化学教学过程中发散思维训练实例

化学教学过程中发散思维训练实例朱永香（宁波市效实中学 315012）摘要在化学教学过程中,如何对学生进行发散思维的培养，这是教师常常思考的问题。

本文通过一些具体实例，如氯气、苯酚教学设计、喷泉实验、乙烯教学设计、实验装置变换、Fe(OH)2沉淀制取、原电池等问题，阐明了如何在教学过程中渗透思维能力的培养。

关键词化学教学创新思维发散思维纵向思维横向思维逆向思维思维，是客观世界的事物和现象在人脑中的反映，是人类在事物表象、概念的基础上进行分析、综合、判断、推理等认识活动的过程。

其核心是创新思维，创新思维是多种思维发展的结晶，它不但能够揭示客观事物的本质特征及各种事物的内在联系，而且可以产生新颖、独特的见解和想法。

它强调的是思维的过程，是一种主动地、独创地发现新问题、提出新问题、解决新问题的创造性思维过程。

它包括七个方面思维能力的综合过程，即质疑思维、假设推断思维、探究思维、想象（联想）思维、发散思维、聚合思维。

本文重点论述如何培养发散思维。

发散思维有多种名称，如辐射思维、扩散思维、迁移思维、求异思维；从形式上看，有纵向思维、横向思维、逆向思维。

发散思维是创新思维最重要的成分之一。

美国心理学家吉尔福认为，发散性思维是指“从给定的信息中产生信息，其着重点是从同一的来源中产生各种各样的为数众多的输出”。

它具有流畅性、变通性、独特性等特点。

发散性思维强调通过联想和迁移对同一个问题形成尽可能多的答案并寻找多种正确途径。

1 纵向思维所谓纵向思维，是指一个人善于归纳总结，抓住事物的某一点某一面进行纵深剖析的能力。

如证明氯气的漂白性可设计如下：①对照新制氯水和水。

（学生：从颜色比较中说明新制氯水中含氯分子。

）②猜测氯水中可能存在的离子？如何验证呢？（学生：可能有Cl-、H+，并给出实验方法进行验证。

[实验1]取少量氯水于试管，滴加AgNO3溶液，出现白色沉淀，再滴加稀HNO3，沉淀不消失，说明含有氯离子（Cl-）；[实验2]在紫色石蕊中加氯水，可明显看到变红，说明有H+）。

③但在实验2的过程中，氯水加多又褪色，说明还存在褪色的物质。

猜测有漂白能力的微粒是什么？如何检验？[实验3]先在干的红纸中间滴一滴水，让其湿润一部分，放入氯气中，发现红纸干燥的地方不褪色，红纸湿的地方颜色褪去，说明起漂白作用的不是氯气分子，说明氯气与水发生了反应，且所得物质有漂白作用，自然引出Cl2+H2O=HCl+HClO。

要创设富有启发性的问题和情境，为激发学生的思维提供良好的素材，使学生善于思考、勤于思考。

在学习苯酚时，可设计如下：①常温下苯酚在水中溶解度不大，当高于65℃时能与水以任意比混溶。

能否用实验证明？取适量苯酚于试管中，加少量的水，振荡，得浊液，加热，变为澄清，再放入盛冷水的烧杯中冷却，又变浑浊。

②演示苯酚浊液中加入NaOH溶液后变澄清，生成了苯酚钠，说明苯酚显酸性。

如何用实验证明其酸性强弱？同学们联想到较强酸制弱酸的一般规律，将上述所得溶液分成二份，一份中加稀盐酸又变浑浊，说明苯酚酸性比盐酸弱；另一份中通入CO2气体也变浑浊，则说明苯酚酸性比碳酸还弱；那么弱到什么程度呢？往紫色石蕊试液中滴加苯酚，溶液不变红，说明苯酚酸性极弱。

