初中科學教學培養學生創新思維的實踐
2012-04-29 00:00:00譚力民
中學教學參考·理科版 2012年1期
江澤民主席多次講到：“創新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力。”他反復強調，一個沒有創新的民族是一個沒有希望的民族。人類創造的一切物質文明和精神文明離不開創新思維，而社會的未來發展也更加離不開創新思維。因此，培養學生的創新思維在人才培養中愈加顯示其突出地位，愈來愈被人們所重視。筆者曾在初中科學教學中，就培養學生的創新思維與能力進行了探索與實踐，體會如下。
一、實驗設疑，培養思維的敏捷性
愛因斯坦曾經說過：“提出一個問題比解決一個問題更重要。”發現問題是創新思維的開端，因此在教學中巧妙地利用實驗，為學生提供發現問題的機會，是培養思維敏捷性的一個有效方法。
例如，在做“測定小燈泡額定功率”的學生分組實驗時，當學生按課本的方法、步驟做完實驗后，教師可立即在黑板上出示一題：某同學在“測定小燈泡額定功率”的實驗中，所用器材有：電源電壓為6V，額定電壓為3.8V的小燈泡，一只電流表，一只電壓表，一只滑動變阻器，一只開關和若干根導線，實驗時發現電壓表0～15V量程壞了，而0～3V量程完好，其他器材正常，在不更換電壓表和不增加實驗器材的條件下，請同學們想辦法測出小燈泡的額定功率。
當題目一出示，許多學生便產生了“量程為0～3V的電壓表怎能與額定電壓為3.8V的小燈泡并聯”的疑問，這時教師及時進行了點撥：滑動變阻器串聯在電路中的作用是什么？話音未落，便有不少學生迅速地將電壓表并聯在滑動變阻器的兩端，將0～3V量程的電壓表的示數控制在2.2V，同樣可測出小燈泡的額定功率。
可見，利用實驗設疑，讓學生自己去解決特殊問題，是培養學生思維敏捷性的一種有效方法。
二、創設題境，培養思維的靈活性
在例題教學中，教師通過創設題境的形式引導學生積極思維，向問題深處鉆研，往廣處聯想，由此及彼、觸類旁通，這不但可提高學生分析問題的能力，同時可拓寬學生的思維，調節學生思維的靈活性。
例如，某學生利用大試管、長頸漏斗、量筒、水槽、帶導管的橡皮塞、秒表等器材設計一套發生H2的實驗裝置，并用排水法將H2收集于量筒中，用秒表記錄反應時已知在上述條件下65克鋅與足量稀硫酸反應，可產生22.4升氫氣，則上述實驗中加入的稀硫酸5克剛好完全反應，則需鋅的質量為多少？稀硫酸中溶質的質量分數為多少？
根據初中生現有的解題水平，此題較難入手。因此教師在分析過程中，著重指出了“65克鋅與溶質為98克的硫酸溶液完全反應可生成氫氣22.4升”的已知條件，要求學生對表格所給予的信息加以分析、聯想、鉆研，結果有不少學生的思維得到啟發。本題的解答如下。
解：設質量為x的鋅與溶質質量分數為y的5克稀硫酸剛好反應生成氫氣0.224升。
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
65 98 22.4升
x 5克#8226;y 0.224升
解得：x=0.65克，y=0.196或y＝19.6%。
答：需鋅的質量為0.65克，稀硫酸的溶質質量分數為0.196或19.6%。
由此可見，通過創設題境，有意識地讓學生抓住其實質，以事物之間的內在聯系和規律性去思考和解決問題，是培養學生思維的靈活性的一種有效途徑。
三、一題多解，培養思維的發散性
為了使學生的思維具有變通性和獨創性，由已知導出未知的新事物、新理論，則很重要的一條就是要為學生提供發散思維的機會，創造一個能夠刺激學生去發散思維的環境，培養學生從多方面、多角度去認識問題、解決問題的習慣。因此，在教學中教師應通過一題多解的方法來加強學生發散思維的訓練，發展學生的探索和創造能力。
例如，用足量的氫氣還原4克金屬銅和氧化銅的混合物，充分反應后，得固體為3.36克，求原混合物中氧化銅的質量為多少克？
解法一：傳統法
設原混合物中含銅為x克，則含氧化銅為（4-x）克，反應生成的銅為（3.36-x）克，然后根據有關的反應式求得氧化銅質量為3.2克。
解法二：差量法
解：設原混合物里氧化銅的質量為x。
CuO+H2△Cu+H2O 差量（固體物質的減少量）
80 64 80-64＝16
x 4克-3.36克＝0.64克
解得x=3.2克。
解法三：元素質量守恒法：依據化學反應前后，銅元素（或氧元素）的質量不變。
解：設原混合物里含氧化銅x克，則含銅為（4-x）克。
3.36＝（4-x）+x#8226;64／80，解得x＝3.2克。
對學生進行一題多解的訓練時，教師不應僅僅要求學生學會一題多解，更重要的是要讓學生學會從多解中尋找創造性的簡捷解法，特別讓學生多做開放型的題目，如由氧化銅中如何得金屬銅？可用“濕法冶金術”；可用氫氣還原氧化銅；也可用炭粉或一氧化碳等還原劑，在加熱條件下還原氧化銅等這類題目，既可以培養學生的創新思維，也可使學生的發散思維得到發展。
四、異曲同工，培養思維的聯想性
無論是關于化學式的計算、關于化學方程式的計算，還是關于溶解度的計算、溶液組成的計算，其數學基礎無一例外均為比例運算。應用比例計算模型的“前奏”，主要是物質間的對應關系或混合物（溶液等）中所含組分的多少，建立質量分析模式。
例如，在化學實驗室中，實驗員需要配制CuSO4飽和溶液。若常溫下，硫酸銅在水中的溶解度為25克，用10克膽礬配制該溫度下的飽和溶液，需要加水（ ）。
A.22克 B.25.6克
C.40克 D.65克
解：設10克膽礬中含CuSO4的質量為a，H2O的質量為b。配制該溫度下的飽和溶液，需要水的質量為x。
解得：a=6.4克，b=3.6克，x=22克，故選A。
建立以上類似于化學方程式計算的分析模式，首先要強化溶解度概念中的四要素：①條件（一定溫度）；②標準（100克劑）；③狀態（飽和）；④單位（克）。其次用“溶質+溶劑=溶液（飽和）”的質量對應模式分析，“對號入座”順利地解決溶解度計算，避免了公式化的記憶。
綜上可知，培養學生的創新思維，其核心是發展學生的創造性智力和創新精神，是培養創造型人才的教學。作為集理、化、生、地為一體的初中科學教師，在課堂教學中應著重夯實基礎，開發學生的智力，激發學生的創新思維，把學生引向科學的殿堂。
參考文獻
［1］袁云開，趙錚，余自強主編.科學（7～9年級）課程標準［S］.武漢：湖北教育出版社，2002.
［2］王祖浩，丁成云主編.化學問題思維策略及其應用［M］.北京：首都師范大學出版社，1993.
［3］浙江省教育廳教研室主編.自然科學習題精選（綜合分冊）［M］.杭州：浙江教育出版社，2000.
［4］鄭青岳，周應章等主編.科學同步練習（9年級全）［M］.杭州：浙江教育出版社，2005.
(責任編輯 黃春香）
