正文 第六章 化學教學中思維與能力的培養(三)(3 / 3)

盡管沒有任何生理作用,但它通過反應產生血管緊張素2,即已知提高血壓最有效的物質。這樣,就形成了一個存儲器,當需要血管緊張素來維持正常的血壓水平時,就可以從這個存儲器產生,這一轉換過程是由八酶控製的。當然,自然界還提供另外一種物質來降低血壓,這種物質稱為舒緩激肽,它和血管緊張素一起完成這個控製過程。當血壓太低時,為了升高血壓就利用人製造一些血管緊張素;當血壓太高時,少量舒緩激肽就起降壓的作用。在20世紀60年代,巴西科學家一心想知道,像南美頰窩毒蛇這種致命的毒蛇,到底是怎樣把它的捕獲物弄得不能動彈的。後來他們知道了,這種蛇的毒液中含有可以導致受害者的血壓驟然下降的某些物質。

在科技飛快發展的今天,人們在生產、生活的很多領域都要用到泡沫塑料,那麼,泡沫塑料是怎麼製造出來的呢?製造泡沫塑料的方法稱為發泡法。在一定程度上,發泡方法受到烤麵包和蒸饅頭的啟發。麵包和饅頭中都有數不清的小氣孔,它們是如何形成的呢?這裏非常關鍵的一步是讓麵粉發酵,我們通常使用發酵粉或酵母菌,碳酸氫鈉在受熱時會發生分解,產生大量的二氧化碳氣體,均勻地分散在麵包和饅頭中,使它們變得疏鬆多孔。人們受此啟發,產生了製造泡沫塑料的想法。例如人們在製造聚氯乙烯泡沫鞋時,就是把聚氯乙烯塑料、增塑劑、發泡劑等注射到成型機中,發泡劑在機筒中分解,原料就在模具中發泡成型。

人們對周期律的認識經曆了非常曲折的過程,實際上在門捷列夫之前,人們為了解釋元素周期律曾經提出過很多種不同的表達方式。例如,英國的化學家紐蘭茲在尋找原子量與元素性質之間的關係時,他把原子量較小的元素按照原子量的大小排序,結果發現序號每增大7,就出現性質相似的元素,由此他聯想到了音樂中的八音度——12345671,元素在序列中的出現與音階之間有什麼相似性呢?二者之間的相同處就是重複出現。於是他就把所有的元素按照原子量由小到大的順序排列,七個一組,分成八組,製定出八音律表,還專門寫了一篇《八音律與原子量數量關係》的論文試圖表達出這個規律。

(六)在課堂教學中培養聯想力的一些做法在教學中,老師通過聯想的方式將一些抽象的內容形象化,可以增強趣味性,還可以還形象思維的本來麵目。

在講到元素周期表時,要求學生掌握周期表的結構、元素在周期表中的位置和它的結構、性質之間的關係。學生需要記憶:同一周期,從左到右……同一主族,從上到下……非常乏味。此處,若轉換角度來看周期表,引導學生由圖表出發,將它聯想成一張地圖,可設計如下一些問題:

王國的領地間是有明顯起伏還是平緩過渡?這說明元素的什麼性質?(遞變性)

王國的東北部有些地方看上去一無所有,為什麼?(無色氣體)

王國的大部分地區(主要是西部、西南部)看上去什麼樣?(亮閃閃、金屬)

王國裏有湖泊嗎?看上去什麼樣?王國的最西部若降水會怎樣?(危險,甚至會發生爆炸)

王國的疆界是否確定?什麼地方仍在開辟新的疆土?(周期表不完全)

