让理科学习更理性谈认知态度与应试方法

让理科学习更理性谈认知态度与应试方法

擅长独立思考的“理工男”（只是习惯性说法，其实“理 工女”也一样），是不太容易被忽悠的。比如，有一次教师 节，我所教的一个班级的学生送了我一个本子，他们各自在上面写了一些话并签了名。我很高兴，晚上回家后喜滋滋地 拿出来，在我的丈夫——一位典型的“理工男”——面前炫 耀一番。谁知，他不动声色地看了两分钟，然后抬起头看着 我，认真地问：“你这个班有多少学生？”“42人。”“这 里有28位学生的签名，你的支持率大约是70%，还要加油。” 我顿时无语，弱弱地嘀咕道：“你也不看看他们写了什么。” 他振振有词道：“不能光凭感觉，要凭数据说话。” “理工男”有时候无趣得让人生厌，但是他们这种已经 形成习惯的理性态度是极有助于他们开展科学学习的。如果 有了独立思考的习惯，那么作为学生，就意味着长了一双能 自由飞翔的翅膀，能主动地从方方面面（尤其从生活本身中） 吸收知识。他不会因为今天换了老师就学不好，也不会因为 学校教得“不合口味”就在校外的辅导班之间奔波，因为不 管谁教他，那些知识都要经过他自己的大脑思考过后才“准 入”。而有时候，教师教得不到位反而更容易引发他的思考。

记得我初二时的一位物理老师是“工农兵学员”（当时教师 的学历要求远没有现在这么规范，他的学术背景是有历史原 因的），上课时经常出错。于是班上有一批学生（包括我） 狂热地喜欢上了物理，每次上课都无比用心地听，下课后就 围住他，无比兴奋地质疑和批判。印象最深的是，他曾经在 一次公开课上讲“地球上1公斤的物体到了月球上会变成6公 斤”，我们兴奋得如同自己发现了万有引力，下课后围住他， 与他大吵，然后得意地看他满脸通红。现在想来，觉得那时满是初中生的幼稚和猖狂，没准那位老师是位得道高人，在 用他独特的方法来点亮我们的学习呢。

二、用科学方法的理性思维应对科学考试 评判师生的教学质量往往是通过学生考试的分数。虽然 所有人都知道分数不能全面代表学生现在的学习情况，更不 能代表学生将来的发展情况，但是考试永远是大多数师生所 要面对的。那么，理科思维能帮助我们搞定各类考试吗？ （一）考试有什么特点？ 广义地讲，考试有许多形式，而这里指的是学生最常见 的（也是最怕的）那种——纸笔测试，也就是高考、学测那 样的考试。

这样的考试都是有试卷的，试卷上都是有题目的。让我 们假想一张物理试卷上有这样一道题：某人以每小时15公里 的速度向前奔跑，奔跑20公里需要多长时间？第一位考生迅 速地理解到这是一道考查速度概念的应用题，回答出1.33小 时，得了满分。第二位考生心想，时间、空间和物质的质量 是不能分开来讨论的，题目中没有把其他的变量说清楚，所 以这道题并没有一个明确答案，需要详细讨论各种情况。于 是，他得了零分。这第一位考生，当然是我们刷了很多题的 学生了；
而第二位考生呢，他是爱因斯坦。显然，爱因斯坦 思考相对论的大脑很难和命题人的意图契合。

这里，我们已经能看出考试所具有的特点了：规定时间， 规定动作，标准答案。所有的纸笔测试都会有一个标准答案，它就是评分的参照物。当然，我们也会在标准答案上看到“所 有合理答案均给分”的字样，但是切不可就此以为那种“时 间、空间和物质的质量是不能分开来讨论的”的答案就是“合 理答案”。这里的合理答案是有限种合理，不是无限种合理， 而且是受命题人和阅卷人认知限定的合理，考生与他们不匹 配的认知都不会被判为合理。

所以说，考试就如同一款电脑游戏，命题人就是游戏的 开发者，也是游戏规则的制定者，他从不会与玩家商量着制 定规则。那么，作为玩家的学生，要打通这款游戏，当然首 先要熟悉游戏规则。

（二）理性地研究高考 这种运用证据和逻辑来找寻规律、预见未来的方法就是 科学思维指导下的科学方法。作为一名理性的学习者，其实 可以运用这种方法来搞定高考。

1.收集资料，分类整理。

2018年高考还没有发生，它让许多教师和学生因未知而 感到恐惧。可是，我们真的完全不知道2018年高考试卷是什 么样子的吗？科学的思维方式能让我们对事物变化发展的 趋势产生判断，让我们对未来作出预测，帮助我们消除恐惧。

“收集”“分类”这两个看起来平淡无奇的词语可以说 是所有科学分析的基础。收集和分类本身就意味着我们对事 物有了某种程度的观察和总结，这种观察和总结可以非常粗 浅，就像玩具的几种颜色，但是这种思考方式无疑有着巨大的力量。

