發散和收斂思維在化學復習課中的運用

楊加根

摘? ?要

中考化學復習課普遍存在“炒冷飯”式的復習，造成學生理論知識與生產生活脫節、學習方法與理想模型脫節、實驗結論與實踐經歷脫節、閱讀試題與獲取信息脫節、概念理解與變換角度脫節、開放試題與文本轉換脫節等。學生感到化學知識雜而亂，復習過程茫然無緒，導致學生學習化學的興趣下降，解題思維能力不足，學習信心喪失。為解決這些問題，復習階段要巧妙運用教學策略，培養學生的發散思維和收斂思維。

關鍵詞

發散思維? 收斂思維? 中考化學復習? 深度學習

化學復習課是學生系統掌握化學知識，促進學科質量提升的重要環節，同時也是發展化學思維能力的重要課型。上好化學復習課需要教師認真安排，精心設計。深度學習最大特征是其超越了知識了解與知識傳授層面的教學，其知識學習需要通過學習者的自主學習來實現[1]。而“淺層學習”的唯一動力是中考任務驅動，是被動、消極的學習，是為了考分而進行的“死記硬背”式的教與學，未能促進學生對知識和信息的理解，無法實現知識的長期保持，更不可能促進學生高階思維的發展[2]，學生很難形成可持續的學習力。為了達到“深度學習”的目的，中考化學復習過程中，應該注重學生發散思維與收斂思維的培養，兩種思維交替進行、協同運作，復習效果定會倍增。

一、學生發散思維和收斂思維不足的表現

美國心理學家吉爾福特于1967年首次提出思維的發散性加工與思維的輻合性加工。他認為：“發散性加工是一種記憶的廣泛搜尋，而輻合性加工則是一種聚集搜尋”[3]。發散思維是一個思維求異的過程，又稱擴散性思維。收斂思維是一個思維求同的過程，此過程把多種想法進行科學篩選和綜合，聚集搜尋一種最有實用價值的可行方案[4]。若僅有發散思維，而缺少收斂思維的篩選和綜合，就猶如采集了許多美味食材，但沒有通過優秀廚師的二次加工，也無法品嘗到一道美味的菜肴。因此，兩種思維既相互區別，又相互聯系，對立并統一。

素質教育呼喚創造性人才，創造性人才需要有創造性思維支撐，從思維方向看就是需要發散思維和收斂思維。在初中化學學習階段，兩種思維協調發展，才能提高初中生的創造才能和科學素養。許多教師在化學新授課可能還會重視學生思維能力的培養，而到復習課，由于多種因素作用，便忽略了思維能力培養，造成學生思維能力不足。主要表現在以下幾個方面。

1.理論知識與生產生活脫節

化學復習課與生產生活實際脫節，是不爭的事實。老師們也都認識到此類問題，但又不愿意去改變這種狀態，仍采用中規中矩的復習方法，提供給學生的是赤裸裸的“化學知識”，學生新授課學習積累的興趣也逐漸喪失。因此，化學學習過程中要引導學生認識化學、技術、社會、環境的相互關系，理解科學的本質，提高學生的科學素養[5]。凡是能將概念形成與生產生活建立聯系，善于抓住知識本質深入思考，深刻理解概念的學生，化學思維能力活躍，解決化學問題能力都非常強，學習化學的過程就比較輕松，學習效果也好。

2.學習方法與理想模型脫節

從宏觀、微觀和符號三種表征水平上認識和理解化學知識，是化學學科的三重表征。目前初中化學復習過程中通過三重表征認識化學知識的策略不容樂觀，這與教師自身對模型的認識和運用能力有關系。許多化學教師缺乏模型教學意識，不會使用模型教學的策略，導致平時教學過程中缺少指導學生運用“化學模型認知與理解”的學習方法，不能有意識地從微觀的角度幫助學生認識化學變化，學生無法理解化學反應的實質。