在這些問題的基礎上,通過教師的引導,在學生的頭腦中就形成了一幅比較形象的“地圖”,將元素的性質、在周期表中的位置與具體的反應現象有機地聯係在一起。

在複習晶體結構時,可將金剛石、晶體矽和二氧化矽晶體放在一起講。學生比較熟悉的是金剛石晶體的結構,由此出發,聯想到矽的結構,僅僅將碳原子換成較大的矽原子,鍵長增大,空間構型不變。由晶體矽再聯想到二氧化矽,根據矽原子的結構特點,每個矽原子與四個氧原子結合,每個氧原子又與兩個矽原子結合,相當於在晶體矽的空間結構中,每兩個矽原子之間插人一個氧原子,此時矽氧鍵的鍵角發生改變,因此空間構型也略有不同,從六元環變為十二元環。這樣,通過聯想,層層深入地將金剛石、矽、二氧化矽三種晶體的典型特征和明顯差異概括出來。

在講解周期律和周期表的知識時,老師除了給學生介紹書中的周期表之外,為了加深學生對周期律本質的理解,還可以介紹一些其他形式的周期表。讓學生觀察,找到氫元素、氦元素、鋰元素等,找到幾個主族,伸出的兩部分是過渡元素和鑭係、錒係。要求他們與書上的表對比,找出它們的本結構有哪些不同?周期和族分別是怎樣表示的?

聯想的培養在於由某一事物出發,抓住它的某些特征,展開想象。從上麵的例子可看出,培養聯想力可分為兩步:第一步尋找事物的特征;第二步是將它們進行類比,概括其相似之處。這樣,當頭腦中積累了豐富的表象、表象特征之後,聯想力自然就發展起來了。

在課堂上培養學生的知識遷移能力,是掌握新知識的一種重要的能力。在心理學中關於遷移有多種學說,其實質是前後知識具有共同的思維材料或思維方法。聯想作為思維方法,是使知識產生遷移的一種好方法。

例如在學習乙烯的聚合反應後,讓學生自己寫丙烯、氯乙烯的聚合反應,實際上就是一種簡單的遷移。學生必須抓住聚合反應的特征,並將乙烯與丙烯、氯乙烯的結構進行比較,找出其中的規律,進而練習兩種或兩種以上物質的聚合反應。

發展形象思維的第三個層次是想象和直覺。這是形象思維的髙級形式,是分解、組合、聯想、類比等思維方法的綜合與提煉,是對表象的加工和改造,以產生新的形象。

三、想象力和直覺思維能力

(一)想象在科學發現中的重要意義想象是形象思維各種方法(分解、組合、類比、聯想)的綜合應用,是人在客觀事物的影響下,在言語的調節下,大腦中已有的表象經過整合和重構形成新表象的過程。

想象在人們認識世界和改造世界的過程中起著重要的作用。人類的想象是在勞動中發生和發展起來的,在勞動之前,人們首先在自己的頭腦中改變客觀現實,創造出新的表象,然後使之變成現實,改造現實,以創造新的事物。這個過程需要通過想象的作用來實現。結合以往的經驗,在想象中形成創造性的新形象,提出新的假設,是創造活動順利開展的關鍵,如果沒有想象,人就不可能有創造和發明,也就沒有預見。因此,在這個意義上說,離開想象,人類社會的進步將很困難。

想象是形象思維方法中的一種,根據它的目的性,可分為無意想象和有意想象。對於無意想象,它是不自覺地產生的,漫無目的的,所想象的情景也是稀奇古怪的。有意想象根據其新穎程度不同,又可分為再造想象和創造想象。再造想象是對別人描述過而自己未曾感知過的事物加以想象而生成的形象;創造想象是沒有依據現成的描述而獨立創造出來的某種事物的形象。有意想象對創造性活動有重要意義。它是形象思維與抽象思維交叉的一種思維方法,是在言語的參與和調節下進行的,因此抽象思維總在發揮一定的作用,從而使有意想象具有預定的目的性。人類的想象過程,促進了思維、特別是形象思維的發展,從而推動了創造性思維的發展,但同時想象中必須滲透抽象思維,才能有完整的創造性思維。

愛因斯坦曾經說過:“想象力比知識更重要,因為知識是有限的,想象力概括著世界上的一切,推動著進步,並且是知識進化的源泉。嚴格地說,想象力是科學研究中的實在因素。”在化學發展曆史上,有很多發現與想象密切相關。