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浅谈化学教学中培养学生发散思维的若干途径
作者:hxjmx    文章来源:转载    点击数:7106    更新时间:2007/11/28    
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浅谈化学教学中培养学生发散思维的若干途径

 

       

(漳州师范学院05级化学函授班    福建  漳州  363000

摘要:把创造性思维的培养贯穿于整个课堂教学中,是当前教学改革重要内容之一。发散思维是创造思维的核心。在化学教学过程中,应注意利用化学知识的特点,通过不同的途径对学生进行发散思维能力的培养。

关键词:发散思维;求异;创新;能力

传统教学模式强调以教师为中心,强调教师对学生单向讲授知识,把学生当作知识灌输对象,其目标是把学生培养成能很好地理解、消化和应用前人知识与经验的应用型人材。主要弊病在于不能培养出大批具有创造性思维的创新人材。思维能力是人的各种能力的核心,而创造性思维又是思维的最高级形式。把创造性思维的培养贯穿于整个课堂教学中,是当前教学改革的重要内容之一。许多学者把发散思维视为创造思维的核心。伽利略有句名言:“科学是在不断改变思维角度的探索中前进的。”培养学生的发散思维,主要使他们善于从多角度、多方面、多侧面地思考问题,善于进行个体思维、多向思维、侧面思维(又称横向思维,旁向思维)与逆向思维。通过多种思维的训练,培养学生发散思维的流畅性、交通性及独创性,思维的流畅性是指思维数量的大小,为了对某一问题进行创造性理解,必须扩大思维量。在化学课堂教学中教师可以采取以下一些方法来扩大学生装的思维量。

化学学科知识的特点非常有利于培养学生分析、综合、抽象概括的能力,也非常有利于培养他们对事物对比、类比、逻辑推理的能力。教师应教会学生转换思考角度、转变思维方式,用不同的思路从不同的途径来掌握化学知识,用不同的方法来解决化学问题。本文从以下几个化学教学途径阐述如何培养学生的发散思维。

1  对化学概念、原理的理解和深化

化学知识的理解、深化首先要做好对知识的整合,所谓“整合”,包括:(1)把分散的同一知识归纳在一起;(2)对某一知识进行合理的发散和辐射;(3)从不同角度对某一知识进行深度挖掘。通过该途径能很好地培养学生发散思维能力。例如,在复习硫酸时,围绕“Cu和浓H2SO4反应”可以对知识做如下的整合:浓、稀H2SO4有何区别?反应中H2SO4作用有那些?不同作用的H2SO4的物质的量的关系如何?足量的Cu和浓H2SO4反应所得SO2理论值和实际量的关系及原因是什么?能否控制反应条件使Cu和浓H2SO4完全反应?在学过知识中有那些反应与该反应相似?⑦FeAl与冷的浓H2SO4之间发生了什么变化?有何用途?让学生写出与浓H2SO4有关的有机反应,并分析其作用。从以上不同角度对浓H2SO4的知识进行合理的发散和辐射,形成了一张“硫酸知识网”,很好地对知识进行了梳理。

在总结规律时进行变式训练。如在复习制甲烷的原理时,提出如下问题让学生思考:能与氢氧化钠溶液或固体在加热时反应产生气体的反应有哪些(不包含只与水反应的)。学生思考后总结有如下类别:①铝、硅等固体;②铵盐;③甲酸钠、乙酸钠等羧酸盐。又如在复习制乙炔的原理时总结规律:碳化钙与水反应的实质是水解反应,则Li2CZnCZn2C3Al4C3水解分别得到C2H2C2H2C3H4CH4,变式训练:能在水溶液中反应产生两种气体的物质有哪些?学生思考讨论有以下一些:过氧化钠投入氯化铵溶液中;碳化钙投入氯化铵溶液中;氢化铵投入少量水中。

在解题当中对化学原理、规律的理解,同样也可以进行发散思维的培养。例如,下列各组等物质的量的有机物,分别完全燃烧时耗氧量不同的是:

AC2H2 C2H4O   BC2H6 C3H6O2   CC4H4  C3H8   DC2H4 C2H4O

此题若从有机物燃烧的过程,也能解出答案,但学生的能力得不到发展。教师可以引导学生思考,烃衍生物分子中氧在燃烧时起什么作用,这种作用能否用组成变式来直观地表示出来,笔者把C3H6O2写成C2H6CO2),因“CO2”部分不耗氧,所以等物质的量的C2H6C3H6O2完全燃烧时耗氧量相同;同样C2H4O可以写成C2H2H2O),因“H2O”部分不耗氧,等物质的量的C2H2C2H4O燃烧时耗氧量也相同。由此得出结论:等物质的量各种有机物(只含CHO)完全燃烧时,分子式中相差若干个“CO2”部分或“H2O”部分,其耗氧量相同。同理,就不难知道C2H4C2H4O耗氧量不相同。仔细观察C4H4C3H8组成上的差异后,发现等物质的量的C4H4C3H8完全燃烧时耗氧量相同,结论是1mol C和即4mol H完全燃烧时耗氧量相同。通过以上发散和联想,学生获得了对有机物燃烧问题的深化理解。

