工科基础化学教学中创造性思维的培养

陈婷婷　江国庆

[摘 要]工科基础化学的授课对象是大学低年级学生,这是学生由中学过渡到大学学习生活的关键时期。根据该阶段学生的思维特点,本文探讨了教学中如何科学地培养学生创造性思维。

[关键词]基础化学教学 创造性思维 实验探究 思维过程评价

创造性作为民族自主之根本、科学研究之关键和社会进步之前提,已成为当今社会发展和国际竞争的主旋律。创造性人才培养的一个重要方面是对学生创造性思维的培养。创造性思维是创造力的核心,是人们完成创造活动的基础。所以培养学生的创造性思维是一项极其重要的教育任务。学校如何改革人才培养模式,深化教育教学改革,在加强培养学生全面素质的同时,注重创造性思维能力的培养,培养出具有高素质、富有创造力,能适应知识经济发展需要的人才,是摆在教育工作者面前的一件大事。本文依据创造性思维的一般思维品质,结合大学工科基础化学的理论和实验教学,探讨如何培养学生的创造性思维。

一、引导学生多思,培养独立性思维品质

长期以来,在应试教育的影响下,我国中小学生多数只是按照老师“告诉”的教材内容、学习方法、解题策略甚至作业答案去学习,很少有创见,学习的依赖性比较强。在学习过程中,学生的独立性思维品质没有得到发挥,有时甚至遭到了扼杀。工科基础化学课程是大学低年级学生学习的课程,由于思维的惯性,他们希望大学老师也像中学老师那样领着他们去学习。然而,大学教师以“导”和“引”为主,在学生的学习和生活上没有事无巨细地管理,留给学生的自由时间和空间多了,于是部分学生“迷失”了方向,逛街、打游戏,有的甚至彻夜呆在网吧,一学期下来,多门课程挂“红灯”。为此,基础课程教师要加强培养学生的独立性思维品质,这不仅解决学生当前的学习问题,而且还为学生进入高年级的专业课程的学习打下良好的基础。

1.因循善诱,启迪学生独立思考问题

思维的独立性表现为善于独立地提出问题、分析问题、解决问题,不人云亦云,不迷信权威。对于低年级的学生来讲,教师要因循善诱地引导学生养成独立的思维习惯。多年来,笔者结合教学内容,运用化学史实资料说明独立思维品质在科学创新中的“得”与“失”,并分析其在学习和创新中的重要意义,取得了良好的教学效果。例如,在S区元素教学中,给学生讲解和分析“燃素说”的推翻和燃烧理论形成的化学史。公元1766年英国的化学家卡尔文迪许发现锌片、铁片放到稀硫酸或稀盐酸中产生的气体能燃烧或爆炸,宣布找到了“燃素”,在当时的化学界产生了影响。八年后,另一位英国的化学家叫普列斯特列,他在加热氧化汞时得到一种气体,这种气体可以使点燃的蜡烛更剧烈的燃烧。普列斯特列沿着卡尔文迪许的“燃素说”进行思考,他对这一现象的解释是,加热氧化汞后得到的气体不含燃素,但蜡烛是一种含有燃素的物质,因此这种气体一遇上蜡烛就“贪婪”地从蜡烛中吸取燃素,燃素的大量释放就使得蜡烛发生剧烈燃烧。而当时的法国人安东尼•拉瓦锡也同时做了普列斯特列的实验,他却没有受卡尔文迪许的“燃素”影响,而是走了另外一条新路。1783年,他向世界宣布了新的燃烧理论:燃烧的过程在任何情况下都是可燃物同氧的化学反应。推翻了燃素说的“统治”,使科学向前跨进了一步。

普列斯特列的失败是保守守旧所致,是科学史上的不幸,而拉瓦锡的成功告诉我们,在思考的过程中必须坚持思维的独立性和批判性。纵观现代科学史,科学的发展就是在批判的过程中发展的,批判和否定旧的东西,才能创造出新的东西,可以说科学研究的过程就是一个破旧立新的继承发展过程。没有批判就没有继承,没有继承就没有发展。所以批判——继承——独创——再批判——再发展,就组成了科学发展的轨迹。通过实例分析增强了学生学习的自觉性,对学生独立性思维品质的养成起到了潜移默化作用。

