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积极引导学生通过多问、多见、多识、多听等获得感性知识，然后经过思维加以分析整理、引申归纳、对比推论，提高到理性认识的高度，是化学教学中培养学生思维能力提升思维品质的有效途径。
一、系统优化方法：化学教学中永恒的科学思维方法
本人在化学教学中对学生思维能力培养方面进行了许多具体的实践，也做了很多尝试，认为引导学生掌握以系统思维方法为中心的科学思维方法，是通向思维能力优化的关键。
系统思维方法的主要原则是：
1. 整体性原则。要把学习的问题作为一个整体来对待。研究一个系统时，各要素之间的关系，不能看成因果链，而应该多向地看成互为因果的因果网络，才便于从整体上组织好系统。
2.“系统综合”的逻辑方法。就是遵循整体性原则，先把问题对象看作一个由诸要素组成的综合体，从综合入手，对客体的要素、层次、结构、功能、联系方式、发展趋势、目的、外部环境及其综合效应进行“主体”考察，才能把系统方法的整体性原则和系统综合的逻辑思维方法有机地组合起来，形成优化学生思维能力的系统智慧。而系统优化的含义则是：运用系统方法所能达到的最好的目标。优化的要求是从许多可供选择的方案中选择出最优的方案，以便使整个系统的组织和运动处于最优状态，达到使系统优化的效果。优化的特点是，使系统各要素之间进行优化组合，以形成最优的系统。
教师要教会学生在掌握系统思维方法的基础上构建化学知识结构，将知识系统化。对于化学的学习应宏观把握，微观掌握；抓规律、记特殊。教师要引导学生对知识概括归纳，构造知识块、知识链，形成网。引导和启迪学生科学思维方法，是克服学生思维障碍的积极策略。启迪思维就是采用何种方法激活学生的思维，消除思维障碍。思维启迪贯穿于思维能力培养的全过程。启迪思维的方法是否科学，直接影响学生思维方向的正确性和独创性，思维过程的敏捷性和变通性。我们要克服只注重设计思维的推理过程，而忽视设计思维启迪的传统方法。所以我认为，新课程标准提出三维目标系统，其中的过程与方法这一维的培养并非全部针对学生，也是对教师来讲的。若教师不优先掌握以系统思维方法为中心的科学方法，怎么能培养学生拥有科学思维能力呢？
二、系统优化方法：解决问题最基本最重要的科学方法
系统优化方法是我们解决化学问题过程中最基本、最重要的科学方法。
在讲必修（1）模块《几种重要的金属化合物》中的Al（OH）3时，课本强调Al（OH）3具有两性，在制备Al（OH）3时加入适量NaOH，若过量则得不到Al（OH）3。如何体会“适量”的含义，及在什么环境下Al（OH）3能稳定存在呢？选择这样一个问题让学生讨论：甲、乙两人都欲制Al（OH）3，所用的试剂相同，即用同一瓶的NaOH溶液和同一瓶的Al2（SO4）3溶液。不同的是甲往盛有NaOH溶液的试管中加入Al2（SO4）3；而乙往盛有Al2（SO4）3溶液的试管中加NaOH溶液。问最后谁能得到Al（OH）3？对这道题学生的答案开始都是一样的，乙能得到Al（OH）3 。对学生的答案，不急于肯定，也不否定，而是要求学生自己动手做实验，并仔细观察实验现象。在操作中注意观察到甲的现象是这样的：先出现白色沉淀，振荡试管沉淀消失，当这种现象重复数次后，再加入Al2（SO4）3溶液出现的沉淀无论怎样振荡试管都不消失了，而且随着Al2（SO4）3溶液的继续加入，出现的沉淀越来越多。观察到乙的操作现象是这样的：随着NaOH溶液的加入出现沉淀且振荡试管不消失，但随着NaOH的增加，沉淀逐渐溶解，且NaOH越多，沉淀溶解的就越多。直到最后沉淀全部溶解，再也无白色沉淀。毫无疑问，实验现象与原有答案相反，每个人的大脑都出现了一个问号。这时老师和学生一起分析实验现象并作出解释：甲、乙开始出现的沉淀是因为：Al3 3OH－=Al（OH）3↓，但甲的试管中盛有NaOH，为强碱性环境，故生成的Al（OH）3沉淀又溶解即发生了Al（OH）3 OH－=AlO2－ 2H2O的反应；乙的试管中盛的是Al2（SO4）3溶液，故Al（OH）3不消失。