用促进了学生对新知的分析，形象思维的运用验证了学生的抽象思维，在实验演示中，将抽象推导与想象思维做了反复观察、对比和研究，使得学生的这两种思维达到了更高的层次。
3.实际生活感知中的转化创新能力
学生对化学的学习主要来源于生活，利用学生的生活经验，可以促进形象感知对学生的刺激，激励他们分析、推导、论证生活中的现象，顺利地将形象感知延伸到抽象思维，揭示化学表象背后的真相，并对其进行改造革新，设计出新的实验或产品来为我所用，从而又回归到形象思维上，真正的做到“学以致用”。
比如在学习“喷泉实验”时，学生对生活中的一些喷泉产生了兴趣，细致地研究了广场上的喷泉和火山喷发的情景，从而得出了喷泉的原理——内部气压增强，从而压迫液面上升而形成喷泉。于是学生对教材上的喷泉进行了改进，制成了不溶于水的气体也能制成喷泉的实验。
实验：如图所示，关闭导管上的止水夹，向圆底烧瓶中放入少量的二氧化锰，在分液漏斗中装入一定量的双氧水，使分液漏斗中的双氧水注入圆底烧瓶中，并迅速关闭旋塞。学生们可以看到，圆底烧瓶中生成了大量的氧气，使得压强增大，从而在片刻之后形成了喷泉。
生活中的观察，学生的形象感知引发了理性思考，顺利地开启了学生的抽象思维模式。在学生的积极思考和分析中，学生利用其对原理的掌握，对实验进行了创新，又回到了形象思维上。这样的训练，实现了学生在形象思维与抽象思维之间的灵活贯通，有效增强了学生的分析能力和创新能力。
总之，作为一名化学教师，要以化学物质为起点，激励学生对直观现象的分析、推理和概括，掌握其中的逻辑关系，积极促进学生的形象感知向抽象思维转化，全面提高学生的综合实力。
参考文献：
1、教育部基础教材审定工作办公室.新课程实验教材精粹选评：人民教育出版社 2011
2、王祖浩。普通高中课程标准实验教科书.化学1第5版 南京：江苏教育出版社，2009