工科基礎化學教學中創造性思維的培養

陳婷婷　江國慶

[摘 要]工科基礎化學的授課對象是大學低年級學生,這是學生由中學過渡到大學學習生活的關鍵時期。根據該階段學生的思維特點,本文探討了教學中如何科學地培養學生創造性思維。

[關鍵詞]基礎化學教學 創造性思維 實驗探究 思維過程評價

創造性作為民族自主之根本、科學研究之關鍵和社會進步之前提,已成為當今社會發展和國際競爭的主旋律。創造性人才培養的一個重要方面是對學生創造性思維的培養。創造性思維是創造力的核心,是人們完成創造活動的基礎。所以培養學生的創造性思維是一項極其重要的教育任務。學校如何改革人才培養模式,深化教育教學改革,在加強培養學生全面素質的同時,注重創造性思維能力的培養,培養出具有高素質、富有創造力,能適應知識經濟發展需要的人才,是擺在教育工作者面前的一件大事。本文依據創造性思維的一般思維品質,結合大學工科基礎化學的理論和實驗教學,探討如何培養學生的創造性思維。

一、引導學生多思,培養獨立性思維品質

長期以來,在應試教育的影響下,我國中小學生多數只是按照老師“告訴”的教材內容、學習方法、解題策略甚至作業答案去學習,很少有創見,學習的依賴性比較強。在學習過程中,學生的獨立性思維品質沒有得到發揮,有時甚至遭到了扼殺。工科基礎化學課程是大學低年級學生學習的課程,由于思維的慣性,他們希望大學老師也像中學老師那樣領著他們去學習。然而,大學教師以“導”和“引”為主,在學生的學習和生活上沒有事無巨細地管理,留給學生的自由時間和空間多了,于是部分學生“迷失”了方向,逛街、打游戲,有的甚至徹夜呆在網吧,一學期下來,多門課程掛“紅燈”。為此,基礎課程教師要加強培養學生的獨立性思維品質,這不僅解決學生當前的學習問題,而且還為學生進入高年級的專業課程的學習打下良好的基礎。

1.因循善誘,啟迪學生獨立思考問題

思維的獨立性表現為善于獨立地提出問題、分析問題、解決問題,不人云亦云,不迷信權威。對于低年級的學生來講,教師要因循善誘地引導學生養成獨立的思維習慣。多年來,筆者結合教學內容,運用化學史實資料說明獨立思維品質在科學創新中的“得”與“失”,并分析其在學習和創新中的重要意義,取得了良好的教學效果。例如,在S區元素教學中,給學生講解和分析“燃素說”的推翻和燃燒理論形成的化學史。公元1766年英國的化學家卡爾文迪許發現鋅片、鐵片放到稀硫酸或稀鹽酸中產生的氣體能燃燒或爆炸,宣布找到了“燃素”,在當時的化學界產生了影響。八年后,另一位英國的化學家叫普列斯特列,他在加熱氧化汞時得到一種氣體,這種氣體可以使點燃的蠟燭更劇烈的燃燒。普列斯特列沿著卡爾文迪許的“燃素說”進行思考,他對這一現象的解釋是,加熱氧化汞后得到的氣體不含燃素,但蠟燭是一種含有燃素的物質,因此這種氣體一遇上蠟燭就“貪婪”地從蠟燭中吸取燃素,燃素的大量釋放就使得蠟燭發生劇烈燃燒。而當時的法國人安東尼?拉瓦錫也同時做了普列斯特列的實驗,他卻沒有受卡爾文迪許的“燃素”影響,而是走了另外一條新路。1783年,他向世界宣布了新的燃燒理論:燃燒的過程在任何情況下都是可燃物同氧的化學反應。推翻了燃素說的“統治”,使科學向前跨進了一步。

普列斯特列的失敗是保守守舊所致,是科學史上的不幸,而拉瓦錫的成功告訴我們,在思考的過程中必須堅持思維的獨立性和批判性?？v觀現代科學史,科學的發展就是在批判的過程中發展的,批判和否定舊的東西,才能創造出新的東西,可以說科學研究的過程就是一個破舊立新的繼承發展過程。沒有批判就沒有繼承,沒有繼承就沒有發展。所以批判——繼承——獨創——再批判——再發展,就組成了科學發展的軌跡。通過實例分析增強了學生學習的自覺性,對學生獨立性思維品質的養成起到了潛移默化作用。