2  在化学实验教学中渗透发散思维

教学过程是教师和学生相互活动的过程,教师是教学活动的组织者,是学生学习的指导者,而学生则是教学过程中认识的主体,在教学过程中,师生双方是相互促进的。在化学教学中培养学生的发散思维,应遵循认识规律,充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用。一方面,教师应帮助学生克服思维发散的不利因素,打破思维定势,疏通思维阻塞的渠道,开阔思维发散的视野,强化思维发散的意识;另一方面,为了培养学生思维发散的意识,激发学生思维发的兴趣,在教学过程中,教师应依据现代教学理论,根据学生的特点,选择和运用符合学生实际的、灵活多变的、富有创意的教学方法。教学教程中应让学生亲生体验操纵思维,使他们感受到自己是学习的主人,这样,他们才能发挥自己的聪明才智,激励学生乐于理解、便于接受。实验是培养学生双基和能力、科学态度和创新精神的重要手段。可见在化学实验教学中渗透发散思维是很有必要的。可具体体现在化学实验成效的分析、化学实验的改进、实验仪器多功能的探索、实验操作和设计多方法的思考等。

某一实验兴趣小组欲完成“NaHCO3NaCl混合物中NaHCO3含量的测定”的实验。教师可引导学生思考并提出方案,调动学生探索的兴趣,学生相继给出下列设计方案,取一定量样品滴加稀HCl至不再产生气体(CO2),用排水测量气体的装置测出气体体积;取一定量样品滴加石灰水至不再产生沉淀,静置后过滤、洗涤、干燥,称量沉淀的质量;取一定量样品配成溶液,酚酞做指示剂,用一定物质的量浓度的稀HCl进行滴定,达滴定终点时记下稀HCl的体积。学生的方案都很好,教师应予以一一肯定,经过师生共同分析、比较,认为方案相对合理且易操作,此时教师可进一步引导学生思考:方案中除了用排水测量气体的方法测CO2外,还有其他的方案吗?学生学习的欲望立即达到了高潮,新方案也不断地产生,(1)可在产生CO2的发生装置导管处连接一个针筒,直接测量CO2体积;(2)可将CO2通入一个盛有碱石灰的干燥管或U型管中,测量上述仪器增重的量。学生的想法实有创新,最后教师还可以提出:这些方案中有否需要改进措施呢?教师可以提示:反应发生装置中的CO2是否能被全部排出呢?被吸收的CO2中可能含有什么杂质气体呢?这些对实验的结果将造成什么影响?经过这样的一例实验设计的探究,不仅很好地保持和提高了学习的兴趣,又锻炼了发散思维。

又如,右图为化学仪器中最常见的一个组合。

教师可先告诉学生:从A处通入气体可成为向上排空气

法收集装置。然后引导学生提出方案,回答其不同的用途,学生马上就开始兴趣盎然地讨论。接着下列方案相继产生,从B处通入气体,可成为向下排空气法收集装置;在瓶中放适量的试剂,将气体从A处通入,可成为洗气瓶;在瓶中注满水,气体从B处通入可成为储气瓶;瓶中注满水,从B处通入气体,在A处接一量筒可成为气体测量装置。接着教师还可以提示学生,如果将A处导管变短或将B处导管变长还可有什么用途呢?这样学生的思维在发散中得到了训练,培养了学生的创新意识。

3  对化学信息的选择、提取、应用

化学在“STS”教育中占有特别重要的地位,从文字、图表中提取所需的信息,敏捷地接受新知识,并能与已学过化学知识结合、重组、转换、迁移,最后解决问题的能力,是非常重要的。这些能力的形成离不开发散思维的训练和培养。在信息题教学中,教师大多采取讲解式方法,教学手段比较单一,由于缺少动感,学生听来显得枯燥乏味。如果教师能够选择一些具有创新,有思考空间的例题,不仅能够引起学生的兴趣还能训练学生的发散思维。例如,第28届国际地质大会提供的资料显示,海底有大量的天然气水合物,可满足人类1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体,晶体中平均每46个水分子构建成8个笼,每个笼可容纳1CH4分子或1个游离H2O分子。根据上述信息回答:若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子,另外2个笼被游离的H2O分子填充,则天然气水合物的平均组成可表示为( 

