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创新型人才的培养主要靠以创新为核心的素质教育来实现。中学阶段是学生思维能力与思维品质形成的关键时期,化学教学必须高度重视开发学生的创新意识,培养学生的创新能力。创新能力其核心是创造性思维,即以感知、记忆、思考、联想、理解等能力为基础,以综合性、探索性和求新性为特征的心智活动,它是多种思维方式(特别是形象思维与辨证思维)高度结合的结果。基础知识教学,特别是理科教学,是对前人研究、发现所积累的基础自然科学知识成果的传播和再现,不具有首创性。因此,中学化学中的创新教育不是去开拓未知的知识和知识体系,而是创设一定条件和氛围,引导和启发学生去模拟、探究原科学家的实践活动过程,发现“新”现象,通过联想、判断、推理和综合分析,归纳出物质呈现如此现象的本质和规律。创新教育是培养学生创造性思维的主战场。创造性思维的基本方法主要有综合思维法、联想思维法、逆向思维法、发散思维法、收敛思维法等。本文拟从三个方面结合笔者自身教学,对如何培养学生创新思维作初浅探讨。
一、创设情境,实验设疑,培养学生思维的深刻性——联想思维
联想思维法是根据事物之间具有接近、相似和相对的特点,进行由此及彼、由近及远、由表及里的一种思考问题的方法。它是通过对两种或两种以上事物之间存在的关联性与可比性,去扩展人脑中固有的思维,使其由旧见新、由已知推未知,从而获得更多的设想、预见和推测。中学化学知识中有很多的知识都具有可比性,这为教师在化学教学中培养学生的联想思维法“创造”了条件。
如在开展了钢铁制品锈蚀条件的探究之后,结合以下信息源“铜在干燥的空气中化学性质不活泼,在潮湿的空气中表面可生成碱式碳酸铜(铜绿)。”可要求学生通过如下实验,对铜生锈条件进行探究,并回答问题:
(1)铜生锈所需要的条件实际上是铜与________________相互作用,发生化学反应所致;________________
(2)①广口瓶中NaOH溶液的作用是________________,发生反应的化学方程式是________________;
(3)铜生锈时产生铜绿的化学反应方程式为 ________________;
(4)铜和铁相比,________________更容易生锈,由此可得出的结论是________________。
根据Cu2(OH)2CO3的组成元素可知:铜生锈除了与空气中的氧气和水相互作用外,还与空气中的二氧化碳作用。乙中的铜丝基本无变化,说明是NaOH溶液在起作用,它吸收了空气中的CO2,从而进一步证明在没有CO2的条件下,铜难以生锈,整个实验探究出了“铜生锈是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果”这一结论。
再如,了解了启普发生器的工作原理后,要求学生自己设计简易装置,要求能随时控制反应。问题一经提出,学生情绪高涨,讨论热烈,设计的方案也很多。点评时,强调实验设计应本着安全、简单易操作、污染少等原则。然后利用课外活动时机,开放实验室,让学生自己动手去做,在实验室中获得直接经验,逐渐积累,有效地提高了学生的创新能力。
二、“一题多解”培养学生思维的灵活性——发散思维
发散思维法又称辐射思维法,它是从一个目标或思维起点出发,沿着不同方向,顺应各个角度,提出各种设想,寻找各种途径,解决具体问题的思维方法。发散思维蕴含着丰富的想象和联想,可灵活、迅速地产生多向思维:由点到线、由线到面、由面到体;既思前因,又想后果。在教学过程中,教师有意识、有步骤地扩大思路,让学生从多角度思考问题,能达到训练和培养学生发散思维的目的。心理学和教育科学理论一致承认,“一题多解”是培养和训练发散思维的方法之一。展开化学“一题多解”的教学应用启发式,激发学生“一题多解”的兴趣,讲清“一题多解”的思路,适量布置“一题多解”的作业,是培养学生发散思维的良好方法。
例:有Na2CO3、NaCl、Na2SO4、NaOH四种无色溶液,如何鉴别?