当甲的试管里的所有的NaOH都与生成的Al（OH）3反应变成AlO2－之后，再往试管中加入Al2（SO4）3溶液就发生“双水解”反应：3AlO2－ Al3 6H2O=4Al（OH）3↓。而乙试管中所有的Al2（SO4）3都变成了Al（OH）3之后，再加NaOH就发生Al（OH）3 OH－=AlO2－ 2H2O，NaOH加入的越多，Al（OH）3溶解的越多，直至Al（OH）3全部溶解。通过分析发现原先的答案局限于常规的思维方法，即用可溶性的碱与盐反应制不溶碱，又因为Al（OH）3的两性，因而试剂的用量也做了限制，即NaOH不得过量。这条思考路线的结果当然只能是乙能得到Al（OH）3。实验设疑的思考方式显然与原答案的思考方式不同，用Al3 和AlO2－的水解反应来制Al（OH）3，因而貌似不能得到Al（OH）3的甲得到了，而乙却得不到。
但为了训练学生掌握系统思维方法的能力，进一步优化学生思维品质，我在教学中同时尝试了运用更加有效的系统思维方法解决这一问题，当然首先要建立系统思考模型。运用系统思维方法解决这一问题只需考虑两种初始条件，即NaOH等初始反应物的物质的量：（1）NaOH未过量时。此时系统成分为Al3＋、SO42－、Al（OH）3、Na＋等，但考虑到系统的电荷平衡，系统要素只是Al3＋、SO42－和Na＋这三种离子，这是电荷平衡必需的要素。设n为各种离子的物质的量，根据电荷守恒得到这些系统要素之间的关系为n（Na＋） 3n（Al3＋）=2n（SO42－），则与该问题有关的重要关系式就是n （Na＋）=2n（SO42－）- 3n（Al3＋）。（2）NaOH过量时。此时系统内成分是Na＋、SO42－ 、Al（OH）3、AlO2－、等，但系统电荷要素则只是Na＋、SO42－ 和AlO2－ 这三种离子。同样根据系统内电荷守恒，各要素之间的关系是n（Na＋）=2n（SO42－）-n（AlO2－）。而有了Na＋的物质的量，即可很快判断出以上两种情况下NaOH物质的量与Al2（SO4）3物质的量的相对大小对生成Al（OH）3的影响，这样就使得判断非常简便，也易于为学生所接受和掌握。
通过以上的实验和分析对比，使学生体会到了突破常规思考方式，进行创造性的系统方法思考的乐趣，激发了学生创造性思维品质养成的自主积极性。
责任编辑 潘孟良
一、系统优化方法：化学教学中永恒的科学思维方法
本人在化学教学中对学生思维能力培养方面进行了许多具体的实践，也做了很多尝试，认为引导学生掌握以系统思维方法为中心的科学思维方法，是通向思维能力优化的关键。
系统思维方法的主要原则是：
1. 整体性原则。要把学习的问题作为一个整体来对待。研究一个系统时，各要素之间的关系，不能看成因果链，而应该多向地看成互为因果的因果网络，才便于从整体上组织好系统。
2.“系统综合”的逻辑方法。就是遵循整体性原则，先把问题对象看作一个由诸要素组成的综合体，从综合入手，对客体的要素、层次、结构、功能、联系方式、发展趋势、目的、外部环境及其综合效应进行“主体”考察，才能把系统方法的整体性原则和系统综合的逻辑思维方法有机地组合起来，形成优化学生思维能力的系统智慧。而系统优化的含义则是：运用系统方法所能达到的最好的目标。优化的要求是从许多可供选择的方案中选择出最优的方案，以便使整个系统的组织和运动处于最优状态，达到使系统优化的效果。优化的特点是，使系统各要素之间进行优化组合，以形成最优的系统。
教师要教会学生在掌握系统思维方法的基础上构建化学知识结构，将知识系统化。对于化学的学习应宏观把握，微观掌握；抓规律、记特殊。教师要引导学生对知识概括归纳，构造知识块、知识链，形成网。引导和启迪学生科学思维方法，是克服学生思维障碍的积极策略。启迪思维就是采用何种方法激活学生的思维，消除思维障碍。思维启迪贯穿于思维能力培养的全过程。启迪思维的方法是否科学，直接影响学生思维方向的正确性和独创性，思维过程的敏捷性和变通性。我们要克服只注重设计思维的推理过程，而忽视设计思维启迪的传统方法。所以我认为，新课程标准提出三维目标系统，其中的过程与方法这一维的培养并非全部针对学生，也是对教师来讲的。若教师不优先掌握以系统思维方法为中心的科学方法，怎么能培养学生拥有科学思维能力呢？
