工科基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)

陳婷婷　江國慶

[摘 要]工科基礎(chǔ)化學(xué)的授課對(duì)象是大學(xué)低年級(jí)學(xué)生,這是學(xué)生由中學(xué)過渡到大學(xué)學(xué)習(xí)生活的關(guān)鍵時(shí)期。根據(jù)該階段學(xué)生的思維特點(diǎn),本文探討了教學(xué)中如何科學(xué)地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維。

[關(guān)鍵詞]基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué) 創(chuàng)造性思維 實(shí)驗(yàn)探究 思維過程評(píng)價(jià)

創(chuàng)造性作為民族自主之根本、科學(xué)研究之關(guān)鍵和社會(huì)進(jìn)步之前提,已成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展和國際競(jìng)爭(zhēng)的主旋律。創(chuàng)造性人才培養(yǎng)的一個(gè)重要方面是對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。創(chuàng)造性思維是創(chuàng)造力的核心,是人們完成創(chuàng)造活動(dòng)的基礎(chǔ)。所以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維是一項(xiàng)極其重要的教育任務(wù)。學(xué)校如何改革人才培養(yǎng)模式,深化教育教學(xué)改革,在加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生全面素質(zhì)的同時(shí),注重創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng),培養(yǎng)出具有高素質(zhì)、富有創(chuàng)造力,能適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的人才,是擺在教育工作者面前的一件大事。本文依據(jù)創(chuàng)造性思維的一般思維品質(zhì),結(jié)合大學(xué)工科基礎(chǔ)化學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué),探討如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

一、引導(dǎo)學(xué)生多思,培養(yǎng)獨(dú)立性思維品質(zhì)

長(zhǎng)期以來,在應(yīng)試教育的影響下,我國中小學(xué)生多數(shù)只是按照老師“告訴”的教材內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法、解題策略甚至作業(yè)答案去學(xué)習(xí),很少有創(chuàng)見,學(xué)習(xí)的依賴性比較強(qiáng)。在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生的獨(dú)立性思維品質(zhì)沒有得到發(fā)揮,有時(shí)甚至遭到了扼殺。工科基礎(chǔ)化學(xué)課程是大學(xué)低年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)的課程,由于思維的慣性,他們希望大學(xué)老師也像中學(xué)老師那樣領(lǐng)著他們?nèi)W(xué)習(xí)。然而,大學(xué)教師以“導(dǎo)”和“引”為主,在學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活上沒有事無巨細(xì)地管理,留給學(xué)生的自由時(shí)間和空間多了,于是部分學(xué)生“迷失”了方向,逛街、打游戲,有的甚至徹夜呆在網(wǎng)吧,一學(xué)期下來,多門課程掛“紅燈”。為此,基礎(chǔ)課程教師要加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性思維品質(zhì),這不僅解決學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)問題,而且還為學(xué)生進(jìn)入高年級(jí)的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