③演示向苯酚溶液中加一滴浓溴水，有白色沉淀生成，振荡，沉淀消失，说明该实验应注意“过量的浓溴水”。

为什么呢？讨论得出：生成的少量的三溴苯酚沉淀可能会溶解在过量的苯酚中。

能否设计实验呢？讨论得出，可做四组对比实验：a稀苯酚溶液加一滴浓溴水；b稀苯酚溶液加过量浓溴水；c浓苯酚溶液加一滴浓溴水；d浓苯酚溶液加过量浓溴水。

还可向生成的三溴苯酚沉淀中加入过量的苯酚溶液，沉淀也消失也可证明。

最后讨论还可得出某些有机物如苯中混有苯酚不能用溴水分离。

氨气的喷泉实验也是一个典型的演示实验，可引导学生思考与讨论：①形成喷泉的原理是什么？若实验失败，其主要原因是什么？实验成功的关键是什么？②喷泉实验对气体和溶液有什么要求？下列哪组试剂能形成喷泉？为什么？说明理由。

a氯气和水；b氯气和氢氧化钠溶液；c氯化氢和氢氧化钠溶液；d二氧化碳和氢氧化钠溶液。

③喷泉装置中胶头滴管有什么作用？在实际操作中，此胶头滴管吸满水欠方便且需用双孔塞，易造成装置漏气致使实验失败。

若不用胶头滴管，其它部位不变，能否形成喷泉？若能，形成喷泉应怎样操作呢？④可否形成空气喷泉？显然第③④问是富有挑战性的创新课题。

讨论得出③的操作方法有两种：一是将烧瓶冷却，使烧瓶内压强变小，溶液会沿导管进入烧瓶形成喷泉；二是用热毛巾将烧瓶捂住，把导管内气体压出而使烧瓶内气体与溶液接触而形成喷泉。

④在③的基础上深入思考得出，先把烧瓶放在热水中浸泡一段时间，取出后迅速搭好装置用冷水去浇尚热的烧瓶而形成喷泉。

改进后的喷泉装置更美观、更富有吸引力、更具思考性，最重要的是训练培养了学生的创新思维能力。

古人云：“疑者觉悟，觉悟之机也；一番觉悟，一番长进。

”疑而启思，疑而生变。

在教师的质疑中，学生不是以一种被动接受的闭合的思维方式参与到认识过程中，而是主动地以开放式思维去解疑。

例如，在乙烯的制取和性质实验中提出下列问题：①实验室用乙醇制乙烯，分析从CH3CH2OH变为C2H4各种原子数目有何变化呢？（少2个H，1个O）②那么可能会生成什么呢？（H2O）③乙醇变为乙稀要脱水，可用何物质帮助其脱水呢？（浓H2SO4）④浓H2SO4量应多加一点还是少加一点，为什么？（生成水会稀释浓H2SO4，所应要多加，V浓硫酸:V乙醇=3:1）⑤为了加快反应速率,应采取什么措施呢?(加热)⑥为何要将混合物的温度迅速上升到170℃？(防止副反应)⑦从反应物状态与反应条件来推测应采用什么样的制气装置呢?⑧为什么在反应物中要放少量碎瓷片？⑨加热一段时间后，反应物为什么会变黑？这时制得的乙烯是否纯净？若不纯，含有哪些杂质？⑩如何收集乙烯呢？能否用排空气法呢？教师可将上述问题用幻灯片依次显示出来，引导他们一一解答。

在第二课时分析完乙烯的性质后再提出“如何设计一个实验验证乙烯中混有的气体杂质”学生边讨论边回答，教师边引导边搭装置，最后观察演示实验。

（溴水也可用酸性KMnO4代替）图1 乙烯的制取和性质实验这样在教师的引导下，通过问题的逐渐深化，不仅提高了学习兴趣，巩固了所学知识，同时培养了综合思维能力。

2 横向思维所谓横向思维，是指寻找新的办法来研究问题而不是按照逻辑步骤进行的思维方式。

它突破问题的结构范围，从原有的问题或对象中平移出来，应用到其它的对象或领域，是一种多方向、多角度的思维方法，它不一定有顺序，而且也不能预测，特点是横向宽度发展，但深度不够。

