《化学教学中培养创新思维的实践与思考》

1、 化学教学中培养创新思维的实践与思考 上海师范大学附属外国语中学 张建华 摘要 素质教育的核心就是要培养学生的创新思维、创新能力。本文从情知互动理论出发，阐述了如何帮助学生构建积极的情意素质，以及通过从培养学生思维的流畅性、变通性、独创性入手来培养学生创新思维。关键词 情知互动 创新思维 流畅性 变通性 独创性 一课题的提出 提出化学教学中创新思维的培养这一课题，基于以下的背景。 1时代呼唤着创造性人才。一个以知识和信息为基础、竞争与合作并存的经济全球化浪潮正在掀起。在世界各国之间的剧烈竞争中，创造性人才将是决定胜败的一个非常重要的因素。正因为如此，江总书记曾深刻地指出：“创新是一个民族进步的

2、灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。”学校担负着培养人才特别是创造性人才的义不容辞的任务。化学作为中学教学中的一门重要学科，理所当然地也要承担起这个任务。 2实施素质教育，其核心就是要培养学生的创新意识、创新精神。长期以来，由于应试教育的作祟，急功近利现象十分严重，从而忽视了学生创新精神的培养。这几年，教育界有识之士都把创新精神作为现代中学生必须具有的基本素质之一。为了实现应试教育向素质教育的转变，化学教学大纲已将激发学生学习兴趣、培养科学态度、科学方法、创新精神等，作为化学教学基本目标加以确认。所以，如何在教学中培养学生的创新思维，发展学生的智力，已经成为中学化学教学工作者重大而又迫切的研究课题

3、。 3长期以来，中学化学教学一直处于不断的改革之中。这种改革不仅在于教学的手段和教学的方法，更在于教学的目标和教学的观念。“落实双基”曾经成为化学教师为之“奋斗”的目标。确实，在这一口号下，学生对化学基本概念、基础理论的理解得到加深，对化学基本技能的掌握也有了提高。但是，现代社会的要求和化学教师本身都已经不满足于此，力图在化学教学改革中有新的突破。于是大家在化学教学模式、教学策略等方面作深层次的探索。如何让学生在化学学习中由此及彼，触类旁通，有所创新，有所发展，实现知识和能力的迁移，已经成为化学教师和广大学生的迫切愿望。 本研究从化学教学的实践及学生的实际情况出发，从素质教育观和创造教育的角度

4、，提出在中学化学教学中培养创新思维的课题，并就此进行有关的实践和研究，旨在探讨培养学生创新思维的有效途径。二课题的主要理论依据 1创造教育学认为：创新思维是应用新的方案或程序，并创造了新的思维产品的思维活动。其主要特征是新颖性、独特性。 创造教育学还指出，创造教育是根据创造教育学原理，通过一定的教育途径，进行创造性思维训练，开发受教育者创造力的教育，以培养创造型人才为目标，实行为创造而学的教育。 2美国学者威廉斯是创造教育学的奠基人之一。他认为：在教学的情境中，认知和情意的行为对启发创造潜能有着重大的关系。教育不仅要侧重认识的能力的培养，还要兼顾情感的发展。他还认为：缺乏情感的学习不是真正的学

5、习，几乎所有的认知行为都会有情意成分，且相辅相成，只有这样，才是真正的学习，而真正的学习，才有创新思维的涌动。因此，情和知互动，是创新之源。 3笔者认为：中学化学教学应该以此为理论依据，去培养学生的创新思维。我们知道，化学是一门研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。化学的“生命”是实验、是创新。没有实验、没有创新，也许化学也就没有“生命力”了。尽管中学阶段学习的知识都是前人实验的科学结论，但中学化学教学的目的远不在仅仅掌握这些知识，而在于为将来学生的继续学习、继续创新打实更扎实的基础。三培养创新思维的教学目标 培养创新思维，预期达到的教学目标可以分为情和知两个方面。而创新思维的情意的行

6、为目标有好奇心、冒险性、挑战性和想象力；认知的行为目标有流畅性、变通性和独创性等。其具体目标可列表如下：行为目标情意1好奇心1.富有追根究底的精神2.肯深入思考事物的奥妙3.能把握特殊现象，观察结果2冒险性1.勇于面对失败或批评2.敢于猜测和怀疑3挑战性1.寻找各种可能性2.了解事物的可能与现实间的差距3.能够自杂乱中理出秩序，不怕自己的见解同大多数人对立4.探究复杂的问题4想象力1.幻想尚未发生过的事情2.直觉地推测3.能够超越感官及现实的界限认知1流畅性思维1.量的扩充2.思路的流利3.反应数目的多寡2变通性思维1.提出各种不同的意见2.转换类别的能力3.富有迂迴变化的思路3独创性思维1.