1.因循善誘,啟迪學(xué)生獨(dú)立思考問題

思維的獨(dú)立性表現(xiàn)為善于獨(dú)立地提出問題、分析問題、解決問題,不人云亦云,不迷信權(quán)威。對(duì)于低年級(jí)的學(xué)生來講,教師要因循善誘地引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立的思維習(xí)慣。多年來,筆者結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,運(yùn)用化學(xué)史實(shí)資料說明獨(dú)立思維品質(zhì)在科學(xué)創(chuàng)新中的“得”與“失”,并分析其在學(xué)習(xí)和創(chuàng)新中的重要意義,取得了良好的教學(xué)效果。例如,在S區(qū)元素教學(xué)中,給學(xué)生講解和分析“燃素說”的推翻和燃燒理論形成的化學(xué)史。公元1766年英國的化學(xué)家卡爾文迪許發(fā)現(xiàn)鋅片、鐵片放到稀硫酸或稀鹽酸中產(chǎn)生的氣體能燃燒或爆炸,宣布找到了“燃素”,在當(dāng)時(shí)的化學(xué)界產(chǎn)生了影響。八年后,另一位英國的化學(xué)家叫普列斯特列,他在加熱氧化汞時(shí)得到一種氣體,這種氣體可以使點(diǎn)燃的蠟燭更劇烈的燃燒。普列斯特列沿著卡爾文迪許的“燃素說”進(jìn)行思考,他對(duì)這一現(xiàn)象的解釋是,加熱氧化汞后得到的氣體不含燃素,但蠟燭是一種含有燃素的物質(zhì),因此這種氣體一遇上蠟燭就“貪婪”地從蠟燭中吸取燃素,燃素的大量釋放就使得蠟燭發(fā)生劇烈燃燒。而當(dāng)時(shí)的法國人安東尼?拉瓦錫也同時(shí)做了普列斯特列的實(shí)驗(yàn),他卻沒有受卡爾文迪許的“燃素”影響,而是走了另外一條新路。1783年,他向世界宣布了新的燃燒理論:燃燒的過程在任何情況下都是可燃物同氧的化學(xué)反應(yīng)。推翻了燃素說的“統(tǒng)治”,使科學(xué)向前跨進(jìn)了一步。

普列斯特列的失敗是保守守舊所致,是科學(xué)史上的不幸,而拉瓦錫的成功告訴我們,在思考的過程中必須堅(jiān)持思維的獨(dú)立性和批判性?？v觀現(xiàn)代科學(xué)史,科學(xué)的發(fā)展就是在批判的過程中發(fā)展的,批判和否定舊的東西,才能創(chuàng)造出新的東西,可以說科學(xué)研究的過程就是一個(gè)破舊立新的繼承發(fā)展過程。沒有批判就沒有繼承,沒有繼承就沒有發(fā)展。所以批判——繼承——獨(dú)創(chuàng)——再批判——再發(fā)展,就組成了科學(xué)發(fā)展的軌跡。通過實(shí)例分析增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性,對(duì)學(xué)生獨(dú)立性思維品質(zhì)的養(yǎng)成起到了潛移默化作用。

2.設(shè)疑解惑,拓展學(xué)生的思維空間

1938年,愛因斯坦在《物理學(xué)的進(jìn)化》中說:“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更為重要,因?yàn)榻鉀Q一個(gè)問題也許是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技巧問題。而提出新的問題、新的可能性,從新的角度看舊問題,卻需要?jiǎng)?chuàng)造性的想像力,而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。”目前,由于我國基礎(chǔ)教育階段仍以應(yīng)試教育為主要教學(xué)模式,這就導(dǎo)致許多學(xué)生不善于提問,不習(xí)慣提問,尤其是面對(duì)權(quán)威,他們因?yàn)榕隆俺鲅笙唷?更是不敢提問。數(shù)年前,我們?cè)?qǐng)兩名院士來學(xué)校作報(bào)告,報(bào)告結(jié)束后,主持人請(qǐng)大家提問,報(bào)告廳一百多名學(xué)生沒有一個(gè)提出專業(yè)性問題。之后,筆者從學(xué)生中了解到,他們不提問的原因主要是:怕問題太簡(jiǎn)單,會(huì)給別人笑話;聽懂的沒問題,不懂的提不出問題;大家不問,我也不想問等。這實(shí)際上是一種思維的惰性和從眾心理。

