引导学生发散思维 提高创新思维能力

张存山

发散思维又称扩散思维,就是指沿着不同的方向去思考,重组当前信息和记忆中的信息,产生新的信息.发散思维是从不同层次和不同角度对某个问题的思考和分析.在教学中,加强发散思维的训练,可以提高学生分析问题和解决问题的能力,有利于培养学生良好的思维习惯,促进学生创造性思维能力的发展.

一、发散思维的特征

发散思维主要包括敏锐性、流畅性、变通性、独特性和精进性五个特征.

(1)敏锐性.敏锐性是指观察事物的敏感度,具有发现事物的缺洞、需求、不寻常及未完成部分等特征,且能根据这些特征敏锐地解决问题的能力.

(2)流畅性.流畅性是指在发散思维的过程中,思维反应灵敏、迅速、畅通无阻,能够在较短的时间内找到较多的解决问题的方案.

(3)变通性.变通性是指在发散思维的过程中能够随机应变,不受现有知识和常规式的束缚,敢于提出新奇的构想,能从一种思想转换到另一种思想或是以一种不同的新方法去解决同一个问题.

(4)独创性.独创性是指发散思维的方向要新颖独特,能够从前所未有的新角度、新观念去认识事物,思维的结果具有新异、独到的特点,能想出别人想不到的方法或观念.

(5)精进性.精进性是指在某种原有的构想或基本概念上再加上新观念、增加细节,或组成相关概念群,或对原有的构想或基本观念提出批评,使原有的构想或基本观念更加完美、精益求精.

二、在课堂教学中培养学生的发散思维能力

碰到难以从常规方向或模式解决化学问题时,我们必须突破常规思维,换一个角度或方向(逆向、横向、侧向等)思考以解决问题,对已经拥有的解决相关化学问题的有关信息进行试探性分析与比较,此法具有发散性和多向性,有助于发现新颖、独特的解决问题的“突破口”,故称为发散思维法.

发散思维方法是沿着不同的方向、不同的角度去思考化学问题,从多方向寻找解决问题答案的思维方法.多思路、多方向地去思考化学问题,而不是一条路走下去,这是此方法的最主要的特点.假如一种化学方法或者一个方面不能解决化学问题时,发散性思维便主动地否定之,而向另一方面、另一方向跨越,它不满足已有的思维,总是想方设法寻找更好的方案.这种思维的开放性、创造性,是我们所学的化学知识和客观事物普遍联系在我们头脑中的具体反映.既然所学的化学知识和客观事物是普遍联系的,就是说我们所理解、所掌握的知识和方法仅仅是普遍联系中的一小部分,我们就应从多方面了解客观事物和化学问题,尽量把出现的思维框架的限制,向四方发散出去,从而寻找更多更好的解决化学问题的办法.

化学新课程倡导将化学问题与现实的社会生活相结合,解决这些问题所用的知识、方法等,往往超出了单一的化学学科的范围,这就会出现一些不可能有单一答案或单一解决方法的开放性问题.开放性问题不是没有答案或解决的方法,而是解决方法有多种可能性,可以从不同的角度和层面去思考,有很多的条件需要加以讨论.不少化学问题要求学生从不同角度、不同层面去思考并解决.答案或解决的方法多元化是当今认知评测的一大走向.因此要善于独立思考、敢于质疑、敢于进行科学的创新思维,运用科学方法,实践标准、宏观与微观相结合的观念来认识事物的发展变化.

【例1】 头脑风暴法是一种发挥集体创新思维的方法,要求学生就某一问题进行自由地思考和联想,提出各自的设想和提案.下面以“二氧化碳”的教学为例.

(一)教师提问学生:有哪些方法可以得到CO2?学生通过头脑风暴法提出:(1)人和动植物的呼吸;(2)碱式碳酸铜受热分解;(3)碳酸氢铵受热分解;(4)木炭在氧气中完全燃烧;(5)木炭在空气中完全燃烧;(6)蜡烛燃烧;(7)煤的燃烧;(8)汽油的燃烧;(9)碳与氧化铜的反应;(10)一氧化碳燃烧;(11)一氧化碳与氧化铜反应.值得注意的是,在化学教学中运用头脑风暴法时,教师不要根据自己的好恶或学生的方案的可行性、实现性等因素进行评价,否则会遏制学生的创造性思维,也不宜让其他学生对某一方案进行评价,因为某学生的观点会损伤提案同学的自尊心,从而遏制思维的流畅性.教师应使用鼓励性的语言,营造宽松、自由、民主、和谐的气氛,让学生无拘无束甚至是异想天开地提出自己的观点,在这样的群体活动中,个体会因为他人的提案而引发自己一系列联想性的反应,而获得更大的创造动力和启发,进而引发思维的“链式反应”.因为在这种环境中,每一个个体均想提出更多、更有创意的想法,以获得小组成员及教师的认可,形成个体在群众中的优秀地位.

(二)教师引导学生通过对方案的分类、总结,提出发散思维的新方向.

在充分发挥学生发散思维的基础上,对已有的方案进行分类,是提高发散思维质量的有效手段.分类是对事物的本质认识的体现,多一种分类的方法,就多一种认识的思路.就上述十几种能得到二氧化碳的方案而言,可以分为:

(1)燃烧法制备二氧化碳,如木炭、煤、汽油、一氧化碳、蜡烛等物质的燃烧.