如用下图装置分别制取和收集两种干燥的气体，烧杯中碱液用来吸收尾气。

图2 气体的制取和收集装置分析装置，请回答以下问题。

①此套装置可用于制备什么气体？②并分析锥形瓶内的固体物质、漏斗内的溶液、集气瓶中的气体。

③写出尾气吸收的化学反应。

如将气体发生装置改为下图3和图4，又将如何？图3改变制取方式图4 增加尾气吸收装置任何一个问题的解决，都是为了达到知识价值的最大化。

通过对装置的不同的变换，找到横向思维的相关点，能使学生触类旁通，不仅复习了气体制备相关实验的基本知识，同时还培养了学生分析、综合解决问题的能力。

我们知道，稀盐酸能使紫色石蕊试液变红。

在稀盐酸溶液中存在H+、Cl-和H2O，请设计一个简单实验研究下面的问题：可能是稀盐酸中的哪一种粒子使紫色石蕊变红？设计过程如下：a紫色石蕊试液本身呈紫色，说明H2O不能使石蕊变红；b把紫色石蕊试液滴入NaCl中不变红，说明Cl-不能使石蕊变红；c把紫色石蕊试液滴入稀H2SO4中变红，说明H+或SO42-能使石蕊变红；d把紫色石蕊试液滴入Na2SO4中不变红，说明SO42-不能使石蕊变红，从而得出结论。

类推思考：试设计一个实验，证明KMnO4溶液的紫色是由于MnO4－离子存在的缘故。

先用选择题让学生有个基本的知识准备，某同学想用实验证明高锰酸钾的紫红色是MnO4－离子的颜色，而不是K+离子的颜色，他设计了以下实验方案，请你判断下列实验中没有意义的是。

A．将高锰酸钾晶体加热分解，所得的固体质量减轻；B．观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中的K+离子无色；C．在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显变化，表明锌与K+不反应；D．在高锰酸钾中加入适量锌粉振荡，静置后紫红色褪去，表明MnO4－为紫红色。

有了铺垫再进一步深入讨论：还有什么方法？（提示：MnO4－是含氧酸根）通过提示与讨论，学生会联系电解时含氧酸根不放电，从而得出也可用电解时阴离子向阳极移动的特点证明高锰酸钾的紫红色是MnO4－离子的颜色，如图5的电解装置。

图5 电解装置如果横向思维的思路已经被阻塞，那不如直接再加一把锁，将整个通路直接封闭，然后从另外的角度和方法去拓展思维，找到问题新的突破点，达到解决问题的方法。

如一般常用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。

方法①：用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的氢氧化钠溶液反应制备。

（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入。

（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法。

（3）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面以下，再挤出NaOH溶液。

这样操作的理由是。

方法②：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2 SO4等试剂制备。

（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是。

（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是。

（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是。

（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是。

图6 制备Fe(OH)2沉淀装置学生很容易被这两种常见的制备方法框住了思维，很难再有新的突破，所以干脆不如将此两种思路完全“锁住”，从其它的角度再进行突破，还有什么方法可以制取纯净的Fe(OH)2沉淀？（通过小组讨论得出，还可用电解法。

思路一旦打开，其余细节问题如电极、电解液的选择，如何防止Fe(OH)2沉淀被氧化等具体问题都会一一引刃而解。

如a、b电极各是什么？c、d溶液各是什么？各有什么作用等。

图7 电解法制备Fe(OH)2沉淀装置横向思维就是借助某些题或某些重要的知识点，置于一个完全开放的环境中来进行横向比较，不仅可以打开学生的思路，达到举一反三的目的，而且还可培养学生思维的逻辑性、灵活性。

3 逆向思维所谓逆向思维，是指和正向思维方向相反而又相互联系的思维过程，即我们通常所说的“倒着想”或“反过来想一想”。

其实对于某些问题，尤其是某些特殊问题，从结果倒着往回推，倒过来思考，从结论到已知，往往还能使问题简单化。

如一小块Mg－Al合金分别放入6mol/L H2SO4和6mol/L NaOH中，它们都可以组成一个微型原电池，请指出下图8中两套原电池装置的正负极，并写出电极反应，并设计一个实验验证你的结论。