基于學科關聯的學生創造性思維能力培養探究

劉煜民

（深圳市龍崗區龍城高級中學，廣東深圳 518172）

創新教育作為素質教育的核心，一直為教育界所廣泛關注，最近，國家領導人戰略性地提出了“大眾創業，萬眾創新”的發展思路。面對新的時代要求，在通用技術課程和研究性學習課程中開展創新教育，大量培養創造型人才，也就成了學科教師不可推卸的社會使命。但是，從全國范圍來講，在通用技術課程和研究性學習課程中開展創新教育普遍存在兩個不可持續，一是活動的不可持續，高中學生高考學習壓力大，家長、學生和部分教師普遍擔心創造發明、科學探究等創新教育活動會影響學習，因此，大部分開展創新教育活動的學生只是短期小范圍內參加此類活動；二是思維和方法的不可持續，大部分學生只是在通用技術和研究性學習課堂中，在教師的引導下進行創新思維、學習創新方法，普遍難以將創新思維和創新方法自覺遷移到學習和生活中。因此，通用技術和研究性學習課堂必須突破這兩個不可持續，才稱得上真正意義的創新教育，要突破這兩個不可持續性，最好的辦法是在開展創新思維和創新方法訓練時適度與高考學科關聯，提高學生的質疑、聯想、遷移、變通、獨創等創造性學習能力，贏得學生、家長和教師的肯定，進而提高學生開展創新教育的參與度、活動效果和可持續性。該文就通用技術和研究性學習課程教學中如何與化學學科相關聯，培養學生創造性思維能力談點粗淺體會。

1 發散思維與聚合思維能力培養

創造性思維最基本的特征是求新求異性，而求新求異性可通過發散思維的訓練而提高。發散性思維也叫輻射型思維。其基本要求是人們在問題求解中產生盡可能多的設想性方案。當然發散思維離不開收斂(聚合)思維，它們是統一思維的兩個側面，它們相輔相成、互相依賴、互為補充。發散思維往往以收斂思維為前提條件，發散思維的成果有賴于收斂思維去驗證和選擇，而收斂思維又需要發散思維加以誘發和引導。發散體現多謀，聚合體現善斷。

通用技術和研究性學習課堂中開展創新思維教學時，可以選擇具有代表性的化學習題，先進行一題多解、一題多變訓練，再對各種方法進行比較和選擇，這樣不但可以加深對知識、方法的理解、鞏固和應用，使知識、方法在同一道題的求解中融合，達到“透、化”的境界，更重要的是思維的流暢性、變通性、獨創性、精密性和選擇性得到很好的訓練，讓學生體會到解題也可創新。例如,在以“物質的量濃度”為教學案例時，可先以初中所學的“質量百分比濃度”為基礎，歸納出“濃度”的一般含義，再讓學生利用“溶液質量”“溶液體積”“溶質質量”“溶質物質的量”“溶質微粒數”等量自己定義各種各樣的“濃度”，最后一一評價，選擇出用途最廣的“物質的量濃度”。

2 想象思維能力培養

所有的發現和發明都是創新成果，它們的具體表現形式是新的概念、新的定律、新的假說、新設計、新的材料、新的工藝、新產品、新方法等。但在這些新的認識、新的事物出現之前，人們就會根據以往的經驗和信息，將目標構造成形象，這就是創造性想象，因此，想象力是一種創造性的認知功能。

一個人想象能力的高低與其創造能力的大小及精神產品的多少成正比，豐富的想象力是創造力旺盛的體現，所以人們把想象力作為創造才能的重要標志，并且把想象力作為創造活動的首要素質。愛因斯坦說過：“想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉，嚴格地說，想象力是科學研究中的實在因素”。學生想象力的培養，是每位教師義不容辭的責任。

化學是一門以實驗為基礎的學科，而化學實驗從儀器裝置到藥品，從實驗過程中復雜的物理化學變化到新物質的生成，其中有形、色、態、味的變化，又有氣體的生成和沉淀的析出及光、電、熱現象。可以說化學實驗的全過程都呈現著豐富生動的直觀形象，同時各種化學模型、流程圖、示意圖，都為想象力的培養提供了豐富的素材，只要教師善于挖掘誘導，定能很好地培養學生的想象力。例如：以“N2在空氣中的含量”作為通用技術和研究性學習課堂中創新思維訓練的案例時，可讓學生想象：如果空氣中N2的體積分數突然減至0，而O2的體積分數增至99%，地球上的“景象”將如何？以“氣體摩爾體積”為案例時，可先讓學生建立氣體摩爾體積的空間想象模型，再展現氣體摩爾體積的多媒體動畫模型；在做演示實驗時，可先讓學生預測、想象實驗可能的現象等。

