构建命题联想系统 提高化学解题能力
毕晓昀
摘 要： 本文举例说明“什么是命题联想系统”“为什么要构建命题联想系统”以及“如何构建命题联想系统”等问题。通过调查了解学生命题联想能力的现状，从而提出帮助学生建构命题联想系统提高化学解题能力的教学建议。
关键词： 命题联想系统；联想能力；化学；习题教学；解题能力
一、问题的提出
评讲习题时，教师常常会把自己的解题思路演示给学生，“由已知条件……(a)，可以看出……(b)，然后就可以……(c)”，其实这就是一个命题联想过程，它可以在已知与未知之间架设桥梁。但问题的关键是，学生在解题时，就是没能从a想到b，所以造成思维短路，虽然c所涉及的知识点或方法学生可能是具备的，却仍然无法顺利给出正确的解答。现在听了教师的讲解，貌似茅塞顿开，可下一次遇到类似问题，依然会被卡住，因为他自己想不到。
①落实管护人员，明确管护责任。北京市政府印发了《关于建立本市农村水务建设与管理机制意见的通知》。全市成立3927个农民用水协会，政府通过购买服务的方式 （每人每月500元补助）组建了10800名农民管水员队伍，负责农村水土保持、机井管理、用水计量、水资源费征收、河道管护等工作，实现了源头管理。北京市政府建立了水源涵养林管护机制，出台了山区移民搬迁政策 （每人每月400元补助）组建了4万多名生态林管护员队伍，使全市61万hm2水源涵养林实现了管护全覆盖。
如何帮助学生解决“想不到”的困难呢？指导学生进行命题联想，进而帮助学生构建自己的命题联想系统，是一个具有可操作性的办法。有了这样一个系统，学生才有可能从中检索到所需要的解题思路和素材，从而进行正确的解题。
二、什么是命题联想系统
“命题”一词在现代哲学、数学、逻辑学、语言学中均有涉及，其意是指一个判断的语义，通俗地说就是一句陈述性语句所实际表达的意思，如“硫酸溶液显酸性”就是一个命题(命题A)。
“命题联想”即由某一命题联想到其他的相关命题，与之相关的能力通常被称为联想能力或直觉思维能力。依据知识水平、认知能力、理解能力的差异，不同的人对同一命题产生的联想存在较大差异。如由上述命题A可联想产生下述命题中的部分、全部甚至更多：
a. 将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中
如表格中关于Fe2+可以直接提取的命题包括：pH 5.8时Fe2+开始沉淀，pH 8.8时Fe2+沉淀完全。将这两个命题进行组织和排序后不难得出如下等价命题：①pH<5.8时Fe2+尚未开始沉淀；②pH介于5.8～8.8之间时，部分Fe2+形成沉淀，Fe2+与Fe(OH)2共存；③pH>8.8时，Fe2+全部转化为Fe(OH)2沉淀；④Fe2+可大量存在于pH<5.8的酸性溶液中；⑤pH越大越易形成Fe(OH)2沉淀……命题④⑤在学生的命题联想系统中出现的概率远远小于前3个，而其中的等价命题⑤对于第(1)小题的解答具体非常重要的意义：实验目的为制备FeCO3，所以应尽量避免Fe(OH)2的生成，对比b、c两个选项不难发现，前者Na2CO3溶液呈现较强的碱性，加入的Fe2+极易转变成Fe(OH)2沉淀；而后者Na2CO3缓慢少量加入，且立刻转变为FeCO3，可有效避免生成Fe(OH)2。
命题D——硫酸溶液能使石蕊变红；
命题E——硫酸溶液能与活泼金属、碱、碱性氧化物、某些盐溶液(如Na2CO3、BaCl2)反应……
这些命题之间由此及彼、相互关联，联结成知识的线索或网络——即形成“命题联想系统”。化学解题过程往往就是通过命题联想将问题不断转换的过程，特别是在解答综合性、开放性试题时，丰富的命题联想系统以及对其中有用命题的快速准确定位是提高解题速度、准确性的根本保障。
三、命题联想系统的构成
命题联想系统的建构体现了思维的广阔性和开放性，但它并非不着边际天马行空，了解命题系统的分类有助于教师在日常教学中有效地指导学生进行命题联想。
如第(2)小题，将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中，可得到柠檬酸亚铁溶液，那么由“溶液中含有Fe2+”，即可联想得出一系列下游命题：①溶液呈浅绿色；②Fe2+为+2价，属于中间价态，既有氧化性又有还原性；③Fe2+有较强的还原性，易被氧化；④Fe2+对应的碱Fe(OH)2为弱碱，故Fe2+易水解，溶液呈酸性；⑤Fe2+可与OH-结合生成沉淀……而向该溶液中加入Fe粉，可有效地防止Fe2+被空气中的氧气氧化。