二、系统优化方法：解决问题最基本最重要的科学方法
系统优化方法是我们解决化学问题过程中最基本、最重要的科学方法。
在讲必修（1）模块《几种重要的金属化合物》中的Al（OH）3时，课本强调Al（OH）3具有两性，在制备Al（OH）3时加入适量NaOH，若过量则得不到Al（OH）3。如何体会“适量”的含义，及在什么环境下Al（OH）3能稳定存在呢？选择这样一个问题让学生讨论：甲、乙两人都欲制Al（OH）3，所用的试剂相同，即用同一瓶的NaOH溶液和同一瓶的Al2（SO4）3溶液。不同的是甲往盛有NaOH溶液的试管中加入Al2（SO4）3；而乙往盛有Al2（SO4）3溶液的试管中加NaOH溶液。问最后谁能得到Al（OH）3？对这道题学生的答案开始都是一样的，乙能得到Al（OH）3 。对学生的答案，不急于肯定，也不否定，而是要求学生自己动手做实验，并仔细观察实验现象。在操作中注意观察到甲的现象是这样的：先出现白色沉淀，振荡试管沉淀消失，当这种现象重复数次后，再加入Al2（SO4）3溶液出现的沉淀无论怎样振荡试管都不消失了，而且随着Al2（SO4）3溶液的继续加入，出现的沉淀越来越多。观察到乙的操作现象是这样的：随着NaOH溶液的加入出现沉淀且振荡试管不消失，但随着NaOH的增加，沉淀逐渐溶解，且NaOH越多，沉淀溶解的就越多。直到最后沉淀全部溶解，再也无白色沉淀。毫无疑问，实验现象与原有答案相反，每个人的大脑都出现了一个问号。这时老师和学生一起分析实验现象并作出解释：甲、乙开始出现的沉淀是因为：Al3 3OH－=Al（OH）3↓，但甲的试管中盛有NaOH，为强碱性环境，故生成的Al（OH）3沉淀又溶解即发生了Al（OH）3 OH－=AlO2－ 2H2O的反应；乙的试管中盛的是Al2（SO4）3溶液，故Al（OH）3不消失。当甲的试管里的所有的NaOH都与生成的Al（OH）3反应变成AlO2－之后，再往试管中加入Al2（SO4）3溶液就发生“双水解”反应：3AlO2－ Al3 6H2O=4Al（OH）3↓。而乙试管中所有的Al2（SO4）3都变成了Al（OH）3之后，再加NaOH就发生Al（OH）3 OH－=AlO2－ 2H2O，NaOH加入的越多，Al（OH）3溶解的越多，直至Al（OH）3全部溶解。通过分析发现原先的答案局限于常规的思维方法，即用可溶性的碱与盐反应制不溶碱，又因为Al（OH）3的两性，因而试剂的用量也做了限制，即NaOH不得过量。这条思考路线的结果当然只能是乙能得到Al（OH）3。实验设疑的思考方式显然与原答案的思考方式不同，用Al3 和AlO2－的水解反应来制Al（OH）3，因而貌似不能得到Al（OH）3的甲得到了，而乙却得不到。
但为了训练学生掌握系统思维方法的能力，进一步优化学生思维品质，我在教学中同时尝试了运用更加有效的系统思维方法解决这一问题，当然首先要建立系统思考模型。运用系统思维方法解决这一问题只需考虑两种初始条件，即NaOH等初始反应物的物质的量：（1）NaOH未过量时。此时系统成分为Al3＋、SO42－、Al（OH）3、Na＋等，但考虑到系统的电荷平衡，系统要素只是Al3＋、SO42－和Na＋这三种离子，这是电荷平衡必需的要素。设n为各种离子的物质的量，根据电荷守恒得到这些系统要素之间的关系为n（Na＋） 3n（Al3＋）=2n（SO42－），则与该问题有关的重要关系式就是n （Na＋）=2n（SO42－）- 3n（Al3＋）。（2）NaOH过量时。此时系统内成分是Na＋、SO42－ 、Al（OH）3、AlO2－、等，但系统电荷要素则只是Na＋、SO42－ 和AlO2－ 这三种离子。同样根据系统内电荷守恒，各要素之间的关系是n（Na＋）=2n（SO42－）-n（AlO2－）。而有了Na＋的物质的量，即可很快判断出以上两种情况下NaOH物质的量与Al2（SO4）3物质的量的相对大小对生成Al（OH）3的影响，这样就使得判断非常简便，也易于为学生所接受和掌握。
通过以上的实验和分析对比，使学生体会到了突破常规思考方式，进行创造性的系统方法思考的乐趣，激发了学生创造性思维品质养成的自主积极性。
责任编辑 潘孟良