3 聯想思維能力培養

所謂聯想，就是根據當前感知到的事物、概念或現象，想起與之相關的事物、概念或現象的思維活動，它是一種跳躍式的思維聯結。一般而言，聯想思維越廣闊，越靈活，進行創造性思維的思路就越多，獲得創造性設想的可能性就越大。貝弗里奇在其所著的《科學研究的藝術》中指出：“獨創性往往在于發現兩個或兩個以上的研究對象或設想之間的聯系或相似之處，而原以為這些對象或設想彼此沒有關系”。這就說明了聯想性思維在創造過程中的重要性。

按照事物的不同關系，聯想又分為接近 (相關)聯想、相似聯想、類比聯想、對稱(相反)聯想等形式。

化學學科中，有許多可供聯想的素材，如解題方法、解題思路、物質結構、性質、用途、制法、實驗現象等有著廣泛的相似性，開展創新思維訓練時，教師要引導學生在已學的廣闊知識、經驗領域中進行各種形式的聯想，甚至是跨學科聯想，使學生的聯想能力不斷提高。例如：以“H2S的燃燒規律”為案例時，可聯想起C單質的燃燒規律，從而歸納出物質不完成燃燒的共性；以“電離平衡”為案例時，可引導學生聯想起“化學平衡”，將化學平衡的知識和學習經驗類比到電離平衡，還可以聯想到 “溶解平衡”“生態平衡”“體內免疫平衡”“蹺蹺板力學平衡”“原子內電子與原子核之間、太陽系中行星與太陽之間的逃逸與束縛平衡”“陀螺的旋轉平衡”“收支平衡”“人口平衡”，甚至是美國所謂的“亞太再平衡”等等，從中得出“平衡”的一般性特征，最后，進行哲學升華，揭示出事物的對立統一性，以及社會、自然之間的普遍相似性。相似聯想過程完成后，再開展對稱(相反)聯想：“何謂不平衡？”“如何打破平衡？”“如何維系平衡？”等。當然，如果學生基礎較好，還可以對“電離平衡”進行相關聯想：電離平衡可能與哪些因素有關？嘗試預測下列物質酸性大小：H2CO3與H2SiO3；H2SO4與 H2SeO4；H2SO4與 H2SO3；HClO、HClO3與HClO4。在開展補全聯想訓練時，可設置這樣的問題：“氣體物質的量→質量”，引導學生聯想出至少三條途徑：氣體體積途徑、摩爾質量途徑和微粒數途徑。

4 直覺思維能力培養

直覺是憑著已有的知識與經驗直接領悟問題的解答的思維活動，它是一種自覺的非邏輯型的思維活動，是濃縮的高度省略和減縮了的思維，其思維過程非常短暫，常常在一念之間完成，以致創造者只能記住思維的結果，而忘記了整個思維的過程。

直覺思維常常表現了人的領悟力和創造力，絕大部分探索者總是先通過直覺找到結論或設想，而理論或實際做法是以后補上去的。所以愛因斯坦說“物理學家的最高使命，是要得到那些普遍的基本定律，由此，世界體系就能用單純的演繹法建立起來。要通向這些定律，并沒有邏輯的道路，只有通過那種以對經驗的共鳴理解為依據的直覺，才能得到這些定律”。

教學中要鼓勵學生從整體出發，用猜測、跳躍的方式直接而迅速地尋找可能的、接近的答案。例如，創新思維訓練中選用判斷未知物、未知元素的習題可直接訓練學生的直覺思維：有X、Y、Z三種元素。已知：(1)它們是元素周期表的前20號元素，Y和Z不在同一周期。(2)X的陽離子和Z的陽離子的核外電子排布相同。(3)它們可以組成化合物XY2、YZ2和XZ。(4)XY2能和水反應，生成白色漿狀物，將漿狀物過濾所得到的溶液與Y的氧化物YO2反應，可以得到另一種白色沉淀A。試推測 X、Y、Z、A、XY2為何物？

此題的“突破口”在于(4)的敘述，根據化學反應素材的積累，猜測YO2為CO2，過濾后的溶液為Ca(OH)2，則 XY2為 CaC2，順此可推知 X、Y、Z、A。 當然本題若對前面的敘述一一推敲，進行邏輯推理，也可得出結論，但是那樣做大大提高了思維的難度。

