引導學生發散思維　提高創新思維能力

張存山

發散思維又稱擴散思維,就是指沿著不同的方向去思考,重組當前信息和記憶中的信息,產生新的信息.發散思維是從不同層次和不同角度對某個問題的思考和分析.在教學中,加強發散思維的訓練,可以提高學生分析問題和解決問題的能力,有利于培養學生良好的思維習慣,促進學生創造性思維能力的發展.

一、發散思維的特征

發散思維主要包括敏銳性、流暢性、變通性、獨特性和精進性五個特征.

(1)敏銳性.敏銳性是指觀察事物的敏感度,具有發現事物的缺洞、需求、不尋常及未完成部分等特征,且能根據這些特征敏銳地解決問題的能力.

(2)流暢性.流暢性是指在發散思維的過程中,思維反應靈敏、迅速、暢通無阻,能夠在較短的時間內找到較多的解決問題的方案.

(3)變通性.變通性是指在發散思維的過程中能夠隨機應變,不受現有知識和常規式的束縛,敢于提出新奇的構想,能從一種思想轉換到另一種思想或是以一種不同的新方法去解決同一個問題.

(4)獨創性.獨創性是指發散思維的方向要新穎獨特,能夠從前所未有的新角度、新觀念去認識事物,思維的結果具有新異、獨到的特點,能想出別人想不到的方法或觀念.

(5)精進性.精進性是指在某種原有的構想或基本概念上再加上新觀念、增加細節,或組成相關概念群,或對原有的構想或基本觀念提出批評,使原有的構想或基本觀念更加完美、精益求精.

二、在課堂教學中培養學生的發散思維能力

碰到難以從常規方向或模式解決化學問題時,我們必須突破常規思維,換一個角度或方向(逆向、橫向、側向等)思考以解決問題,對已經擁有的解決相關化學問題的有關信息進行試探性分析與比較,此法具有發散性和多向性,有助于發現新穎、獨特的解決問題的“突破口”,故稱為發散思維法.

發散思維方法是沿著不同的方向、不同的角度去思考化學問題,從多方向尋找解決問題答案的思維方法.多思路、多方向地去思考化學問題,而不是一條路走下去,這是此方法的最主要的特點.假如一種化學方法或者一個方面不能解決化學問題時,發散性思維便主動地否定之,而向另一方面、另一方向跨越,它不滿足已有的思維,總是想方設法尋找更好的方案.這種思維的開放性、創造性,是我們所學的化學知識和客觀事物普遍聯系在我們頭腦中的具體反映.既然所學的化學知識和客觀事物是普遍聯系的,就是說我們所理解、所掌握的知識和方法僅僅是普遍聯系中的一小部分,我們就應從多方面了解客觀事物和化學問題,盡量把出現的思維框架的限制,向四方發散出去,從而尋找更多更好的解決化學問題的辦法.

化學新課程倡導將化學問題與現實的社會生活相結合,解決這些問題所用的知識、方法等,往往超出了單一的化學學科的范圍,這就會出現一些不可能有單一答案或單一解決方法的開放性問題.開放性問題不是沒有答案或解決的方法,而是解決方法有多種可能性,可以從不同的角度和層面去思考,有很多的條件需要加以討論.不少化學問題要求學生從不同角度、不同層面去思考并解決.答案或解決的方法多元化是當今認知評測的一大走向.因此要善于獨立思考、敢于質疑、敢于進行科學的創新思維,運用科學方法,實踐標準、宏觀與微觀相結合的觀念來認識事物的發展變化.

【例1】 頭腦風暴法是一種發揮集體創新思維的方法,要求學生就某一問題進行自由地思考和聯想,提出各自的設想和提案.下面以“二氧化碳”的教學為例.

(一)教師提問學生:有哪些方法可以得到CO2?學生通過頭腦風暴法提出:(1)人和動植物的呼吸;(2)堿式碳酸銅受熱分解;(3)碳酸氫銨受熱分解;(4)木炭在氧氣中完全燃燒;(5)木炭在空氣中完全燃燒;(6)蠟燭燃燒;(7)煤的燃燒;(8)汽油的燃燒;(9)碳與氧化銅的反應;(10)一氧化碳燃燒;(11)一氧化碳與氧化銅反應.值得注意的是,在化學教學中運用頭腦風暴法時,教師不要根據自己的好惡或學生的方案的可行性、實現性等因素進行評價,否則會遏制學生的創造性思維,也不宜讓其他學生對某一方案進行評價,因為某學生的觀點會損傷提案同學的自尊心,從而遏制思維的流暢性.教師應使用鼓勵性的語言,營造寬松、自由、民主、和諧的氣氛,讓學生無拘無束甚至是異想天開地提出自己的觀點,在這樣的群體活動中,個體會因為他人的提案而引發自己一系列聯想性的反應,而獲得更大的創造動力和啟發,進而引發思維的“鏈式反應”.因為在這種環境中,每一個個體均想提出更多、更有創意的想法,以獲得小組成員及教師的認可,形成個體在群眾中的優秀地位.

(二)教師引導學生通過對方案的分類、總結,提出發散思維的新方向.

在充分發揮學生發散思維的基礎上,對已有的方案進行分類,是提高發散思維質量的有效手段.分類是對事物的本質認識的體現,多一種分類的方法,就多一種認識的思路.就上述十幾種能得到二氧化碳的方案而言,可以分為:

(1)燃燒法制備二氧化碳,如木炭、煤、汽油、一氧化碳、蠟燭等物質的燃燒.