(2)受热分解制备二氧化碳,如碳酸氢铵、碱式碳酸铜的受热分解等.

(3)缓慢氧化法制备二氧化碳,如人、动植物的呼吸等.

(4)氧化还原反应制取二氧化碳,如木炭、一氧化碳还原氧化铜等.

这种在后续的发散思维过程中,发散的目的和方向就更加明确,有利于发散思维的深入进行,能提出更多更好的方案.

但应注意的是在发散思维的初期不应对发散思维的提案进行分类,而只适合运用于再次对已有发散方案的进一步讨论或问题尚未得到解决,需要寻找新的思考方向进行再次发散时,再进行分类.

【例2】 实验室有两瓶溶液,一瓶是浓硫酸,另一瓶是稀硫酸,请设计实验加以鉴别.

解析:浓硫酸与稀硫酸在外观上凭肉眼要鉴别它们是相当困难的,两者的主要差异还是在化学性质方面.所以,要鉴别它们应该更多地从化学性质方面加以考虑.

在化学性质方面,稀硫酸具有酸的通性,如能与酸碱指示剂作用,使紫色石蕊试液变红、无色试液不变色;能与碱性氧化物反应生成相应的盐和水;能与碱反应生成相应的盐和水;能与某些盐溶液(如BaCL₂溶液等)反应生成新酸和新盐;能与活泼金属反应生成盐和氢气.而浓硫酸由于具有强氧化性,因而在酸碱指示剂作用时,可使酸碱指示剂先变色后褪色,如使紫色的石蕊试液先变成红色,随后溶液成无色等;而在与活泼金属作用时,不是生成盐和氢气,而是生成相应的盐、相应的非金属氧化物和水等.由于其强氧化性,使它具有强腐蚀性,最具体的表现就是脱水性,能使某些物质(如衣服、纸张等)发生炭化现象,这是一般物质所没有的性质.浓硫酸还有非常强的吸水性,可以用作某些气体(如氢气、氧气、二氧化碳等)的干燥剂,由于具有吸水性,所以浓硫酸长期露置在空气中质量会变大,浓度会减少.

当然浓硫酸和稀硫酸在物理性质方面也存在一定的差异,如密度等,可采用相同体积的浓硫酸和稀硫酸的质量不同;或者相同质量的浓硫酸和稀硫酸的体积不同等方式加以鉴别.

三、强化训练,锻炼学生的发散思维能力

1.抓住一个“想”,训练学生思维的流畅性

思维的流畅性即指学生思维活跃,反应灵敏,善于联想.

【例3】 八角(俗称大料)是常用的烹调香料,通过适当的方法,从八角中可以提取到莽草酸,它是制取抗禽流感药物(商品名:达菲)的基本原料.根据莽草酸的化学式C₇H₁₀O₅,你能获得哪些信息?请写出两点.

解析:根据莽草酸的化学式C₇H₁₀O₅,可得出多种结论,如:①莽草酸是一种有机物;②它由C、H、O三种元素组成;③它由莽草酸分子构成;④一个莽草酸分子中共含有22个原子(或一个分子由7个C原子、10个H原子和5个O原子构成);⑤莽草酸中C、H、O三种元素的质量比为42∶5∶40;⑥莽草酸分子中C、H、O三种元素的原子个数比为7∶10∶5;⑦莽草酸的相对分子质量为174等等.答案只要合理即可.

通过不同的途径从不同的角度、用不同的方法解决问题,这不仅活跃了学生思维,拓宽学生的分析问题的视野,同时也使学生养成善于联想、反应灵敏的思维品质.

2.抓住一个“新”,训练学生思维的独创性

思维的独创性即指思维的方法新颖、独特,构造巧妙,赋予创新.

【例4】 取甲烷和乙炔的混合物气体1m³.完全燃烧时放出热量46562千焦.若取甲烷和乙炔各1m³分别完全燃烧时放出热量为39170千焦和68970千焦(气体均为标准状况下的体积),这种混合气体中所含碳元素和氢元素的原子个数比是().

A.1∶3B.1∶2

C.3∶11D.n∶(2n+2)

解析:按常规方法需建立二元二次方程组,且数据较大,运算起来复杂,费时较多,若从甲烷和乙炔分子中碳原子和氢原子个数比去思考,则有C∶H为1∶4和1∶3,对照答案可知A、B不可能,把C∶H变为3∶12和3∶9,故混合物中碳原子个数比必然在3∶12和3∶9之间,所以答案选C.这个思考方法新颖,具有独创性.

3.抓住一个“活”,训练学生思维的变通性

变通性即不受思维定势的束缚,思维灵活不呆板.在教学中,要克服思维的定势,使学生从多角度、多方位思考问题,从而达到变通的本质.

【例5】 有一种氮的氧化物,其中氮元素和氧元素的质量比为7∶4,该氮的氧化物的化学式是().

A.N₂O B.NO₂

C.N₂O₃D.N₂O₅

解析:若设化学式为N_xO_y,有14x/16y=7/4,可算出x∶y=2∶1,化学式为N₂O.

若氮氧元素的质量比为7∶4变通为14∶8,则原子个数比为1∶1/2或2∶1,所以化学式为N₂O.

教学实践证明,循序渐进地引导学生运用发散思维方法和独特灵活的思维方式,就可提高学生从多方位、多角度去分析问题的能力,增强解题的技巧,提高学生的创新能力和综合能力.

(责任编辑:罗 艳)