7、扩展简单的主意或反应，使其更趋完美2.引伸事物或看法四化学教学中培养创新思维的实践 (一)心理学的研究及威廉斯的创造性教育理论都表明：情意与认知相互影响，共生共茂，在学生创新思维过程中，情感是唤起主体对信念追求的内在条件，所以，要培养创新思维，首先必须从情意上下功夫。多年来，笔者的具体做法有如下几个方面：1激发兴趣。现代心理学家布鲁纳强调：“学习最好的刺激，乃是对所学材料的兴趣。”可见，兴趣是最好的老师，是求知的动力，是成功的关键。因此，我们常通过以下几种方法激发学生对学科的学习兴趣。 a新奇实验的强化。课本上的实验，有时稍作变化，即可取得较好的教学效果，使学生兴趣盎然。例如：在讲HClO的漂

8、白作用时，笔者将一朵鲜艳夺目的鲜花放入集满Cl2的集气瓶中，不久花朵就变得暗淡、苍白。有同学不禁要问：“为何会产生这种现象呢？”另有学生马上回答：“Cl2有漂白性。”那么这种想法是否正确呢？笔者接着又做了一个实验：将一端干燥另一端湿润的色布放入集满Cl2的集气瓶中。同学们发现：湿润一端很快褪色而干的一端没褪色！笔者马上追问：“这又是为什么？”这样一来，学生马上就得出结论，干燥的Cl2没有漂白作用，鲜花之所以褪色，原来是Cl2与花中的水反应生成具有漂白作用的HClO的缘故。创造思维的火花帮助学生解开了谜底。b直观教具的运用。在教学中充分利用图表、模型、幻灯、教学录像、多媒体等丰富的感性材料，激发

9、学生学习兴趣。c成功教育。人们通常认为兴趣带来了成功，殊不知在人的成长发展期，更多的是成功带来的兴趣。有时甚至某方面的一次成功在一个人的成材道路上起着关键的作用。因此，在教学中，我们通常把教学内容的深度、广度定在学生的“最近发展区”，让学生在“跳起摘桃”中感受到成功的喜悦和自豪。这样做，提高了学生的自信心，培养了学生的积极性，形成了学生主动发展的内部动力机制。2尝试错误。记得英特尔公司有句名言“勇于尝试错误。”正是基于无数次的重复实验与失败的磨砺，英特尔成功了。因此，在教学中，笔者常通过让学生尝试错误来鼓励学生敢于猜测，勇于面对失败，以此培养学生挑战困难，勇于探索的思维品质和科学态度。a通过习

10、题，让学生尝试错误。例如：在教学中，我们曾让学生做过这样一道题：“试以无机物和烃为原料制取CHBr2-CH2Br ”。经过一番激烈的争论。最后，同学们归纳设计出四种方法：于是，引导学生分析：取代反应产率低，产物成份又很复杂，故选(3)和(4)好。那么在(3)、(4)之间又应选哪种方法呢？通过让学生自己查阅资料得知：CHCH加HBr在汞盐催化下易控制生成CHBr2CH2Br，故选(4)好。从以上学生的思维过程可见，在他们找到正确答案时，走了一段弯路，遇到了一些挫折。但无疑对引导学生以探究者的身份进入角色，不断进取大有益处。 b利用失败的实验，让学生经历挫折。如在讲授Fe(OH)2的制备时，我们是