巴甫洛夫曾經(jīng)說過:“鍥而不舍地思考是取得重大成就的前提”。為了使學(xué)生養(yǎng)成思考問題的習(xí)慣,我們根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,有選擇地采用問題教學(xué)模式,從教師提問學(xué)生回答逐步過渡到學(xué)生提問教師和其他同學(xué)回答。教師根據(jù)問題的難易,有的在課堂上回答,有的留給學(xué)生課后思考,并要求學(xué)生查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料,在下次課上進(jìn)行討論。這樣既活躍了課堂氣氛,又激發(fā)了學(xué)生思考問題的積極性。例如,在講完“熱和功”后,教師提出:熱和功是否為狀態(tài)函數(shù)?講“蓋斯定律”時(shí)向?qū)W生發(fā)問:“熱”不是狀態(tài)函數(shù),為何在此與途徑無關(guān)?這種結(jié)合教學(xué)內(nèi)容適時(shí)提出問題活化學(xué)生思維的方法取得了良好的教學(xué)效果。此外,教師對(duì)學(xué)生自發(fā)產(chǎn)生的思維獨(dú)立性和批判性要給予認(rèn)可和扶植,鼓勵(lì)學(xué)生向書本質(zhì)疑,允許學(xué)生向教師“發(fā)難”。在這樣的教學(xué)氛圍中,教育者和被教育者之間能產(chǎn)生"共鳴",施教者也能收到預(yù)期的效果。

3.從嚴(yán)要求,促使學(xué)生改掉學(xué)習(xí)依賴教師的習(xí)慣

大學(xué)教學(xué)課時(shí)少,每課時(shí)的知識(shí)容量大。教師不可能把教材中的所有內(nèi)容講得很透,有的只是“蜻蜓點(diǎn)水”。這就要求學(xué)生有較強(qiáng)的自學(xué)能力,并掌握較好的學(xué)習(xí)方法。因此,序言課的教學(xué)對(duì)大學(xué)一年級(jí)新生來講很重要,教師除了介紹課程的概況、研究方法外,還要介紹學(xué)習(xí)方法。首先,要讓學(xué)生清楚,教師的課堂教學(xué)往往是提綱掣領(lǐng)式的,在課堂上主要講難點(diǎn)、疑點(diǎn)、重點(diǎn),有時(shí)講的是教師最有心得的一部分,其余部分就要由學(xué)生自己去攻讀、理解、掌握。其次,要讓學(xué)生明白,大學(xué)的學(xué)習(xí)不能像中學(xué)那樣完全依賴教師的計(jì)劃和安排,不能只單純地接受課堂上的教學(xué)內(nèi)容,必須充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性,發(fā)揮自己在學(xué)習(xí)中的潛力。而這種充分體現(xiàn)自主性的學(xué)習(xí)方式,是貫穿于大學(xué)學(xué)習(xí)的全過程,并反映在大學(xué)生活的各個(gè)方面,如學(xué)習(xí)的自主安排、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法的自主選擇等。最后,教師要指導(dǎo)學(xué)生選擇參考書,查閱文獻(xiàn)資料的方法等。總之,通過教學(xué),要使學(xué)生懂得提高自身的自學(xué)能力是中學(xué)向大學(xué)轉(zhuǎn)折時(shí)學(xué)習(xí)成敗的關(guān)鍵,也是進(jìn)行終身學(xué)習(xí)的基本條件。

二、引導(dǎo)學(xué)生多做,提高實(shí)驗(yàn)探究能力

基礎(chǔ)化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),其理論主要來源于實(shí)驗(yàn)。因此,實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)教學(xué)活動(dòng)中占有重要的位置。然而,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式基本上都是驗(yàn)證性的,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果大多是課堂上、書本里講過的,是早就預(yù)知的,是確定的、收斂的。整個(gè)過程是在驗(yàn)證已知的理論,重復(fù)前人的工作,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫成的實(shí)驗(yàn)報(bào)告也完全沒有新意,學(xué)生沒有自由想象和發(fā)揮的空間,沒有探究的激情和氛圍,學(xué)生完全是一種被動(dòng)的學(xué)習(xí)。在這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下,學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力難以得到發(fā)揮,不利于培養(yǎng)創(chuàng)新人才。為此,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們根據(jù)教學(xué)的進(jìn)度和學(xué)生的實(shí)際,有層次、分步驟地設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。