(2)受熱分解制備二氧化碳,如碳酸氫銨、堿式碳酸銅的受熱分解等.

(3)緩慢氧化法制備二氧化碳,如人、動植物的呼吸等.

(4)氧化還原反應制取二氧化碳,如木炭、一氧化碳還原氧化銅等.

這種在后續的發散思維過程中,發散的目的和方向就更加明確,有利于發散思維的深入進行,能提出更多更好的方案.

但應注意的是在發散思維的初期不應對發散思維的提案進行分類,而只適合運用于再次對已有發散方案的進一步討論或問題尚未得到解決,需要尋找新的思考方向進行再次發散時,再進行分類.

【例2】 實驗室有兩瓶溶液,一瓶是濃硫酸,另一瓶是稀硫酸,請設計實驗加以鑒別.

解析:濃硫酸與稀硫酸在外觀上憑肉眼要鑒別它們是相當困難的,兩者的主要差異還是在化學性質方面.所以,要鑒別它們應該更多地從化學性質方面加以考慮.

在化學性質方面,稀硫酸具有酸的通性,如能與酸堿指示劑作用,使紫色石蕊試液變紅、無色試液不變色;能與堿性氧化物反應生成相應的鹽和水;能與堿反應生成相應的鹽和水;能與某些鹽溶液(如BaCL₂溶液等)反應生成新酸和新鹽;能與活潑金屬反應生成鹽和氫氣.而濃硫酸由于具有強氧化性,因而在酸堿指示劑作用時,可使酸堿指示劑先變色后褪色,如使紫色的石蕊試液先變成紅色,隨后溶液成無色等;而在與活潑金屬作用時,不是生成鹽和氫氣,而是生成相應的鹽、相應的非金屬氧化物和水等.由于其強氧化性,使它具有強腐蝕性,最具體的表現就是脫水性,能使某些物質(如衣服、紙張等)發生炭化現象,這是一般物質所沒有的性質.濃硫酸還有非常強的吸水性,可以用作某些氣體(如氫氣、氧氣、二氧化碳等)的干燥劑,由于具有吸水性,所以濃硫酸長期露置在空氣中質量會變大,濃度會減少.

當然濃硫酸和稀硫酸在物理性質方面也存在一定的差異,如密度等,可采用相同體積的濃硫酸和稀硫酸的質量不同;或者相同質量的濃硫酸和稀硫酸的體積不同等方式加以鑒別.

三、強化訓練,鍛煉學生的發散思維能力

1.抓住一個“想”,訓練學生思維的流暢性

思維的流暢性即指學生思維活躍,反應靈敏,善于聯想.

【例3】 八角(俗稱大料)是常用的烹調香料,通過適當的方法,從八角中可以提取到莽草酸,它是制取抗禽流感藥物(商品名:達菲)的基本原料.根據莽草酸的化學式C₇H₁₀O₅,你能獲得哪些信息?請寫出兩點.

解析:根據莽草酸的化學式C₇H₁₀O₅,可得出多種結論,如:①莽草酸是一種有機物;②它由C、H、O三種元素組成;③它由莽草酸分子構成;④一個莽草酸分子中共含有22個原子(或一個分子由7個C原子、10個H原子和5個O原子構成);⑤莽草酸中C、H、O三種元素的質量比為42∶5∶40;⑥莽草酸分子中C、H、O三種元素的原子個數比為7∶10∶5;⑦莽草酸的相對分子質量為174等等.答案只要合理即可.

通過不同的途徑從不同的角度、用不同的方法解決問題,這不僅活躍了學生思維,拓寬學生的分析問題的視野,同時也使學生養成善于聯想、反應靈敏的思維品質.

2.抓住一個“新”,訓練學生思維的獨創性

思維的獨創性即指思維的方法新穎、獨特,構造巧妙,賦予創新.

【例4】 取甲烷和乙炔的混合物氣體1m³.完全燃燒時放出熱量46562千焦.若取甲烷和乙炔各1m³分別完全燃燒時放出熱量為39170千焦和68970千焦(氣體均為標準狀況下的體積),這種混合氣體中所含碳元素和氫元素的原子個數比是().

A.1∶3B.1∶2

C.3∶11D.n∶(2n+2)

解析:按常規方法需建立二元二次方程組,且數據較大,運算起來復雜,費時較多,若從甲烷和乙炔分子中碳原子和氫原子個數比去思考,則有C∶H為1∶4和1∶3,對照答案可知A、B不可能,把C∶H變為3∶12和3∶9,故混合物中碳原子個數比必然在3∶12和3∶9之間,所以答案選C.這個思考方法新穎,具有獨創性.

3.抓住一個“活”,訓練學生思維的變通性

變通性即不受思維定勢的束縛,思維靈活不呆板.在教學中,要克服思維的定勢,使學生從多角度、多方位思考問題,從而達到變通的本質.

【例5】 有一種氮的氧化物,其中氮元素和氧元素的質量比為7∶4,該氮的氧化物的化學式是().

A.N₂O B.NO₂

C.N₂O₃D.N₂O₅

解析:若設化學式為N_xO_y,有14x/16y=7/4,可算出x∶y=2∶1,化學式為N₂O.

若氮氧元素的質量比為7∶4變通為14∶8,則原子個數比為1∶1/2或2∶1,所以化學式為N₂O.

教學實踐證明,循序漸進地引導學生運用發散思維方法和獨特靈活的思維方式,就可提高學生從多方位、多角度去分析問題的能力,增強解題的技巧,提高學生的創新能力和綜合能力.

(責任編輯:羅 艷)