如图1所示，根据原始命题与联想命题之间的关系，命题联想系统可分为等价命题联想系统、下游命题联想系统和上游命题联想系统。以下面一道题目为例来进行说明。
图1 命题联想系统
例题：柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备：FeSO4+Na2CO3
FeCO3↓+Na2SO4FeCO3+C6H8O7FeC6H6O7+CO2↑+H2O。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。
多风电场无功优化问题,即包括海上风电场在内的各个风电场利用风机自身无功调节能力及无功补偿设备,如高压并联电抗器(以下简称“高抗”),实现对区域电网内无功功率的优化调节,从而达到提高区域电网节点电压质量和减少网络损耗的目的。崇明岛、北支厂址两个海上风电场所采用的无功补偿方式为固定高抗和可投切高抗联合补偿的方式,能够灵活调节输出无功功率[9]。
(1)制备FeCO3时，选用的加料方式是 (填字母)，原因是 。
命题B——硫酸是一种酸；
b. 将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中
为了得到命题A，需要寻找命题B，那么命题B就是A的上游命题。能够推得命题A的命题B1、B2、B3……构成命题A的上游命题系统。
(2)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80℃下搅拌反应。①铁粉的作用是 。②反应结束后，无须过滤，除去过量铁粉的方法是 。
(一) 等价命题联想系统——体现联想的广度
等价命题与原始命题含义相同，只是通过变换角度，使其所表达的含义更加清晰明朗，从而起到降低难度的作用，也能够挖掘出更多的隐藏条件。
命题C——硫酸能电离产生H+；
(二) 下游命题联想系统——体现联想的深度
将根据层次分析计算得到的评估指标权重向量W和区划评价指标体系Q代入雷击灾害风险区划模型R＝W×Q中，可得到雷电灾害风险值R与区划评价指标之间的计算公式为［16］：
如果有了命题A，就可以得出命题C，那么命题C就是A的下游命题。研究从A可以推出些什么命题(C1、C2、C3……)，这就得到命题A的下游命题系统。依据化学学科的特点，当我们知道体系中含有某一物质或微粒，那么与之相关的一系列物理、化学性质、用途等皆属于该命题的下游命题系统范畴。
沈从文早期描写的作品中主要有五个人物反复登场：一个是辛勤的妈妈，她全身饱含着母爱和同情心；一个是淘气的幼年沈从文自己；他的大哥沈云麓，他的主要任务是惩罚沈从文，但偶尔也和弟弟们“狼狈为奸”，譬如“唆使”弟弟拿家里的鸡去搏斗；他的六弟得鱼（沈岳筌），是他的幼年玩耍伙伴；小九妹，他是全家的欢乐宝贝，母亲的心肝尖子，调皮捣蛋而且在家里“恃宠而骄”。小时候兄弟姊妹间丰富的生活内容让沈从文倍感亲切而反复咀嚼以致需形诸文字而后快。“孔怀兄弟，同气连枝”，这是沈从文兄弟姐妹间关系良好的最佳写照。
从图5可知，采用原始脑电信号进行分类时，选择四分位数作为特征，得到的分类结果较差，采用SL和SLQ的特征组合时，得到的分类准确率较高，可达到99%以上；采用d4子频带信号进行分类时，以标准偏差作为特征时得到的分类结果较差，其余特征组合时得到的分类结果较好；当采用SL和SLQ的特征组合，并采用ELM分类器进行分类时，分别得到99.24%和99.89%的分类准确率；若只采用单个信号对警觉度进行分类，特征组合后得到的分类效果较好；3种特征进行组合后，ELM的分类效果优于SVM的分类效果，且ELM分类器的复杂度小于SVM分类器，因此采用ELM分类器对警觉度状态进行检测。
(三) 上游命题联想系统——体现联想的高度
c. 将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中
如第(2)小题后一问，为了除去过量的铁粉，可以找到这样几种方法：过滤法、反应转化法……为了得到柠檬酸亚铁，可以想到的方法有：铁与柠檬酸反应、亚铁盐与柠檬酸反应、亚铁盐与柠檬酸盐反应……将两个命题系统进行比对并取交集，得到除去柠檬酸亚铁溶液中的铁的最佳方法：加入柠檬酸，使铁转化为柠檬酸亚铁。
原文：Had his wife a private fortune?Pooh！--Miss Flint--oneof eleven children of asmall squirein Buckinghamshire.