11、这样组织教学的：讲授Fe(OH)2的色态和溶解性学生实验(1)将新制FeSO4滴入NaOH溶液，制取Fe(OH)2现象：灰绿色沉淀。实验失败学生讨论分析原因学生实验(2)将滴管伸入NaOH液面下滴加FeSO4 溶液现象：灰绿色沉淀实验失败师生共同讨论、分析原因学生实验(3)将滴管伸入煮沸过的NaOH液面下，滴加FeSO4溶液现象：产生白色絮状沉淀，但不久变灰绿色。教师引导学生如何减缓Fe(OH)2氧化速度 学生讨论提出改进方法 学生实验(4)将滴管伸入用苯液封的、煮沸过的NaOH液面下滴加FeSO4溶液实验成功这个实验，尽管化了不少时间，但培养了学生不怕困难的坚强毅力和勇于探索的创新精神。不少

12、同学说，做这样的实验有味道，够刺激。 3引发想象：想象是人们在原有感性形象的基础上创造出新形象的心理过程，它不仅依赖于过去的感知，依靠记忆表象，同时需要抽象思维的参与。在教学中，我们常把一些比较抽象的概念、反应用形象直观的方法表现出来。如用计算机来摸拟电子云、离子键、共价键的形成，甚至用计算机来摸拟某些有机反应原理，在此基础上，再激发学生的抽象思维，使他们通过想象而理解这些较抽象的知识。(二)培养创新思维的主要目标是培养思维和能力的流畅性、变通性、独创性等思维品质。我们主要通过以下方法达到这些目标。 1在设疑质疑过程中，培养学生思维的流畅性。培养创新思维，首先要扩大思维数量，使原有知识与所研究

13、的问题尽可能地联系、发散而达到思维的流畅性。教学中，我们常通过设疑质疑来增强学生思维的流畅性。例如：在讲“盐类水解”时，先问学生：“盐的水溶液呈什么性？”学生都认为呈中性。笔者马上组织学生测定一组物质的量浓度为0.1mol/l的盐溶液的PH值，测得如下数据： 盐溶液 Na2CO3 NaHCO3 CH3COONa NaCl NH4Cl AlCl3 PH 值 10 8 8 7 5 2 学生发现实验结果与推测不一致，纷纷提问议论。这时，我们适时地提出以下问题：(1)某些盐的组成中既不含H+，也不含OH-，为何溶于水后却呈现一定的酸碱性？溶液中过量的H+、OH-由何而来？(2)在上述各种盐溶液中，存在

14、哪些与H+、OH- 离子浓度有关的平衡体系？(3)盐溶液呈现的酸、碱性与组成盐的阴、阳离子间有何关系？这样就为讨论盐类水解的原因、实质及其规律提示了矛盾，激发了学生深入思考的积极性，也适时地引导学生运用刚学到的弱电解质的电离平衡及平衡移动原理进行了相近联想，以扩大思维数量，增强学生思维的流畅性。 2在知识的发散和迁移中，增强思维的变通性。创新思维不仅要求思维的数量，还要求思维的深度和灵活性，这就是思维的变通性。笔者通常用下述方法来增强学生思维的变通性的。 a通过发散思维的训练来增强变通性。在教学中，不仅要教会学生掌握基础知识，更要引导学生能触类旁通，使思维尽可能地拓展，延伸和发散。例如：在讲解

15、了烯烃的聚合反应后，曾让学生思考过这样一道题目：“乙烯和丙烯若按1：1的摩尔比混合，在一定条件下聚合，生成的聚合物可能有_、_、_、_。”这道题就要求学生从乙烯的聚合反应原理出发，进行发散思维：反应时(1)乙烯之间可聚合生成 CH2CH2 n；(2)丙烯之间可聚合成 CH2CH n；(3)乙烯和丙烯之间还可能以不同方 | CH3式聚合成 CH2CH2CH2CH n和 CH2CH2CHCH2 n； | | CH3 CH3通过对学生的发散性思维的培养，使学生的思维活动趋势由单向性变为多向性，然后再由多向性思维尽可能地去拓展、延伸，从而增强了学生思维的广阔性。 b通过知识的迁移、运用来增强变通性。历