一是學(xué)生的基本操作技能訓(xùn)練平臺(tái)。這一平臺(tái)主要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,教學(xué)中,教師采用啟發(fā)式教學(xué)方法,師生互動(dòng),既讓學(xué)生學(xué)會(huì)怎樣操作,又要求學(xué)生明白為什么這樣操作。此外,教師要引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考,自主實(shí)驗(yàn)的良好習(xí)慣,督促學(xué)生用“腦”做實(shí)驗(yàn),充分發(fā)揮他們學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。通過這一階段的技能訓(xùn)練,使學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能以及創(chuàng)新精神和工作能力等方面得到全面的提升。

二是綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練平臺(tái)。每學(xué)期用一到二周的時(shí)間開設(shè)課程大型實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可從兩種途徑取得:第一種是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由教師設(shè)定,做一些教材以外的綜合型、設(shè)計(jì)型、研究性的實(shí)驗(yàn)題目。如“堿式碳酸銅的制備”、“六氨合鈷配合物的合成與測(cè)定”等實(shí)驗(yàn)。第二種是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由學(xué)生自擬設(shè)定。學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí),查閱文獻(xiàn),設(shè)立合理可行的實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)方案經(jīng)教師審閱批準(zhǔn)后,獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn),最后以報(bào)告或小論文的形式提交。

三是學(xué)生自主探究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過開放實(shí)驗(yàn)室滿足不同層次學(xué)生的要求,培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)性思維發(fā)展和創(chuàng)新能力。開放實(shí)驗(yàn)室不僅可以使學(xué)生由“被動(dòng)式”實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃?dòng)探索式”實(shí)驗(yàn),而且給學(xué)生提供了獨(dú)立活動(dòng)的空間,學(xué)生可以有足夠的時(shí)間來反復(fù)修正實(shí)驗(yàn)方案、研究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣就可以大大提高學(xué)生的分析問題、解決問題和創(chuàng)新的能力。學(xué)生從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)選題,到寫成實(shí)驗(yàn)報(bào)告始終處于思考和探索的學(xué)習(xí)情境之中。實(shí)驗(yàn)的成功,實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出能使學(xué)生體會(huì)到獨(dú)特的樂趣,即使實(shí)驗(yàn)失敗了,學(xué)生也能從中吸取教訓(xùn),積累經(jīng)驗(yàn)。開放性實(shí)驗(yàn)給了學(xué)生自由發(fā)展機(jī)會(huì)和主動(dòng)思考的空間,極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力。

三、引導(dǎo)學(xué)生多評(píng),提升思維過程的評(píng)價(jià)能力

創(chuàng)新精神在很大程度上來源于對(duì)自身和現(xiàn)實(shí)的反思,尤其是來源于對(duì)自我的不斷否定。因此,自我評(píng)價(jià)和自我否定在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神過程中,有著極其重要的作用。

1.創(chuàng)設(shè)情景,在討論和辯論中提高思維能力

思維獨(dú)立性品質(zhì)不但要善于獨(dú)立地提出問題和解決問題,而且還能夠恰當(dāng)?shù)卦u(píng)價(jià)和自覺檢驗(yàn)自己的思維活動(dòng),堅(jiān)持正確的,修正錯(cuò)誤的,不斷改進(jìn)和提高思維活動(dòng)的質(zhì)量;同時(shí)還要善于評(píng)價(jià)別人分析和解決問題的思維活動(dòng),這樣才能做到對(duì)于結(jié)論性的東西,不盲從、不輕信,有獨(dú)立見解。在教學(xué)中我們主要通過以下途徑,提升學(xué)生對(duì)思維過程的評(píng)價(jià)能力。一是以學(xué)生宿舍為基地,建立學(xué)習(xí)小組,討論學(xué)習(xí)中遇到的疑難問題。實(shí)踐證明,學(xué)習(xí)小組成員在交流討論過程中,不僅解決了化學(xué)學(xué)習(xí)中的難點(diǎn),而且還創(chuàng)建了團(tuán)結(jié)、和諧的人際生活環(huán)境。二是組織學(xué)生開展化學(xué)知識(shí)辯論賽。辯論能提升人的能力,學(xué)到很多新知識(shí)及思維方法;辯論能促進(jìn)參賽者拓寬視野,培養(yǎng)綜合素質(zhì);辯論還可以看出參賽者對(duì)某一方面的知識(shí)的認(rèn)知廣度和深度以及思維的敏捷性。如在一年級(jí)第二學(xué)期期間組織一次關(guān)于“化學(xué)與社會(huì)”,“化學(xué)與環(huán)境”等為題的辯論賽。學(xué)生在辯論中不斷進(jìn)行思維的反思和評(píng)價(jià),促進(jìn)思維品質(zhì)的提升。