2.设疑解惑,拓展学生的思维空间

1938年,爱因斯坦在《物理学的进化》中说:“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要,因为解决一个问题也许是一个数学上或实验上的技巧问题。而提出新的问题、新的可能性,从新的角度看旧问题,却需要创造性的想像力,而且标志着科学的真正进步。”目前,由于我国基础教育阶段仍以应试教育为主要教学模式,这就导致许多学生不善于提问,不习惯提问,尤其是面对权威,他们因为怕“出洋相”,更是不敢提问。数年前,我们曾邀请两名院士来学校作报告,报告结束后,主持人请大家提问,报告厅一百多名学生没有一个提出专业性问题。之后,笔者从学生中了解到,他们不提问的原因主要是:怕问题太简单,会给别人笑话;听懂的没问题,不懂的提不出问题;大家不问,我也不想问等。这实际上是一种思维的惰性和从众心理。

巴甫洛夫曾经说过:“锲而不舍地思考是取得重大成就的前提”。为了使学生养成思考问题的习惯,我们根据教学内容,有选择地采用问题教学模式,从教师提问学生回答逐步过渡到学生提问教师和其他同学回答。教师根据问题的难易,有的在课堂上回答,有的留给学生课后思考,并要求学生查阅相关的文献资料,在下次课上进行讨论。这样既活跃了课堂气氛,又激发了学生思考问题的积极性。例如,在讲完“热和功”后,教师提出:热和功是否为状态函数?讲“盖斯定律”时向学生发问:“热”不是状态函数,为何在此与途径无关?这种结合教学内容适时提出问题活化学生思维的方法取得了良好的教学效果。此外,教师对学生自发产生的思维独立性和批判性要给予认可和扶植,鼓励学生向书本质疑,允许学生向教师“发难”。在这样的教学氛围中,教育者和被教育者之间能产生"共鸣",施教者也能收到预期的效果。

3.从严要求,促使学生改掉学习依赖教师的习惯

大学教学课时少,每课时的知识容量大。教师不可能把教材中的所有内容讲得很透,有的只是“蜻蜓点水”。这就要求学生有较强的自学能力,并掌握较好的学习方法。因此,序言课的教学对大学一年级新生来讲很重要,教师除了介绍课程的概况、研究方法外,还要介绍学习方法。首先,要让学生清楚,教师的课堂教学往往是提纲掣领式的,在课堂上主要讲难点、疑点、重点,有时讲的是教师最有心得的一部分,其余部分就要由学生自己去攻读、理解、掌握。其次,要让学生明白,大学的学习不能像中学那样完全依赖教师的计划和安排,不能只单纯地接受课堂上的教学内容,必须充分发挥主观能动性,发挥自己在学习中的潜力。而这种充分体现自主性的学习方式,是贯穿于大学学习的全过程,并反映在大学生活的各个方面,如学习的自主安排、学习内容和学习方法的自主选择等。最后,教师要指导学生选择参考书,查阅文献资料的方法等。总之,通过教学,要使学生懂得提高自身的自学能力是中学向大学转折时学习成败的关键,也是进行终身学习的基本条件。

二、引导学生多做,提高实验探究能力

基础化学是一门实验科学,其理论主要来源于实验。因此,实验教学在化学教学活动中占有重要的位置。然而,传统的实验教学模式基本上都是验证性的,实验的结果大多是课堂上、书本里讲过的,是早就预知的,是确定的、收敛的。整个过程是在验证已知的理论,重复前人的工作,根据实验结果写成的实验报告也完全没有新意,学生没有自由想象和发挥的空间,没有探究的激情和氛围,学生完全是一种被动的学习。在这样的实验教学模式下,学生的想象力和创造力难以得到发挥,不利于培养创新人才。为此,在实验教学中,我们根据教学的进度和学生的实际,有层次、分步骤地设计了实验教学平台。

一是学生的基本操作技能训练平台。这一平台主要培养学生的动手能力,教学中,教师采用启发式教学方法,师生互动,既让学生学会怎样操作,又要求学生明白为什么这样操作。此外,教师要引导学生养成独立思考,自主实验的良好习惯,督促学生用“脑”做实验,充分发挥他们学习的积极性和主动性。通过这一阶段的技能训练,使学生在掌握基础知识、基本技能以及创新精神和工作能力等方面得到全面的提升。

二是综合性实验和设计研究性实验训练平台。每学期用一到二周的时间开设课程大型实验对学生进行综合性实验的训练。实验内容可从两种途径取得:第一种是实验内容由教师设定,做一些教材以外的综合型、设计型、研究性的实验题目。如“碱式碳酸铜的制备”、“六氨合钴配合物的合成与测定”等实验。第二种是实验内容由学生自拟设定。学生根据所学知识,查阅文献,设立合理可行的实验方案。实验方案经教师审阅批准后,独立完成实验,最后以报告或小论文的形式提交。