16、年的高考，情景题很多，且有日趋增多之势。这类题目往往要求学生在分析和比较的基础上，将已学知识迁移到新的情景中，在不断处理、加工信息中解决问题。例如96年高考上海卷的第26题：氰(CN)2、硫氰(SCN)2的化学性质和卤素很相似，它们的阴离子的还原性强弱为Cl- < Br- < CN- < SCN - < I- ,试写出：(1)(CN)2与KOH溶液反应的化学方程式；(2)把(CN)2加入NaBr和KSCN混合溶液中，反应的离子方程式。显然，这道题目要求考生从给予的信息中用联想、推理、类比、迁移的科学方法来分析和解决问题。教学实践告诉我们，让学生多接触此类新颖的情景题，既

17、培养了学生的应变能力，又增强了学生思维的灵活性和变通性。 3在实验和知识的发现、探索中，培养思维的独创性。创造教育学指出：盲目重复和机械练习并非良好的方法，学习过程应是创造地解决问题的过程。 a在实验中培养思维的独创性。培养学生独创性思维途径很多，对于化学学科而言，实验是培养学生创造性思维的重要途径。做实验时，我们尽可能避免让学生做“照方抓药”式的实验，尽管这种实验能提高学生的熟练操作程度，但并不能培养和锻炼学生的创造力和创新意识。实验时，我们往往通过引导，让学生根据实验目的和原理自行设计或者改进实验方案，并独立地完成有关实验，从而有效地培养学生的实验能力，并在具体操作中使他们的创新思维得以发

18、展。b在知识的探索和发现中，培养思维的独创性。如在苯的分子结构的教学中，我们就采用了自然科学法教学，让学生自己去探索、去获取知识。其过程为： 学生假设根据苯的分子式C6H6,推测：苯的分子结构可能为CH2=CH-CC-CH=CH2CHC-CH=CH-CH=CH2学生的验证实验(1)苯与溴水混合(2)苯与酸性KMnO4溶液混合实验结果：溶液均不褪色(与假设有矛盾)教师提供背景资料(1)化学史小故事，凯库勒提出苯环结构理论(2)凯库勒式教师凯库勒 激疑式有无缺限？ 学生分析若苯的结构真如凯库勒式所言，则C6H6应能使溴水，酸性KMnO4溶液褪色(与实验矛盾)查阅资料查阅键参数分析讨论 结论(1)苯

19、环上碳碳之间的键是一种介于单键和双键之间的独特的键。(2)苯的分子结构为 用这种教学方式教学，使学生从被动的、消极的知识接受者转变为主动积极的知识探究者，使学生学会了学习、学会了发现、学会了创新，哪怕这种创新是如此的简单。五实践后的思考在化学教学中培养创造性思维，使学生对化学的兴趣不断增强，成绩也有所提高。辅导学生获02年在全国“天原杯”化学竞赛中两个全国一等奖、一个两等奖、两个三等奖及团体二等奖，06年“东华杯”预赛区两个一等奖。市化学竞赛中有一位学生获二等奖。更为可喜的是，在平时的教学中，许多学生时常会闪现创新的火花。在学习乙烯与溴水加成反应时，学生设计了如下实验：将溴水滴入装满乙烯的塑料

20、瓶中，盖紧瓶塞，振荡，瓶子变瘪，既能看到溴水褪色，又能看到油状液体。在做习题时，学生常常在掌握常规解法的同时，寻求巧解，以此来优化提高自己思维品质。 经过这几年的思考和实践，笔者深深体会到： 1创新思维的培养，基础在教育，责任在教师。要培养学生的创新精神，教师自己首先要有创新理念、创新素质，要有科学的教学方法。从培养学生创新意识、创新思维到训练学生的创新能力，都要自觉遵循科学规律。要正确处理好主导与主体的关系、继承与创新的关系。此外，教师还需有良好的心理素质，不但自己要乐观自信，意志坚强，而且要尊重学生，给学生以自由发展的空间，并保护学生的创新思维因为创新思维不一定是“全新”的思维，也不能保证创新思维是“全对”的，它甚至可能是“全错”的。2创新思维的培养，要坚持开放性原则。心理学研究表明：人的身心、思维发展过程就是一个不断与环境进行物质、能量和信息交换的过程。可见，开放的环境，是创新的催化剂，因此,要培养学生的创新思维，就需提供