ACH4・14H2O  BCH4・8H2O  CCH4・14/3H2O  DCH4・6H2O

本题是一道典型的信息给予题,提取信息,接受新知识后,针对“天然气水合物”这个新名词采取发散思维,联系已学结晶水合物的组成表示方法进行解题。根据题给信息,8个笼由46个水分子构成,其中6个笼各含有1CH4分子,即CH4分子数为6,另两个笼各含1H2O分子,即H2O分子总数为46+2=48,所以分子数比为nCH4:nH2O=6:48=1:8,故B选项符合题意。

运用发散思维方法,与已学知识建立联系,进行类比推理,将分析所得的信息概括出新知识或新方法。这是解答信息给予题的关键。

4  在“一题多解”到“一题多变”中培养发散思维

在心理学和教科学法的诸种专著中,都一致承认“一题多解”是培养和训练发散思维的方法之一。“一题多解”可以在不同途径中启发、诱导学生去揭示、发现知识点的内在联系,并寻找最佳解题途径。“一题多变”是由一道原始题目从题设条件的增减、论述过程的转化、知识点的迁移、求解点的变化等角度进行演变,是对知识的巩固和升华,使原有知识在具体的应用中得到延伸。同时,训练了学生的知识应用能力和思维的发散性。例如已知:2H2S +3O2 = 2SO2 + 2H2O

2H2S + O2 = 2S +2H2O。在1大气压,20摄氏度,将a mol H2S 1mol O2混合点燃充分反应,恢复原状态,求当产物部分是SO2,部分是S时,求所生成SO2的物质的量。
  此题的常规解法是平行反应法和分步反应法。教师可直接告诉学生,此题还有其它解法,激发学生求异思维,很快发现还有四种解法。

解法3差量法

2H2S +3O2 = 2SO2 + 2H2O  △n    2H2S + O2 = 2S +2H2O  △n

2    3     2            3      2      1              3

△n = 3a/2mol

nSO2 = n = n - △n = 1mol + a mol- 3a/2 mol= (1 - a/2 )mol

解法4原子守恒法

由于H原子和O原子守恒,得1mol×2 = a mol + 2×nSO2

nSO2= 1 - a/2mol

解法5电子守恒法

由于1molH2S 氧化成硫时,失去2mol电子,1mol H2S 氧化成SO2时,失去6mol电子。

nSO2+ 2×[amol - nSO2]=2×2×1mol

nSO2 = 1 - 2/amol

解法六:方程式直接配平法

H2SO2的物质的量作系数直写方程式:

aH2S + O2 = aH2O + 1 - a/2SO2 + 3a/2 - 1S

nSO2 = 1 - 2/amol

显然,最后一种解法比较迅捷。通过这类习题的训练,学生思维先由发散到收敛,并寻找最佳解题方法。同时,学生的发散思维能力潜移默化地得到了锻炼和提高。

有题目:相同物质的量浓度、相同体积的NaClMgCl2AlCl3溶液,分别与足量的硝酸银溶液反应,生成的氯化银沉淀的质量比为?

 教师可将此题进行演变。 [变式1]:相同物质的量浓度的NaClMgCl2AlCl3溶液,分别与足量的硝酸银溶液反应,当生成的氯化银沉淀的质量相同时,三种溶液体积比为?[变式2]:相同物质的量浓度的NaClMgCl2AlCl3溶液,在其体积比为1:2:3时,与足量的硝酸银溶液反应,生成氯化银沉淀的质量比为?[变式3]:用等体积等浓度的硝酸银溶液,分别加入相同体积的NaClMgCl2AlCl3溶液,恰好使它们中的氯离子完全转化为氯化银沉淀,则三种溶液物质的量浓度之比为?[变式4]相同物质的量浓度的NaClMgCl2AlCl3溶液,分别与足量的硝酸银溶液反应,当生成的氯化银沉淀的质量比为3:2:1时,三种溶液体积比为?由此原始题目出发,应用发散思维对题设条件和求解点进行演变后,总结出同一类型习题的解答方法,得出解题规律,起到举一反三、触类旁通的作用,同时深化了发散思维的训练。

总之,教师应充分利用化学学科的知识特点,通过各种途径,在教学中发挥学生的主体作用,努力培养学生的发散思维,使学生的思维能力得到锻炼和提高。这样不仅能保持和提高学生的学习兴趣,又培养了学生的创新意识和能力,为造就高综合素质的科技人才打下良好的基础。

参考文献:

[1] 张四方.化学美的欣赏[J].中学化学教学参考 2000.8-9

[2] 余国良.创造力心理学[M].杭州:浙江人民出版社,1996

[3] 翟远杰.课堂教学与学生创新能力的培养[J].中学化学教学参考,2005.3

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