2.科學(xué)訓(xùn)練,在自我否定中提高思維能力

創(chuàng)新就是不斷否定自己,沒有否定就沒有進(jìn)步,這是科學(xué)發(fā)展到今天所遵循的規(guī)律。攀登科學(xué)高峰要有承受成功和失敗的韌性;還要有自我否定與超越自我的勇氣以及包容、謙讓、合作的德行。因此,教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生敢于否定自己的心理品質(zhì)尤為重要。針對(duì)大學(xué)低年級(jí)學(xué)生的思維特點(diǎn),我們?cè)诮虒W(xué)中主要從以下兩方面進(jìn)行訓(xùn)練:首先,引導(dǎo)學(xué)生破除已有的思維定勢(shì)。學(xué)生在中學(xué)階段已經(jīng)形成了比較穩(wěn)定的、定型化了的思維路線、方式、程序和模式。但這些慣用的、格式化的思考模型中的許多方面在大學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)不適用,需要加以修正和完善。因此,教師在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)建立正確的思維方式。例如,指導(dǎo)學(xué)生通過求異或逆向思維的方法否定原有定勢(shì),建立新的思維定勢(shì),從而形成不斷發(fā)展的思維定勢(shì),使學(xué)生的思維水平,尤其是辯證思維的能力在這種思維定勢(shì)與求異思維的交互作用過程中得到了發(fā)展。其次,引導(dǎo)學(xué)生破除傳統(tǒng)的“權(quán)威定勢(shì)”。在我國從兒童走向成年過程中接受的是“教育權(quán)威”,許多學(xué)生盲目崇拜書本知識(shí),崇拜教師,把書本知識(shí)和老師的話當(dāng)作框框,束縛自己的思考。而事實(shí)上,書本知識(shí)與現(xiàn)實(shí)世界之間有很大的反差,教師在看問題時(shí)也存在著許多的片面性。對(duì)于以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),如果僅從書本上的理論知識(shí)思考和判斷某一問題,有時(shí)會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。因此,教學(xué)中教師要從事物屬性的多樣性,事物發(fā)展變化的多種可能性以及事物之間聯(lián)系的多樣性的角度去分析和解決化學(xué)問題,同時(shí)還要指導(dǎo)學(xué)生如何用實(shí)驗(yàn)手段驗(yàn)證和分析在化學(xué)學(xué)習(xí)和研究中遇到的各種問題,不斷提高創(chuàng)新能力。

四、結(jié)語

基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)是在學(xué)生學(xué)習(xí)和生活角色發(fā)生改變的關(guān)鍵時(shí)期進(jìn)行的。教師在教學(xué)中要積極探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,改革課程內(nèi)容,創(chuàng)新教學(xué)方法和手段,還要不斷鼓勵(lì)和支持學(xué)生的創(chuàng)新活動(dòng)。只有這樣才能為社會(huì)輸送更多的創(chuàng)新型人才。需要指出的是,“冰凍三尺,非一日之寒”,學(xué)生創(chuàng)新性的培養(yǎng)同樣不是短期能產(chǎn)生成效的,我們也要防止浮躁,急于求成的心態(tài),從實(shí)際出發(fā),與時(shí)俱進(jìn),以科學(xué)、理性的精神制定出中、長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃,在實(shí)踐中摸索創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新模式。

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