2.設疑解惑,拓展學生的思維空間

1938年,愛因斯坦在《物理學的進化》中說:“提出一個問題往往比解決一個問題更為重要,因為解決一個問題也許是一個數學上或實驗上的技巧問題。而提出新的問題、新的可能性,從新的角度看舊問題,卻需要創造性的想像力,而且標志著科學的真正進步?！蹦壳?由于我國基礎教育階段仍以應試教育為主要教學模式,這就導致許多學生不善于提問,不習慣提問,尤其是面對權威,他們因為怕“出洋相”,更是不敢提問。數年前,我們曾邀請兩名院士來學校作報告,報告結束后,主持人請大家提問,報告廳一百多名學生沒有一個提出專業性問題。之后,筆者從學生中了解到,他們不提問的原因主要是:怕問題太簡單,會給別人笑話;聽懂的沒問題,不懂的提不出問題;大家不問,我也不想問等。這實際上是一種思維的惰性和從眾心理。

巴甫洛夫曾經說過:“鍥而不舍地思考是取得重大成就的前提”。為了使學生養成思考問題的習慣,我們根據教學內容,有選擇地采用問題教學模式,從教師提問學生回答逐步過渡到學生提問教師和其他同學回答。教師根據問題的難易,有的在課堂上回答,有的留給學生課后思考,并要求學生查閱相關的文獻資料,在下次課上進行討論。這樣既活躍了課堂氣氛,又激發了學生思考問題的積極性。例如,在講完“熱和功”后,教師提出:熱和功是否為狀態函數?講“蓋斯定律”時向學生發問:“熱”不是狀態函數,為何在此與途徑無關?這種結合教學內容適時提出問題活化學生思維的方法取得了良好的教學效果。此外,教師對學生自發產生的思維獨立性和批判性要給予認可和扶植,鼓勵學生向書本質疑,允許學生向教師“發難”。在這樣的教學氛圍中,教育者和被教育者之間能產生"共鳴",施教者也能收到預期的效果。

3.從嚴要求,促使學生改掉學習依賴教師的習慣

大學教學課時少,每課時的知識容量大。教師不可能把教材中的所有內容講得很透,有的只是“蜻蜓點水”。這就要求學生有較強的自學能力,并掌握較好的學習方法。因此,序言課的教學對大學一年級新生來講很重要,教師除了介紹課程的概況、研究方法外,還要介紹學習方法。首先,要讓學生清楚,教師的課堂教學往往是提綱掣領式的,在課堂上主要講難點、疑點、重點,有時講的是教師最有心得的一部分,其余部分就要由學生自己去攻讀、理解、掌握。其次,要讓學生明白,大學的學習不能像中學那樣完全依賴教師的計劃和安排,不能只單純地接受課堂上的教學內容,必須充分發揮主觀能動性,發揮自己在學習中的潛力。而這種充分體現自主性的學習方式,是貫穿于大學學習的全過程,并反映在大學生活的各個方面,如學習的自主安排、學習內容和學習方法的自主選擇等。最后,教師要指導學生選擇參考書,查閱文獻資料的方法等。總之,通過教學,要使學生懂得提高自身的自學能力是中學向大學轉折時學習成敗的關鍵,也是進行終身學習的基本條件。

二、引導學生多做,提高實驗探究能力

基礎化學是一門實驗科學,其理論主要來源于實驗。因此,實驗教學在化學教學活動中占有重要的位置。然而,傳統的實驗教學模式基本上都是驗證性的,實驗的結果大多是課堂上、書本里講過的,是早就預知的,是確定的、收斂的。整個過程是在驗證已知的理論,重復前人的工作,根據實驗結果寫成的實驗報告也完全沒有新意,學生沒有自由想象和發揮的空間,沒有探究的激情和氛圍,學生完全是一種被動的學習。在這樣的實驗教學模式下,學生的想象力和創造力難以得到發揮,不利于培養創新人才。為此,在實驗教學中,我們根據教學的進度和學生的實際,有層次、分步驟地設計了實驗教學平臺。

一是學生的基本操作技能訓練平臺。這一平臺主要培養學生的動手能力,教學中,教師采用啟發式教學方法,師生互動,既讓學生學會怎樣操作,又要求學生明白為什么這樣操作。此外,教師要引導學生養成獨立思考,自主實驗的良好習慣,督促學生用“腦”做實驗,充分發揮他們學習的積極性和主動性。通過這一階段的技能訓練,使學生在掌握基礎知識、基本技能以及創新精神和工作能力等方面得到全面的提升。

二是綜合性實驗和設計研究性實驗訓練平臺。每學期用一到二周的時間開設課程大型實驗對學生進行綜合性實驗的訓練。實驗內容可從兩種途徑取得:第一種是實驗內容由教師設定,做一些教材以外的綜合型、設計型、研究性的實驗題目。如“堿式碳酸銅的制備”、“六氨合鈷配合物的合成與測定”等實驗。第二種是實驗內容由學生自擬設定。學生根據所學知識,查閱文獻,設立合理可行的實驗方案。實驗方案經教師審閱批準后,獨立完成實驗,最后以報告或小論文的形式提交。