要求学生每人至少设计两种以上不同方案。由于学生已具有鉴别物质的方法,可以根据四种物质的个性,设计不同方案。经过教师汇总,选出几种不同的鉴别方案。并进一步组织他们探究,仔细分析比较这几种不同方案所用的试剂及各反应现象,找出最佳方案。经过实际练习和探究,学生的思维得到了进一步发散。
同时,在讨论解题过程中,可以把相关联的知识有机结合,达到举一反三的目的。
例如在进行《常见的酸和碱》一课题教学时,讲到浓H2SO4可用作干燥剂,通过课本中的插图,让学生讨论下列问题:
①除去CO2中的水蒸气,装置内应盛的物质是________________;除去CO中的CO2,装置内应盛的物质是________________,气体从________________端通入。
②证明CO中含有CO2,装置内应盛________________。
③若用排空气法收集H2时(装置放置方向不变),气体应从装置的________________端通入。若用排水法收集O2时,瓶内先装满水,气体从________________端通入。若用水将装置中的O2排出实验装置时,水应从________________端通入。
④若要用此装置测量气体的体积,瓶内先装满水,气体从________________端通入,还需要用的一种仪器是________________。
⑤若要用此装置作安全瓶,将它连接在气体发生装置之后以防止液体倒吸,此时瓶中无液体,气体从________________端通入。
通过类似题目的讨论,学生很快能得出此装置有许多用途:洗气、贮气、检验气体、测量气体体积等。如此由点到面、多角度、多方位引导学生思考问题、解决问题,从而培养学生的创新能力。 三、培养学生思维的独创性——逆向思维
逆向思维法是相对于习惯思维而言的,也就是从相反的方向来考虑问题的思维方法,它常常与事物常理相悖,是创造思维最活跃的部分。在运用逆向思维时,先找到传统的思维方法,然后按照与它相反的思路进行思考,寻找解决问题的方法。
如在学习《二氧化碳的制取研究》一课题时,教师一般向学生直接灌输二氧化碳制取所需药品及装置等,学生容易在知识反馈中错写出:CaCO3 H2SO4==CaSO4 H2O CO2↑的方程式,我们若把问题逆转过来,用反问的方法进行逆向思维,产生如下问题:
能否用碳酸钠代替大理石,用硫酸代替稀盐酸制取二氧化碳,为什么?
让学生分组实验,仔细观察现象,引导学生讨论总结出答案:不能。然后诱导学生用吸滤瓶、小试管、浓碳酸钠溶液、浓盐酸溶液等仪器及试剂设计一实验熄灭一团火焰,由此得出泡沫灭火器的反应原理。这样一环扣一环,步步设疑,步步深入,步步点拨,使学生参与整个学习过程。这样,既增强了学生学习兴趣,有了成功的喜悦,又使学生情绪倍增,教学效果极佳。
再如,在学习《使用燃料对环境的影响》一课题时,学生了解到煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料,它们作为重要的能源,在人们现代化生活中起着很重要的作用。如果强调煤、石油、天然气在地球上的蕴藏量并不是无限的,随着工业生产的发展和人类生活水平的提高,这些矿物燃料将越用越少,并且燃烧后放出大量的CO2和SO2等气体,形成“温室效应”和酸雨。可以设疑:你认为未来最理想的能源是什么?学生的回答肯定会五花八门,有些甚至很可笑,这时教师应不置可否,继续设疑:如何将你们的设想进行转化来为人们服务呢?这时学生陷人深思之中。尔后,再鼓励学生课后去查阅有关资料,咨询有关科研人员,试着写一篇相关论文。此时不需要教师给出所谓的标准答案,让学生的思维有一方自由的天空。这样结合具体的知识点,鼓励学生大胆设疑,大胆思维,以培养学生创新意识。
总之,只要我们在教学过程中少一点灌输,多一点探讨,真正做到“润物细无声”,把握创新素质的培养目标,充分挖掘创新教育素材,善于根据不同的教材内容、不同的对象、不同的时机创设不同的条件,充分运用有效的教学方法和手段,让学生尽可能多地参与到化学教学过程中,就能使学生变被动接受为主动体验和探索,全面、灵活地培养学生创造性思维方法和能力,为学生的未来发展提供强大的推进力。
(作者电话:13797192019)
一、创设情境,实验设疑,培养学生思维的深刻性——联想思维
联想思维法是根据事物之间具有接近、相似和相对的特点,进行由此及彼、由近及远、由表及里的一种思考问题的方法。它是通过对两种或两种以上事物之间存在的关联性与可比性,去扩展人脑中固有的思维,使其由旧见新、由已知推未知,从而获得更多的设想、预见和推测。中学化学知识中有很多的知识都具有可比性,这为教师在化学教学中培养学生的联想思维法“创造”了条件。
如在开展了钢铁制品锈蚀条件的探究之后,结合以下信息源“铜在干燥的空气中化学性质不活泼,在潮湿的空气中表面可生成碱式碳酸铜(铜绿)。”可要求学生通过如下实验,对铜生锈条件进行探究,并回答问题:
(1)铜生锈所需要的条件实际上是铜与________________相互作用,发生化学反应所致;________________
(2)①广口瓶中NaOH溶液的作用是________________,发生反应的化学方程式是________________;
(3)铜生锈时产生铜绿的化学反应方程式为 ________________;
(4)铜和铁相比,________________更容易生锈,由此可得出的结论是________________。
根据Cu2(OH)2CO3的组成元素可知:铜生锈除了与空气中的氧气和水相互作用外,还与空气中的二氧化碳作用。乙中的铜丝基本无变化,说明是NaOH溶液在起作用,它吸收了空气中的CO2,从而进一步证明在没有CO2的条件下,铜难以生锈,整个实验探究出了“铜生锈是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果”这一结论。
再如,了解了启普发生器的工作原理后,要求学生自己设计简易装置,要求能随时控制反应。问题一经提出,学生情绪高涨,讨论热烈,设计的方案也很多。点评时,强调实验设计应本着安全、简单易操作、污染少等原则。然后利用课外活动时机,开放实验室,让学生自己动手去做,在实验室中获得直接经验,逐渐积累,有效地提高了学生的创新能力。
二、“一题多解”培养学生思维的灵活性——发散思维
发散思维法又称辐射思维法,它是从一个目标或思维起点出发,沿着不同方向,顺应各个角度,提出各种设想,寻找各种途径,解决具体问题的思维方法。发散思维蕴含着丰富的想象和联想,可灵活、迅速地产生多向思维:由点到线、由线到面、由面到体;既思前因,又想后果。在教学过程中,教师有意识、有步骤地扩大思路,让学生从多角度思考问题,能达到训练和培养学生发散思维的目的。心理学和教育科学理论一致承认,“一题多解”是培养和训练发散思维的方法之一。展开化学“一题多解”的教学应用启发式,激发学生“一题多解”的兴趣,讲清“一题多解”的思路,适量布置“一题多解”的作业,是培养学生发散思维的良好方法。
例:有Na2CO3、NaCl、Na2SO4、NaOH四种无色溶液,如何鉴别?
