基于靈活性思維品質發展的科學實驗教學研究

沈偉云

摘要：思維的靈活性是指思維活動的靈活程度，結合實驗教學，從正逆思維結合、不同角度思考、概括遷移規律、組合分析裝置等角度開展實踐與研究，進而促進學生靈活性思維品質的發展。

關鍵詞：靈活性；思維品質；科學實驗；研究

文章編號：1008-0546（2017）05-0087-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.05.028

思維品質是智力活動中，特別是思維活動中智力與能力在個體身上的表現，實質是人的思維的個性特征[1]。具體表現在敏捷性、靈活性、創造性、批判性和深刻性五方面。林崇德教授通過二十多年的實踐研究得出，培養學生的思維品質是發展其智能的突破口。靈活性作為思維品質的重要組成部分，其特點具有廣度和富有順應性，是創造性思維的基礎。教學實踐表明，思維靈活的人，不僅智力方向靈活，而且分析、解決問題全面透徹。

一、正逆思維結合，促進科學概念的建構

心理學研究表明，每一個思維過程都有一個與之相反的思維過程，在這個互逆過程中，存在著正、逆思維的聯結[2]。在實驗教學中，若把正逆雙向思維結合起來，將積極有效促進學生對科學概念的建構。

例如，中和反應是指酸與堿發生反應生成鹽和水。若教師在組織學生完成實驗的同時，引導學生逆向思維：生成鹽和水的反應是中和反應嗎？通過小組合作、交流，引導學生舉出諸如NaOH與CO2反應生成Na2CO3和水，就不是中和反應，其原因是中和反應不僅生成物要求是鹽和水，而且反應物必須是酸與堿。通過正逆思維相結合，學生較明確建構了中和反應的概念。又如電解水與H2在O2中燃燒實驗，通過正逆思維結合，有助于正確概念的建構。

通過正逆思維相結合，既可以幫助我們建立正確的科學概念，深化對概念理解，又可完善思維順序，優化思維過程，發展學生靈活性的思維品質。

二、不同角度思考，訓練學生發散性思維

思維的靈活性表現在人們發散思維活躍，能從不同角度、不同側重點開展分析和研究，善于超越一般模式，積極地進行各種猜想與聯系[3]。在實驗教學中，教師可引導學生立足不同角度思考，培養學生發散性思維能力。

例如，筆者在復習教學中要求每個小組結合圖1，進行儀器組裝。然后開展討論，該裝置有哪些作用？討論結果如下：

（1）收集氣體，若用排空氣法收集，則收集密度比空氣大氣體如O2，應從a端進入，收集密度比空氣小的氣體如H2則應從b端進入。若將集氣瓶裝滿水，又可收集什么氣體？該氣體從哪端進入？在學生討論基礎上，教師可補充該問題，促進學生發散性思考。

（2）洗氣裝置，若干燥O2，則在集氣瓶中裝濃硫酸，氣體從a端進入。

（3）除雜裝置，若要除去CO中混有少量的CO2，則集氣瓶中應裝NaOH溶液，氣體從a端進入。

（4）測量比較產生氣體速度，如在探究不同的催化劑對H2O2反應速度的影響時，通過該裝置裝滿水，從b端通入氣體，以從a端排入到量筒的水體積來表示產生O2的多少。

心理學研究表明，發散思維是創造性思維的重要組成部分，是尋求變異、獨辟蹊徑的一種開放式思維方式[4]。在實驗教學中對同一個裝置開展多角度、不同層次的探索，既培養了學生的思維發散能力，也有助于學生靈活性思維品質的發展。

三、概括遷移規律，提高問題解決速度

遷移是指一種學習對另一種學習的影響。在學習新知之前，學生已具有一定的知識經驗和認知結構，而實驗教學往往是在學生已獲得的技能和問題解決方法的基礎上遷移開展的，也就是將新的、需解決的問題納入到學生自己已具備的問題解決的圖式之中。

例如，如圖2所示，請同學們推測發生的現象并分析其原因。圖2由于錐形瓶內CO2和NaOH反應，導致氣體量減少，氣壓變小，小氣球變大。在實際學習過程中許多學生感覺難以理解，究其原因，這與學生遷移能力不強有關。其實在學習測空氣中O2含量時，已運用了類似原理。如圖3，瓶內O2含量減少，氣壓變小，水就壓入瓶內。得出規律：一定容積的容器內，氣體量變少，氣壓減小。若把此概括出的規律，遷移運用到上述實驗題的解決，則可提高學生解決問題的速度。

加涅認為：“提高學生或人們在問題解決中的認知策略能力，最重要的問題是提高人們認識和掌握學習遷移的能力。隨著時代發展，知識量驟增，實驗教學的目的不再是在有限的時間內向學生傳授更多的知識和技能，而是培養學生學習遷移的能力，提高問題解決速度，促進思維靈活性的發展。

四、組合分析裝置，培養動手操作能力

在實驗教學中，思維品質的靈活性經常表現在對實驗儀器的正確選擇上，能根據實驗目的對儀器進行正確的組裝，并按一定的程序進行正確的調試和操作。在學生對實驗的動手操作過程中，經常會滋生出許多“為什么”，這是寶貴的教學資源，教師要及時引導學生分析，從而訓練學生思維品質的靈活性。

例如，在按教材裝置測定空氣中氧氣含量時（見上圖3），發現測量結果偏小。筆者組織學生認真分析原因，其中通過查閱資料發現，當裝置內的氧氣低于一定含量時，紅磷就不再與氧氣反應，從而導致測量結果偏小，為此，針對該原因筆者引導學生進行了實驗改進，如圖4所示，在一容器中放入“暖寶寶“黑色鐵粉末，再在上面放足量的白磷，迅速扣上燒杯，隨后白磷自燃，利用這一裝置可更準確地測定空氣中O2的體積分數。

通過對實驗誤差的分析，引導學生改進實驗裝置，既提高了學生分析問題能力，訓練了學生的動手操作能力，又促進了學生思維靈活性品質的發展。

實驗教學的目的不僅要幫助學生去建構新的概念，去設計、改進實驗，培養學生的科學探究能力，運用實驗去解決一些實際問題，而且更應該注重引導學生把看似無序的現象觀察變為有序的思維活動，使實驗教學真正成為激發學生變式思維、培養學生思維靈活性的載體，進而提升學生的科學素養。

參考文獻

[1] 林崇德.培養思維品質是發展智能的突破口[J].國家教育行政學院學報，2005（9）：21-26

[2] 丁莉.化學教學中學生逆向思維的培養及應用[J].中學化學教學參考，2016（2）：15-16

[3] 熊言林，張勇.創設實驗教學情境 優化學生思維品質[J].中國教育學刊，2009（6）：38-41

[4] 王敬義.化學教學中培養學生發散思維與提高創新意識[J].化學教育，2003（1）：14-16

[5] 袁錚.“動手操作”能彰顯高中化學思維光芒[J].江西教育，2015（11）：40-41

[6] 李韶卿.高中生物教學應注重培養學生的思維品質[J].教育理論與實踐，2016（5）：57-59