Sự phát triển tư duy nĩi chung được đặc trưng bởi sự tích lũy các thao tác tư duy thành thạo và vững chắc của con người. Một trong những hình thức quan trọng của tư duy hĩa học là những khái niệm khoa học. Việc hình thành và vận dụng các khái niệm, cũng như việc thiết lập các mối quan hệ giữa chúng được thực hiện trong quá trình sử dụng các thao tác tư duy như: phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hĩa, trừu tượng hĩa, cụ thể hĩa kết hợp với các phương pháp hình thành phán đốn mới là quy nạp, diễn dịch, suy diễn và loại suy.
- Phân tích: Là hoạt động tư duy tách các yếu tố bộ phận của sự vật, hiện tượng nhằm mục đích nghiên cứu chúng một cách đầy đủ, trọn vẹn theo hướng nhất định.
Chẳng hạn, HS khơng thể nắm vững tính chất hĩa học của một chất hữu cơ một cách sâu sắc và bền vững nếu như khơng phân tích kỹ cơng thức cấu tạo của chất đĩ. Nếu phân tích mọi khía cạnh cĩ thể cĩ của đề bài là cơ sở để giải đúng và đầy đủ mọi BTHH.
- Tổng hợp: Là hoạt động tư duy kết hợp các bộ phận, yếu tố đã được phân tích để nhận thức, để nắm được cái tồn bộ của sự vật, hiện tượng. Để hiểu đầy đủ các nhĩm nguyên tố phải dựa trên kết quả tổng hợp của việc phân tích nghiên cứu đặc điểm cấu tạo cũng như tính chất của từng nguyên tố cụ thể.
Kết quả của quá trình nhận thức là hoạt động cân đối và mật thiết giữa phân tích và tổng hợp. Sự phân tích sâu sắc, phong phú là điều kiện quan trọng để tổng hợp được chính xác, trọn vẹn, ngược lại tổng hợp sơ bộ tạo tiền đề quan trọng cho sự phân tích.
- So sánh:Là thiết lập sự giống nhau và khác nhau giữa các sự vật, hiện tượng và giữa những khái niệm phản ánh chúng.
Ở đây, cĩ hai cách phát triển tư duy so sánh:
+ So sánh liên tiếp (tuần tự): Trong giảng dạy hĩa học thường dùng phương pháp này khi HS tiếp thu kiến thức mới. So sánh với kiến thức đã học để HS hiểu sâu sắc hơn.
+ So sánh đối chiếu: Nghiên cứu hai đối tượng (hai chất, hai phản ứng, hai phương pháp ...) cùng một lúc trên cơ sở phân tích từng bộ phận để đối chiếu với nhau.
Tĩm lại, trong giảng dạy hĩa học so sánh là phương pháp tư duy rất hiệu nghiệm nhất là khi hình thành khái niệm.
- Cụ thể hĩa:
Cụ thể: Là sự vật hiện tượng trọn vẹn, đầy đủ các tính chất, các mối quan hệ giữa các thuộc tính với nhau và với mơi trường xung quanh.
Cụ thể hĩa: Là hoạt động tư duy tái sản sinh ra hiện tượng và đối tượng với các thuộc tính bản chất của nĩ.
- Trừu tượng hĩa:
Trừu tượng: Là một bộ phận của tồn bộ, tách ra khỏi tồn bộ, nĩ cơ lập ra khỏi các mối quan hệ của các bộ phận, mà nĩ chỉ giữ lại các thuộc tính cơ bản và tước bỏ những thuộc tính khơng cơ bản. Cụ thể cĩ tri giác trực tiếp được. Trừu tượng khơng tri giác trực tiếp được. Trong nhận thức cĩ quy luật phát triển là từ cụ thể trừu tượng.
Trừu tượng hĩa: Là sự phản ánh bản chất cơ lập các dấu hiệu, thuộc tính bản chất. Tìm hiểu cấu tạo nguyên tử và sự chuyển động của electron trong nguyên tử làm tiền đề để thơng hiểu sự hình thành các liên kết hĩa học, liên kết σ , liên kết π, liên kết hiđro và những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất lí hĩa của các chất.
- Khái quát hĩa:
Là bước cần thiết của trừu tượng hĩa. Mỗi vật thể (chất, phản ứng …) với đầy đủ các dấu hiệu bản chất và khơng bản chất, dấu hiệu chung, riêng. Xác định thuộc tính bản chất và chung của mọi loại đối tượng, từ đĩ hình thành lên một khái niệm. Đĩ là khái quát hĩa.