3.實驗結論與實踐經歷脫節

實驗是化學學習和研究的基礎，但學生對實驗探究一知半解，只能人云亦云地死記硬背實驗步驟、實驗現象及實驗結論等，習慣于跟著老師轉、跟著教輔答案轉。易出現實驗現象辨析不清，即使一些難度不大的常規實驗現象都混淆不清，探究分析能力薄弱。這與教師平時實驗重結果，輕過程，輕思維有關系，學生沒有實驗經歷，缺少思維過程，靠死記硬背的實驗知識并不牢固，容易遺忘，思維培養更無從談起。

4.閱讀試題與獲取信息脫節

新課標提出：讓學生初步學習運用比較、分類、歸納和概括等方法對獲取的信息進行加工[6]。目前初中生普遍存在獲取和處理信息能力的缺陷，課本中出現的重要的化學方程式，許多同學可能通過記憶能夠準確回顧出來，但是遇上需要通過閱讀提取信息，并通過一些化學思想處理信息的試題時，能力明顯不足。因此，教師平時教學要注意化學思想的培養，引導學生用化學思想解決化學問題。如化學方程式中隱含的“宏觀現象—微觀本質—符號表征”的相互關聯，如果將化學方程式等只當作符號進行“死記硬背”，學生閱讀時獲得的信息將是單一的、淺層的，會影響學生思維能力的發展。

5.概念理解與變換角度脫節

基本原理和基本概念理解不清是思維能力缺陷的重要表現。比如中考命題中，我們命制了“使用溶液可以將氯化鈉固體中的其他可溶物質去除”，設置選項為二選一，許多學生只記得老師曾經講過的復雜的化學方法，對選項一籌莫展，不會變換角度去分析。其實這與學生缺乏發散思維有關系，學生只記住飽和溶液與不飽和溶液的概念，而沒有厘清相關概念的關系，學生不理解飽和溶液特指某種溶質的飽和溶液，對該種溶質飽和，但對其他溶質不一定飽和的道理。

6.開放試題與文本轉換脫節

開放性試題雖然會增加閱卷的難度，但能很好地考查學生的思維能力。而對于開放性試題，學生答題比較隨意，語言組織缺乏邏輯性，思維與表達方式缺乏嚴謹性的現象比較突出，這都與平時思維培養不夠有關。

二、發散思維在化學復習課中的運用

在化學復習課或習題課中，應有意識引導學生提出新穎的問題，逐步改變學生思考問題的方式，有目的去指導學生提出創造性的問題解決方案。

1.一物多用

以某個材料（包括生活物品、實驗儀器等）為思維發散的起點，分析其不同的實驗用途。化學實驗儀器如玻璃棒、試管、燒杯、漏斗、量筒等常見儀器，要求學生盡可能多的說出這些儀器在初中化學實驗中的不同用途。化學實驗藥品如水、碳酸鈉、熟石灰、氯化鈉等，讓學生了解藥品在不同實驗或生活中的用途。

2.一能多物

以某種材料的某種功能作為思維發散起點，將其與獲得該功能的現實可能性聯系起來。如：要證明無現象發生的中和反應，反應后酸溶液過量，學生很容易只想到使用“紫色石蕊溶液”鑒定，而教師引導學生進行發散思維，就會發現涉及酸的通性的藥品都可以，合理方案還有鋅等活潑金屬、金屬氧化物、難溶性堿、碳酸鈉等。

3.一構多物

以某物品的結構為思維發散起點，聯想具備該結構的其他物品。如：集氣瓶口及玻璃片都有磨砂，聯想到該結構是為了密封性好，從而聯想到毛玻璃片應該磨砂面與集氣瓶口接觸，進而繼續聯想還有哪些實驗或藥品保存需要密封？通過發散思維獲得盛放液體的細口瓶內口、盛放固體的廣口瓶內口等。從而獲得結論：凡是玻璃與玻璃相接且需要密封的地方，都是磨砂處理的，包括以后高中將學習到的各類玻璃活塞等。