学测、高考这些重大国家性考试都具有稳定性的特点， 即规律性。比如，对2011年～2017年江苏高考化学试卷的结 构进行分析，我们会发现它们的总分都是120分，考试时间 都是100分钟，其中的单选题都有10道、共20分，多选题都 有5道、共20分，非选择题都有6道、共80分。据此，我们是 不是有理由相信，尚未发生的2018年江苏高考化学试卷也呈 现这种结构，将是大概率事件呢？ 当然，有人会说光知道这个有什么用呢？试卷上的题目 还是不会做啊！让我们用同样的科学方法继续研究下去， 就会发现每年江苏高考化学试卷中都有一道考查“离子 共存”的题目—— 试题1（2017年江苏高考第9题）常温下，下列各组离子 在指定溶液中能大量共存的是（） A.无色透明的溶液中：Fe3+、SCN-、Cl- B.c(H+)c(OH-)=1×10-12的溶液中：K+、Na+、CO2-3、 NO-3 C.c(Fe2+)=1 mol·L-1的溶液中：K+、NH+4、MnO-4、 SO2-4 D.能使甲基橙变红的溶液中：Na+、NH+4、SO2-4、HCO-3 试题2（2016年江苏高考第12题）制备（NH4)2Fe(SO4)2 ·6H2O的实验中，需对过滤出产品的母液(pH＜1)进行处理。

室温下，分别取母液并向其中加入指定物质，反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是（） A.通入过量Cl2：Fe2+、H+、NH+4、Cl-、SO2-4 B.加入少量NaClO溶液：NH+4、Fe2+、H+、SO2-4、ClO- C.加入过量NaOH溶液：Na+、Fe2+、NH+4、SO2-4、OH- D.加入过量NaClO和NaOH混合溶液：Na+、SO2-4、Cl-、 ClO-、OH- 试题3（2015年江苏高考第6题）常温下，下列各组离子 一定能在指定溶液中大量共存的是（） A.使酚酞变红色的溶液中：Na+、Al3+、SO2-4、Cl- B.Kc(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中：NH+4、Ca2+、 Cl-、NO-3 C.与Al反应能放出H2的溶液中：Fe2+、K+、NO-3、SO2-4 D.水电离的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中：K+、 Na+、AlO-2、CO2-3 试题4（2014年江苏高考第3题）25 ℃时，下列各组离 子在指定溶液中一定能大量共存的是（） A.pH=1的溶液中：Na+、K+、MnO-4、CO2-3 B.c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中：Mg2+、Cu2+、 SO2-4、NO-3 C.0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中：K+、Na+、NO-3、Cl- D.0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中：Fe2+、NH+4、SCN-、SO2-4 试题5（2013年江苏高考第3题） 常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（） A.使甲基橙变红色的溶液：Mg2+、K+、SO2-4、NO-3 B.使酚酞变红色的溶液：Na+、Cu2+、HCO-3、NO-3 C.0.1 mol·L-1 AgNO3溶液：H+、K+、SO2-4、I- D.0.1 mol·L-1 NaAlO2溶液：H+、Na+、Cl-、SO2-4 那么，在未来的2018年江苏高考化学试卷上，考查这个 知识点的题目会出现吗？显然，这是一个大概率事件。这样， 作为备考者，我们当然不能无视，必须在考前做好准备。

类似地，用这样的方法分类整理，就能找到许多大概率 的考点：化学用语、离子方程式、电化学、元素周期律、离 子浓度大小、化学速率与平衡等等。针对这些考点进行充分 研究准备，显然是有效的复习方式。

2.归纳小结，遍历清扫。

有人会说，就算2018年江苏高考化学试卷中还会出现一 道考查“离子共存”的选择题，但是总不会和2017年的一模 一样吧，那我们该如何准备呢？这就需要另一种科学方法了。

“遍历”是计算机算法中的术语，是指沿着某条搜索路 线，依次对每个节点均做一次且仅做一次访问。通俗地讲， 就是穷举法，不重不漏地来一遍。这显得有点“傻”，但是 它是科学研究中通向精通的道路。

举个用4张扑克牌算24点的例子。怎样成为算24点的高 手呢？一种方法是不断实战，类似做模拟卷。这样，水平当 然会提高，因为熟练度增加了。但是，当达到一定的熟练度之后，就会遇到瓶颈，比如“3、3、7、7”这种比较特殊的 组合往往比较难通过实战来随机遇到，因此水平就会停滞不 前。还有别的途径吗？有的：4张牌，从“1、1、1、1”到 “K、K、K、K”，就1820种组合，花2个小时都写一遍就是 了。这当中自然会遇到458种无法计算的（如“1、1、1、5” 等），也会遇到17种要利用分数进行计算的（如“3、3、7、 7”和“1、5、5、5”等）。做了这种遍历之后，所有的组 合都了然于胸，自然也就能从容面对。

回到“离子共存”的考点上来，中学里学过哪些离子呢？ 它们之间组合起来能发生的反应有哪些呢？有没有更多种 离子组合会发生反应的情况呢？这些问题都是有限种答案， 遍历下来，“离子共存”这个考点也就基本搞定了。

最后需要指出的是，科学的研究方式都是类似的：收集 资料，分类整理，归纳分析，寻找共性，关注差异……不过， 这里研究的对象是高考题，而非化学科学。这是有很大不同 的：研究高考题的最大目的是应试、得分，即如何做出“标 准答案”；
而真正的化学科学研究的目的是新发现，即如何 推翻已有的答案。显然，两种思维品质完全不同。在如今这 个AlphaGo都能打败李世石的时代，我们更需要的是创新思 维，是远离“标准答案”。只是，在不得不应试的时候，理 性地研究能帮助我们节约应试的时间和精力成本。