要求学生每人至少设计两种以上不同方案。由于学生已具有鉴别物质的方法,可以根据四种物质的个性,设计不同方案。经过教师汇总,选出几种不同的鉴别方案。并进一步组织他们探究,仔细分析比较这几种不同方案所用的试剂及各反应现象,找出最佳方案。经过实际练习和探究,学生的思维得到了进一步发散。
同时,在讨论解题过程中,可以把相关联的知识有机结合,达到举一反三的目的。
例如在进行《常见的酸和碱》一课题教学时,讲到浓H2SO4可用作干燥剂,通过课本中的插图,让学生讨论下列问题:
①除去CO2中的水蒸气,装置内应盛的物质是________________;除去CO中的CO2,装置内应盛的物质是________________,气体从________________端通入。
②证明CO中含有CO2,装置内应盛________________。
③若用排空气法收集H2时(装置放置方向不变),气体应从装置的________________端通入。若用排水法收集O2时,瓶内先装满水,气体从________________端通入。若用水将装置中的O2排出实验装置时,水应从________________端通入。
④若要用此装置测量气体的体积,瓶内先装满水,气体从________________端通入,还需要用的一种仪器是________________。
⑤若要用此装置作安全瓶,将它连接在气体发生装置之后以防止液体倒吸,此时瓶中无液体,气体从________________端通入。
通过类似题目的讨论,学生很快能得出此装置有许多用途:洗气、贮气、检验气体、测量气体体积等。如此由点到面、多角度、多方位引导学生思考问题、解决问题,从而培养学生的创新能力。 三、培养学生思维的独创性——逆向思维
逆向思维法是相对于习惯思维而言的,也就是从相反的方向来考虑问题的思维方法,它常常与事物常理相悖,是创造思维最活跃的部分。在运用逆向思维时,先找到传统的思维方法,然后按照与它相反的思路进行思考,寻找解决问题的方法。
如在学习《二氧化碳的制取研究》一课题时,教师一般向学生直接灌输二氧化碳制取所需药品及装置等,学生容易在知识反馈中错写出:CaCO3 H2SO4==CaSO4 H2O CO2↑的方程式,我们若把问题逆转过来,用反问的方法进行逆向思维,产生如下问题:
能否用碳酸钠代替大理石,用硫酸代替稀盐酸制取二氧化碳,为什么?
让学生分组实验,仔细观察现象,引导学生讨论总结出答案:不能。然后诱导学生用吸滤瓶、小试管、浓碳酸钠溶液、浓盐酸溶液等仪器及试剂设计一实验熄灭一团火焰,由此得出泡沫灭火器的反应原理。这样一环扣一环,步步设疑,步步深入,步步点拨,使学生参与整个学习过程。这样,既增强了学生学习兴趣,有了成功的喜悦,又使学生情绪倍增,教学效果极佳。
再如,在学习《使用燃料对环境的影响》一课题时,学生了解到煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料,它们作为重要的能源,在人们现代化生活中起着很重要的作用。如果强调煤、石油、天然气在地球上的蕴藏量并不是无限的,随着工业生产的发展和人类生活水平的提高,这些矿物燃料将越用越少,并且燃烧后放出大量的CO2和SO2等气体,形成“温室效应”和酸雨。可以设疑:你认为未来最理想的能源是什么?学生的回答肯定会五花八门,有些甚至很可笑,这时教师应不置可否,继续设疑:如何将你们的设想进行转化来为人们服务呢?这时学生陷人深思之中。尔后,再鼓励学生课后去查阅有关资料,咨询有关科研人员,试着写一篇相关论文。此时不需要教师给出所谓的标准答案,让学生的思维有一方自由的天空。这样结合具体的知识点,鼓励学生大胆设疑,大胆思维,以培养学生创新意识。
总之,只要我们在教学过程中少一点灌输,多一点探讨,真正做到“润物细无声”,把握创新素质的培养目标,充分挖掘创新教育素材,善于根据不同的教材内容、不同的对象、不同的时机创设不同的条件,充分运用有效的教学方法和手段,让学生尽可能多地参与到化学教学过程中,就能使学生变被动接受为主动体验和探索,全面、灵活地培养学生创造性思维方法和能力,为学生的未来发展提供强大的推进力。
(作者电话:13797192019)