4.一構多性

以某物質的結構為思維發散起點，聯想具備該結構可能的性質。如：部分非金屬氧化物與堿溶液的反應方程式，學生書寫難度較大，許多教師只要求學生死記硬背幾個常考的化學方程式。其實復習時可以通過思維發散的方式進行分析，利用二氧化碳使澄清石灰水變渾濁，獲得二氧化碳與氫氧化鈣生成物為碳酸鈣和水，由于二氧化硫、三氧化硫與二氧化碳結構相似，氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇與氫氧化鈣結構相似，從而推論出相關物質之間反應的化學方程式，通過發散聯想獲得的化學方程式，學生容易理解記憶，不易遺忘。

5.一態多物

以物質的各種形態（包括色態味、反應條件及現象等）為思維發散起點，聯想與之符合的可能物質。如：“黑色固體”“粉末狀物質”“刺激性氣味”“白色沉淀”“反應條件為高溫”“氣球變大”等物質特色形態的訓練，以促進學生形態發散能力的提升，這對解決初中常見物質的鑒別、推斷有幫助。

6.一物多組

以某種儀器為出發點，聯想其與其他儀器進行組合，形成有更多特色的新裝置組合，以獲得更多的新用途。如：將廣口瓶、導管等重組合成幾種變體“多功能瓶”。有的導管左長右短，可以通過氣體進入導管的方向調整，以實現洗氣、收集氣體、排出液體（測氣體體積）等功能;有的導管兩短，可以作為防倒吸的緩沖裝置;有的導管兩長，可以用于洗氣并收集氣體。

7.一法多向

以初中常見的實驗方法為出發點，聯想該實驗方法應用的多種可能性。如：排水法收集氧氣，可以通過思維發散獲得氫氣、氮氣、一氧化碳、甲烷等氣體都可以使用排水法收集;換一個方向，氧氣除了可以用排水法收集，還可以通過向上排空氣法及真空收集法收集;再換一個方向，由氧氣排水法收集是利用裝置內壓強增大將水排盡，引導學生聯想初中化學中其他一些也是通過壓強變化實現的實驗，如“幾種常規裝置氣密性的檢查”“測定空氣里氧氣的含量”“物質溶于水放熱吸熱現象”等。

8.一果多因

以某一實驗的異常點為出發點，分析異常結果可能的原因，或反過來由某種錯誤操作推測可能會造成的后果。如：鐵在氧氣中燃燒失敗的原因、鐵釘腐蝕的原因、試劑變質的原因、配制一定溶質質量分數溶液中誤差產生的原因等探究猜想類問題以及其他開放類化學問題。

探究一果多因，常用控制變量法進行研究，也可以稱為對比實驗。這類方法適用范圍是“實驗現象存在明顯差異，可能有多因素作用于同一事物”，是化學常用的探究方法，復習過程中要加以重視。

9.一物多鏈

從某一物質出發，盡可能多地聯想它與其他物質之間的關系，形成知識網絡。如：可以從一些明星化學式（二氧化碳、鐵、水等）開始進行聯想，將初中常見的物質性質、用途及制備方法形成知識鏈（如圖1）。

10.一題多解

從試題某一方法出發，盡可能多地聯想可能的解題方法，從不同的角度進行解答。

如：氧化銅和銅的混合物10g，通入氫氣后加熱完全反應，剩余固體質量為8.4g，求原混合物中氧化銅的質量？

方法一：根據化學方程式的常規計算

解：設原混合物中銅的質量為x

x=2g? ? ? ?氧化銅質量為8g

答：原混合物中氧化銅的質量為8g。

方法二：利用差量法進行計算

解：設原混合物中氧化銅的質量為x

答：原混合物中氧化銅的質量為8g。

方法三：利用化學式進行計算

解：反應過程中固體減少的質量1.6g是氧化銅中氧元素的質量，故氧化銅的質量為：

1.6÷20%=8g（20%是氧化銅中氧元素的質量分數）

三、收斂思維在化學復習課中的運用

事物都是普遍聯系的，事物的發展有其固有的規律，只有充分運用理性思維方法，才可以通過事物的表象抓住內在的本質，才可以超越由經驗所提供的對特殊和有限事物的認識，得到普遍性的認識[7]。在化學復習課或習題課中，要想辦法利用收斂思維將眾多無序的化學知識變到有序的條理化邏輯程序中去，將點知識變成結構性知識，以便最終得到一個合乎邏輯規范的結論。