（2）喜辽妥又名多磺酸粘多糖乳膏，是具有麝香草酚气味的乳剂型白色软膏，其主要活性成分是多磺酸粘多糖（组织性肝磷脂），它通过作用于血液凝固和纤维蛋白融解系统而发挥抗血栓形成作用；通过抑制各种参与分解代谢的酶以及影响前列腺素和补体系统而具有抗炎作用；通过促进间叶细胞的合成以及恢复细胞间物质保持水分的能力促进结缔组织再生，能防止浅表血栓形成，促进其吸收，阻止局部炎症发展和加速血肿吸收。
四、高中生“命题联想能力”的构建策略
对于同一个命题，各人头脑中形成的命题联想系统是各不相同的。学生的成绩越优秀，其命题联想系统也就越丰富，他们可以把不同时期学到的知识组合在一起，形成一个知识跨度较大的知识网络，而其好处是显而易见的。但对于化学学困生而言，他们的联想往往停留在较早前形成的知识水平(初中阶段)，如方程式中的物质关系、系数关系，却无法将新近学习到的知识(如氧化还原的相关概念)纳入联想系统当中。学生头脑中缺少的不一定是知识点，而是思考的方向。作为化学教师，我们不但应该让学生了解联想能力的重要性，更应该在各个教学环节中有意识地帮助学生建构具有一定宽度的命题联想系统，从而克服化学解题中“想不到”这一困难。
(一) 通过实践让学生感知“命题联想”其实无处不在
联想是一个隐性的思维过程，但教师可以想办法让这个过程显性化，让学生有直观的感受。如在复习课上利用思维导图和学生一起构建知识网络；在习题讲评的过程中，用流程图将已知和未知之间那个“断了的桥梁”架起来；在教学过程中多给学生一些机会，让他们说说自己想到了什么，为什么会想到这些。
(二) 新授课环节帮助学生衍生新的联想方向
依然以“溶液中含有Fe2+”这一命题为例，其下游命题联想系统在化学学习过程中被不断地扩充。初中时学生只能联想到“这是一种盐溶液”“溶液是浅绿色的”等命题，而在进入高中之后，学习了氧化还原概念，学生应该可以联想到“+2价的Fe属中间价，既有氧化性又有还原性”；学习了铁元素及其化合物相关知识后，可以联想到“Fe2+具有较强的还原性，易被O2、Cl2、HNO3、KMnO4等氧化成Fe3+，所以配制Fe2+溶液时需要加入Fe粉防氧化”；学习了盐类水解之后，可以联想到“Fe2+水解使溶液显酸性，配制溶液时加酸有助于抑制水解”。
但是学生在不断地接受新知识的同时，常常出现这样的状况：比如在学习“盐类的水解及其应用”时，不管是否适用，所有的问题都一股脑地贴上“水解”的标签，可是在学过一段时间之后，综合应用中却很难再想到水解问题。由此可见，学生的命题联想是即时的、线性的。
崔国祯等[3]通过对斑马鱼肠下静脉（SIVc）血管直径、内皮细胞数及节间血管（ISVs）的观察，发现不同浓度的丹参素衍生物（ADTM）对于正常、损伤型模型均能起到增加与保护作用。可以激活胰岛素信号通路，发挥血管新生作用。
(三) 复习课环节帮助学生通过联想形成知识网络
现在各种各样的教学辅导书，都会在课时复习的前面列出知识点，在单元复习的前面列出知识网络。但学生看了这些之后往往都会产生“这些我都知道的，可是一到题目当中就不知该怎么办”的困惑。所以教师不仅要引导学生阅读高考教辅材料中的知识网络，还要大胆放手让学生自己构建知识网络。比如在进行元素化合物知识的复习时，让学生动手通过联想建构知识网络图，虽然他们不可能像资料上或者教师一样考虑得那么周到全面，但最起码他们可以了解到自己已有的知识体系与预期的完整知识网络之间存在多大的差距，并且产生一种将其修补完整的愿望和冲动。然后再通过学生之间的相互补充形成完整的体系，虽然花费了一定的时间，但其效果远比“教师说上半句，学生补充下半句”的复习方法要来得好。
(四) 习题及试卷讲评环节帮助学生通过联想架起已知与未知的桥梁
与复习课形成知识体系不同，解题时的命题联想应尽量快速准确的定位，过多过复杂的联想系统反而会耽搁宝贵的时间。相当一部分学生的解题困难不在于知识点或方法的缺陷，而是想不到要用这个知识点或方法，所以在评讲题目时，不能急着告诉学生先这样再那样，而是要告诉学生为什么要这样做。有教师在讲解比较难的题目时，会把它设计成若干个小问题，学生一个个地回答，也一步步地接近正确答案。可是下次，没有这些小问题铺路时，题目依然解不出。所以你应该让学生知道，你是怎么设计这些小问题的，这才是核心和关键。
参考文献：
[1]陈永明名师工作室.数学习题教学研究[M].上海：上海教育出版社，2010：18-24.
作者简介： 毕晓昀，江苏省苏州市，吴县中学。