三是学生自主探究实验平台。通过开放实验室满足不同层次学生的要求,培养学生的个性思维发展和创新能力。开放实验室不仅可以使学生由“被动式”实验转变为“主动探索式”实验,而且给学生提供了独立活动的空间,学生可以有足够的时间来反复修正实验方案、研究实验现象、分析实验结果。这样就可以大大提高学生的分析问题、解决问题和创新的能力。学生从实验设计选题,到写成实验报告始终处于思考和探索的学习情境之中。实验的成功,实验结论的得出能使学生体会到独特的乐趣,即使实验失败了,学生也能从中吸取教训,积累经验。开放性实验给了学生自由发展机会和主动思考的空间,极大地激发了学生的学习积极性,培养了学生的独立思考能力和创新能力。

三、引导学生多评,提升思维过程的评价能力

创新精神在很大程度上来源于对自身和现实的反思,尤其是来源于对自我的不断否定。因此,自我评价和自我否定在培养学生的创新精神过程中,有着极其重要的作用。

1.创设情景,在讨论和辩论中提高思维能力

思维独立性品质不但要善于独立地提出问题和解决问题,而且还能够恰当地评价和自觉检验自己的思维活动,坚持正确的,修正错误的,不断改进和提高思维活动的质量;同时还要善于评价别人分析和解决问题的思维活动,这样才能做到对于结论性的东西,不盲从、不轻信,有独立见解。在教学中我们主要通过以下途径,提升学生对思维过程的评价能力。一是以学生宿舍为基地,建立学习小组,讨论学习中遇到的疑难问题。实践证明,学习小组成员在交流讨论过程中,不仅解决了化学学习中的难点,而且还创建了团结、和谐的人际生活环境。二是组织学生开展化学知识辩论赛。辩论能提升人的能力,学到很多新知识及思维方法;辩论能促进参赛者拓宽视野,培养综合素质;辩论还可以看出参赛者对某一方面的知识的认知广度和深度以及思维的敏捷性。如在一年级第二学期期间组织一次关于“化学与社会”,“化学与环境”等为题的辩论赛。学生在辩论中不断进行思维的反思和评价,促进思维品质的提升。

2.科学训练,在自我否定中提高思维能力

创新就是不断否定自己,没有否定就没有进步,这是科学发展到今天所遵循的规律。攀登科学高峰要有承受成功和失败的韧性;还要有自我否定与超越自我的勇气以及包容、谦让、合作的德行。因此,教学中培养学生敢于否定自己的心理品质尤为重要。针对大学低年级学生的思维特点,我们在教学中主要从以下两方面进行训练:首先,引导学生破除已有的思维定势。学生在中学阶段已经形成了比较稳定的、定型化了的思维路线、方式、程序和模式。但这些惯用的、格式化的思考模型中的许多方面在大学学习时不适用,需要加以修正和完善。因此,教师在教学中要引导学生学会建立正确的思维方式。例如,指导学生通过求异或逆向思维的方法否定原有定势,建立新的思维定势,从而形成不断发展的思维定势,使学生的思维水平,尤其是辩证思维的能力在这种思维定势与求异思维的交互作用过程中得到了发展。其次,引导学生破除传统的“权威定势”。在我国从儿童走向成年过程中接受的是“教育权威”,许多学生盲目崇拜书本知识,崇拜教师,把书本知识和老师的话当作框框,束缚自己的思考。而事实上,书本知识与现实世界之间有很大的反差,教师在看问题时也存在着许多的片面性。对于以实验为基础的化学知识的学习,如果仅从书本上的理论知识思考和判断某一问题,有时会得出错误的结论。因此,教学中教师要从事物属性的多样性,事物发展变化的多种可能性以及事物之间联系的多样性的角度去分析和解决化学问题,同时还要指导学生如何用实验手段验证和分析在化学学习和研究中遇到的各种问题,不断提高创新能力。

四、结语

基础化学教学是在学生学习和生活角色发生改变的关键时期进行的。教师在教学中要积极探索创新人才培养模式,改革课程内容,创新教学方法和手段,还要不断鼓励和支持学生的创新活动。只有这样才能为社会输送更多的创新型人才。需要指出的是,“冰冻三尺,非一日之寒”,学生创新性的培养同样不是短期能产生成效的,我们也要防止浮躁,急于求成的心态,从实际出发,与时俱进,以科学、理性的精神制定出中、长远计划,在实践中摸索创新人才培养的新模式。

参考文献:

[1]胡珍生,刘奎林.造性思维学概论[M].经济管理出版社,2006.9-11.

[2]A•爱因斯坦,L.英费尔德.物理学的进化.上海科学技术出版社,1962.66.

[3]巴甫洛夫著,吴生林等译.巴甫洛夫选集[M].北京:科学出版社,1995.32.