1.無序知識有序化

復習階段要把無序的化學知識統一到已有的化學知識體系中去，使化學知識有序化。一些看似繁雜的化學知識，經過仔細分析、整理、歸納就會發現都存在一定的規律，問題就會變得簡單而清晰。如對于復分解反應的記憶，學生十分頭疼，是學生學習化學的一個重要分化點。復習階段要讓學生能聯系具體的反應現象、反應微觀過程或化學物質的實際應用進行本質分析。讓學生在實驗過程中加強對化學方程式的理解，通過學“看得見”的化學來學化學用語。通過微觀分析復分解反應的實質，將眾多復分解反應歸類到“五類反應、三種實質”中來，從而減輕學習負擔，培養思維能力。

2.分散知識結構化

復習過程中要對各單元的考點進行歸納、梳理，相近考點可以打破章節進行對比分析和練習，厘清知識點之間的區別和聯系，形成完善的知識體系。如：“碳及碳的化合物”知識內容，分散在第2、6、7、11、12單元，復習時可以C→CO→CO2→H2CO3→CaCO3/Na2CO3等為主線結合各物質的生成與反應串起知識體系。可以通過引導學生將初中階段涉及的碳及碳的化合物的知識，特別是相關的化學方程式，以繪制思維導圖的方式進行復習（如圖2）。化學的學習過程中，思維導圖的使用有利于學生理清思路，以點及面開拓學生思維路徑[8]。

3.個性知識共性化

把個性知識通過抽象思維、分析綜合分別收斂于其共性上，這一共性區別于另一共性，從大范圍縮到小范圍，又由小范圍據題給的其他條件進一步收斂。如：一種黑色粉末經高溫強熱后，出現紅色物質，并生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體，請寫出這種黑色固體可能的化學式。我們先找出其中一個共性收斂條件，即物質顏色為黑色，初中化學中常見的黑色物質有C、MnO2、CuO、Fe3O4等，然后據題中其他條件進一步收斂便可知答案是C、CuO。

發散思維和收斂思維是辯證統一的，發散思維是基礎，收斂思維是目的。發散性思維與收斂性思維這兩種方向相反的思維方式貫穿于科學發展的各個階段，只不過在不同時期的相對地位和作用不同而已[9]。如果我們只注重發散思維，而忽略收斂思維，必然導致思維混亂，學習茫然無方向;如果我們只關注收斂思維，就必然會導致僵化的學習，抑制學生思維的發展。兩種思維的相輔相成特點，決定了學習過程必須經過“收斂思維—發散思維—收斂思維”的螺旋上升，從而逐步深化發展學生思維能力。只要長期堅持，定會讓學生獲得更高階的思維能力。

參考文獻

[1] 郭華.深度學習及其意義[J].課程·教材·教法，2016（11）：25-32.

[2] 安富海.促進深度學習的課堂教學策略研究[J].課程·教材·教法，2014（11）：57-62.

[3] Guilford J P ，The Nature of Human Intelligence[M].New York：MeGraw Hill，1967：99-100.

[4] 王錦化.談“化學實驗教學研究”教學中的發散性思維與收斂性思維[J].高校實驗室工作研究，2002（02）：3-4.

[5][6] 中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學，2011：3，7.

[7] 李天義，臺昀江.從理性思維到創意性思維[J].科學·經濟·社會，2006（03）：59-62.

[8] 趙國慶，陸志堅.“概念圖”與“思維導圖”辨析[J].中國電化教育雜志，2004（08）：42-45.

[9] 鮑健強.科學思維與科學方法[M].貴州：貴州科技出版社，2002：74-75.

【責任編輯? ?郭振玲】