三是學生自主探究實驗平臺。通過開放實驗室滿足不同層次學生的要求,培養學生的個性思維發展和創新能力。開放實驗室不僅可以使學生由“被動式”實驗轉變為“主動探索式”實驗,而且給學生提供了獨立活動的空間,學生可以有足夠的時間來反復修正實驗方案、研究實驗現象、分析實驗結果。這樣就可以大大提高學生的分析問題、解決問題和創新的能力。學生從實驗設計選題,到寫成實驗報告始終處于思考和探索的學習情境之中。實驗的成功,實驗結論的得出能使學生體會到獨特的樂趣,即使實驗失敗了,學生也能從中吸取教訓,積累經驗。開放性實驗給了學生自由發展機會和主動思考的空間,極大地激發了學生的學習積極性,培養了學生的獨立思考能力和創新能力。

三、引導學生多評,提升思維過程的評價能力

創新精神在很大程度上來源于對自身和現實的反思,尤其是來源于對自我的不斷否定。因此,自我評價和自我否定在培養學生的創新精神過程中,有著極其重要的作用。

1.創設情景,在討論和辯論中提高思維能力

思維獨立性品質不但要善于獨立地提出問題和解決問題,而且還能夠恰當地評價和自覺檢驗自己的思維活動,堅持正確的,修正錯誤的,不斷改進和提高思維活動的質量;同時還要善于評價別人分析和解決問題的思維活動,這樣才能做到對于結論性的東西,不盲從、不輕信,有獨立見解。在教學中我們主要通過以下途徑,提升學生對思維過程的評價能力。一是以學生宿舍為基地,建立學習小組,討論學習中遇到的疑難問題。實踐證明,學習小組成員在交流討論過程中,不僅解決了化學學習中的難點,而且還創建了團結、和諧的人際生活環境。二是組織學生開展化學知識辯論賽。辯論能提升人的能力,學到很多新知識及思維方法;辯論能促進參賽者拓寬視野,培養綜合素質;辯論還可以看出參賽者對某一方面的知識的認知廣度和深度以及思維的敏捷性。如在一年級第二學期期間組織一次關于“化學與社會”,“化學與環境”等為題的辯論賽。學生在辯論中不斷進行思維的反思和評價,促進思維品質的提升。

2.科學訓練,在自我否定中提高思維能力

創新就是不斷否定自己,沒有否定就沒有進步,這是科學發展到今天所遵循的規律。攀登科學高峰要有承受成功和失敗的韌性;還要有自我否定與超越自我的勇氣以及包容、謙讓、合作的德行。因此,教學中培養學生敢于否定自己的心理品質尤為重要。針對大學低年級學生的思維特點,我們在教學中主要從以下兩方面進行訓練:首先,引導學生破除已有的思維定勢。學生在中學階段已經形成了比較穩定的、定型化了的思維路線、方式、程序和模式。但這些慣用的、格式化的思考模型中的許多方面在大學學習時不適用,需要加以修正和完善。因此,教師在教學中要引導學生學會建立正確的思維方式。例如,指導學生通過求異或逆向思維的方法否定原有定勢,建立新的思維定勢,從而形成不斷發展的思維定勢,使學生的思維水平,尤其是辯證思維的能力在這種思維定勢與求異思維的交互作用過程中得到了發展。其次,引導學生破除傳統的“權威定勢”。在我國從兒童走向成年過程中接受的是“教育權威”,許多學生盲目崇拜書本知識,崇拜教師,把書本知識和老師的話當作框框,束縛自己的思考。而事實上,書本知識與現實世界之間有很大的反差,教師在看問題時也存在著許多的片面性。對于以實驗為基礎的化學知識的學習,如果僅從書本上的理論知識思考和判斷某一問題,有時會得出錯誤的結論。因此,教學中教師要從事物屬性的多樣性,事物發展變化的多種可能性以及事物之間聯系的多樣性的角度去分析和解決化學問題,同時還要指導學生如何用實驗手段驗證和分析在化學學習和研究中遇到的各種問題,不斷提高創新能力。

四、結語

基礎化學教學是在學生學習和生活角色發生改變的關鍵時期進行的。教師在教學中要積極探索創新人才培養模式,改革課程內容,創新教學方法和手段,還要不斷鼓勵和支持學生的創新活動。只有這樣才能為社會輸送更多的創新型人才。需要指出的是,“冰凍三尺,非一日之寒”,學生創新性的培養同樣不是短期能產生成效的,我們也要防止浮躁,急于求成的心態,從實際出發,與時俱進,以科學、理性的精神制定出中、長遠計劃,在實踐中摸索創新人才培養的新模式。

參考文獻:

[1]胡珍生,劉奎林.造性思維學概論[M].經濟管理出版社,2006.9-11.

[2]A?愛因斯坦,L.英費爾德.物理學的進化.上?？茖W技術出版社,1962.66.

[3]巴甫洛夫著,吳生林等譯.巴甫洛夫選集[M].北京:科學出版社,1995.32.