這樣的練習做多了，學生就意識到：考慮一個問題，既可以用嚴密的邏輯推理的方法，也完全可以憑自己的直覺跳躍式地試探可能接近的答案。教學中還應告訴學生：直覺源于豐富的知識和經驗，而且直覺的結果要經過邏輯思維的驗證。

5 定勢突破能力培養

思維定式是指人們受已有知識、經驗的影響，在解決問題時所具有的傾向性和心理準備，它既有積極的作用，同時也有消極作用。思維定式在解決相似問題時有很好的導向作用，但在學習新知識、新技能，解決新問題時往往帶來不良結果，相當一部分學生只會生搬硬套，思維方式單一，因此，打破思維定式，提高思維的變通性和獨創性是一項重要的教學目標。

以化學概念、化學規律為案例時，要多方位、多層次、多側面分析化學概念、化學規律的實質，多角度地擴展化學知識，拓寬學生思維，注重選用多解題和變式題，善于開展實驗的非常規設計，能有效地打破思維定式，提高創造性解決問題的能力。

在“Cl2的實驗室制取與性質實驗的改進”專題中，開始時，學生總是圍繞燒瓶、集氣瓶、洗氣瓶、水槽等常規實驗要素進行重組，當教師提示學生打破常規，向微型化、集約化方向思考后，學生們的靈感頓時噴涌而出，產生了大量奇思妙想型設計，其中三件已申請國家專利。

創新教育中要鼓勵學生對教師所講的知識、方法和思維多找碴，在教學生如何創造性學習一課中，給學生提供了一種防止被教師教笨的 “找碴子聽課法”：(1)其他方法，(2)其他可能性，(3)其他關系，(4)其他情況，(5)其他視角，(6)其他表述，(7)變問，(8)變式，(9)教師不夠深入，(10)教師夠不周全，(11)教師不夠科學，（12）教師夠不嚴密，等等。實踐證明，這種聽課法能有效打破教師的定勢影響，防止自己形成定勢，迅速提高學習興趣、學習效率和學習質量。

6 創新意識的培養

創新意識是驅使創造個體產生創造行為的心理動機，沒有創新意識的人是不可能從事創造的，創新意識不強的人也很難進行重大的創造發明。只有具有強烈的創新意識的創造者才能夠全身心地投入到創造中，取得巨大的成績。因此，開展創新教育時，應該強化對創新意識的認識與培養。

創新意識的培養渠道很多，榜樣激勵與成就激勵是一條行之有效途徑。

化學史是一部創造史，其中有著大量精彩而發人深省的故事和探究環節，充分而恰當地利用這些故事和探究環節作為創新教育案例，能讓學生很好地了解創造的奧秘，感受科學家持之以恒、鍥而不舍的創新精神，從而激發學生的創造性思維，提高學生的創新意識。

選用有關化學問題開展科學探究活動時，要多設計能引導學生創造性思維的探究環節，讓一些有創新意識的學生將自己的思維過程用語言表達，教師分析點評，還可用他們的名字命名為 “××發現”“××假說”“××定律”學生們看到一個個“化學家”在自己身邊產生，激發他們的創造性思維，增強了創新意識。

學校創新教育只有與考試學科相關聯才有生命力和可持續性，通用技術和研究性學習課堂教學中應適當選用學科案例和與學科有關的探究課題，引導學生在廣闊的領域中創新思維，才能使學生創新能力得以實質性提高，成為學生終生發展的強大內驅力，這才回到了創新教育的本位，切不可讓學生認為創新就是“改改書包改改筆”“做做凳子做做橋”“發發問卷搞調查”之類的活動。創新，無處不在，無事不在，無時不在；創新，關鍵在于質疑、變通、求異、發散和獨創。

創造性思維能力的培養是創新教育的基礎，它是一項系統工程，是多要素介入的持之以恒的整體訓練過程。在學科關聯教學中，要求教師深入挖掘學科知識、技能、思維和方法中所隱含的創造性思維訓練價值，創造性地教，教會學生創造，每堂課、每個案例，都應力爭讓學生有一種開闊、一種振奮和一種提升。本文列舉的一些課堂教學經驗尚不全面，要形成創造性思維能力培養的學科關聯體系，提高訓練效果，還有待進一步探索和提高。