化学教学需要系统思维

    苗军

    摘 要：高中化学课程内容零碎、重点难点很多，但是化学课程是一个有机的整体，教师在教学过程中要遵循新课程改革和素质教育的要求，激发学生学习的兴趣，让学生主动参与到新知识的学习中，在探索中积极思考，找准与已学知识之间的联系，把新知识纳入已有的知识框架体系中，逐步在头脑中形成统一的化学体系，培养学生的化学系统思维。

    关键词：高中;化学教学;系统思维

    一、系统思维应用于化学教学的必要性

    系统思维是奥地利理论生物学家L.V.贝塔郎菲在1945年创立的系统论中提出的。系统思维的核心思想是指一切从事物整体性出发，在完成一项任务的过程中要求把完成任务的过程、结果以及过程优化和对未来的影响等连续性的问题归为一个整体系统进行研究。客观事物是多方面相互联系、发展变化的有机整体，系统思维是原则性与灵活性相结合的基本思维方式，通过系统思维，能抓住整体，抓住要害，这样才能不失原则地采取灵活有效的方法处置问题。整体性原则是系统思维方式的核心，这一原则要求人们无论做什么事情都要立足整体，从整体与部分、整体与环境的相互作用过程来认识和把握整体。

    当前系统性思维已经广泛应用于各个行业、领域，主要涉及现代社会与高中教育。高中化学教学内容较多，知识点比较琐碎，重点难点比较零散，知识覆盖面也特别广，从无机化学到有机化学都有所涉及，但所有知识是一个系统的整体，其中各个部分相互联系，互为基础。系统性思维可以将零散的化学知识点融合为整体，有利于学生更好地了解与掌握每个细微的知识点。教师在高中化学课程教学中要注重对学生系统性思维的培养，让学生从整体上掌握知识框架，理解各部分化学知识之间的联系，能在学完化学知识后在头脑中架构出化学知识网络，把新学的化学知识纳入自己已有的化学知识体系中。本文阐述了在高中化学教学中对学生进行系统思维培养的必要性以及如何在高中化学课堂教学中对学生进行系统思维培养。

    二、如何在化学教学中对学生进行系统思维培养

    所谓的系统思维就是把认知的对象作为一个整体的系统，从系统和组成系统各要素的关系出发，综合考察认知对象的一种思维方式。化学作为学生必修的一门基础学科，其主要由物质的基本概念、基本规律以及基本方法和化学元素知识组成，这些要素的集合形成了一个完整的化学知识系统。化学教师要求学生在学习化学知识时，能够通过对具体化学物质的观察和研究，在头脑中构建一个完整的化学知识体系，并用系统思维方式解决化学学习中遇到的问题。具体可从以下几方面着手，探讨如何在化学教学过程中对学生进行系统思维的培养。

    1.遵循新课程改革和素质教育要求，充分尊重学生在学习中的主体地位

    新课程改革和素质教育要求要在现代教学课堂中充分尊重学生在学习中的主体地位，把课堂还给学生，教师要做好自身角色的转变，从传统教学模式下的知识传授者转变为新课堂中学生学习的引导者和促进者，教师要采取各种途径激发学生学习的兴趣，让学生主动参与到新知识的学习、探索中，充分发挥学生在学习中的主体地位，培养学生的自主学习能力和科学探究素养。化学教师在高中化学课程教学中要遵循新课程改革和素质教育的教学思想，充分发挥学生学习的主体地位，让学生主动参与到学习中，在化学知识的学习过程中积极思考，在头脑中主动构建化学知识体系，在完成对新知识的认知后主动将其纳入头脑中已建立的知识体系中。具体到高中化学教学中，教师可在化学教学过程中采用问题启发式教学引导学生积极思考，为学生搭设化学教学情境激发学生学习兴趣等让学生主动参与到学习中。

    （1）采用问题启发式教学引导学生积极思考

    教师可采用问题启发式引导学生逐步展开对新知识的探索和认知，过程中调动学生对新知识进行积极探索、从整体上进行认知，之后自动纳入自身已有的知识体系中。比如在学习人教版高一化学必修课第二章第三节《氧化还原反应》时，在新课开始前引导学生复习已经学过的相关知识，比如初中学过的四大基本反应类型（化合反应、分解反应、置换反应以及复分解反应）以及它们的分类依据，氧化反应、还原反应以及它们的依据，为学习新知识做好铺垫。接着老师在黑板上写出下列反应方程式，让大家辨析这是属于哪种类型的反应：

    Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2

    学生思考后，有的同学认为这不属于四大基本反应类型，另外有些同学认为这是还原反应，经过大家积极思考、讨论后得出结论：（1）此反应不属于任何四大基本反应类型，说明四大基本反应类型没有囊括所有化学反应;（2）此反应是初中学过的一氧化碳还原氧化铁反应，属于还原反应。接着，老师继续引导学生思考：同学们再仔细观察刚才的反应，过程中仅仅发生了还原反应吗？学生继续思考发现：反应过程中不仅仅氧化铁被还原，反应物一氧化碳在过程中变成了二氧化碳，被氧化了，反应后氧化铁中的氧原子和一氧化碳结合在了一起被氧化成了二氧化碳。教师在学生发现了氧化还原反应的基本规律后对学生的仔细思考行为提出表扬和鼓励。教师接着趁热打铁，进一步引导学生：这个反应过程就如同自然界的能量守恒、物质守恒一样，物质不会凭空消失，比如江河里的水，在高温下蒸发进入空气形成水蒸气，在溫度降低时又凝结成小水滴形成雨水降落到地面，水分子不会凭空消失，有的只是形态、物态的不断变化，犹如这个化学反应式中的氧原子，不在三氧化二铁中出现，就与一氧化碳结合形成二氧化碳，以另一种面目出现。在这个过程中失去氧就被还原了，得到氧就被氧化了，整个过程既有氧化反应，也有还原反应，这种在一个反应过程中既发生还原反应又发生氧化反应的就是我们今天新课的主要内容：氧化-还原反应。接着老师继续引导大家开展对新知识的认知：经过大家对氧化还原反应的认识，现在大家可以给氧化还原反应下一个定义，就是凡是有得氧、失氧的反应就是氧化反应。通过教师引导、学生探索式学习，学生头脑中已把新知识和已有知识顺利联系起来，之后很自然就可以把新知识纳入自身化学知识体系中。教师还可通过氧化还原反应对学生进行科学素养、哲学方面的教育扩展：让学生明白任何事物都具有两面性，了解一个人、一件事情需要从多角度观察、思考，帮助学生建立科学的世界观。

    （2）为学生搭设化学教学情境，激发学生学习兴趣

    在学习人教版高一化学必修课第三章第三节《用途广泛的金属材料》时，教师可为学生搭设生活情境，让学生主动去探索。教师让学生拿一些硬币到课堂上，告诉学生这些硬币都是由不同合金铸造的，比如壹元是由镀镍合金铸造的，伍角是由镀铜合金铸造的，壹角是由铝合金铸造的。接着，教师引導学生思考：为什么这些硬币都用合金铸造，而不用单个金属呢？学生在思考后回答：自然界金属一般都是以合金存在的，纯金属需要人类主动提炼才能得到，而且经过提炼获得的纯金属质地都比较柔软，稳定性和硬度都不高，用纯金属铸造的物品不结实。比如，大家可以回家咨询一下父母有没有买过纯金、千足金的首饰，比如镯子、项链、耳环等，大家会发现这些东西不耐磨损，而且硬度不高，一只金镯子稍稍用力就可能被压扁了。接着，教师引导大家总结合金的特征。通过为学生搭设生活情境，让化学课堂与实际生活联系起来，激发了学生的学习兴趣，引发学生积极思考、探索新知识。

    2.教学过程中引导学生从整体角度对化学知识点进行学习、领悟

    高中化学属于高考理科中的重点学科，承担着升学、高考的重任，教师如果只重视考试和成绩，让学生为了能拿到好成绩而机械地记忆重点难点，学生往往没有充分地理解其中的重难点，没有从整体上开展对知识的认知，仅仅培养了解题能力和对重点知识点的记忆。随着新课程改革的不断深入，教师应该遵循新教育理念，充分重视对学生自主学习能力的培养，寻求有效的教学方法，构建完整的高中化学知识体系，在现阶段的高中化学教学实践中，培养学生的系统思维，比如教师在讲解高中化学反应中能量的问题时，学生时常会混淆化学物质间和内部的各种能量问题，为此，教师应当针对这一现象，从系统思维的角度进行讲解。首先，教师应当说明，被研究的物质是一个整体的系统;其次，教师应当告知学生，当被研究的物质在向外进行能量释放的过程中，使整个物质的能量降低，而外部则增加了能量。由此可知，如果运用系统思维来认知这一问题，学生就能够更好地掌握化学中的放热反应，注重学科知识教学的完整性。

    3.在高中化学教学中让学生定期绘制高中化学知识框图，引导学生培养化学知识系统思维

    在高中化学教学中，教师要安排学生定期为所需知识绘制知识框图，培养学生的系统思维。比如在新知识学完之后，教师要求学生把其中的框架纳入化学知识框图中，并在标题下列出这部分的重点难点，让学生形成对化学知识随时归纳、随时整理的好习惯。

    另外，教师可以从化学教学系统的其他方面进行系统思考并设计化学教学。系统思维在高中化学教学中的其他应用有课时目标系统化、教学内容系统化、对化学基本观念建构的系统化设计以及跳出系统看系统，对系统化教学进行思考等。

    三、结论

    综上所述，在化学学科教学中培养学生的系统思维，最关键的还是要遵循新课程改革和素质教育的要求，充分尊重学生学习的主体地位，激发学生的学习兴趣，让学生主动参与到学习中，在学生积极思考、探索中完成对化学知识体系的构建和对新知识的纳入。在具体教学过程中教师可采用启发式教学、为学生搭设教学情境、引导学生运用整体思想看问题以及绘制知识框图来培养学生化学学习的系统思维。

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    编辑 王 敏