運(yùn)用信息技術(shù) 使學(xué)生創(chuàng)造性思維“曼妙生輝”

彭豪　錢揚(yáng)義

創(chuàng)造性思維是創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)與核心。在整個(gè)創(chuàng)造性思維過程中涉及的思維形式有發(fā)散思維、直覺思維、形象思維、邏輯思維、橫縱思維以及辯證思維等六種。信息技術(shù)在培養(yǎng)人的創(chuàng)造性思維方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。教師可以利用信息技術(shù)營造信息化教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)新型教與學(xué)方式，變革傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)，在教與學(xué)的過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

促進(jìn)發(fā)散思維的發(fā)展，使學(xué)生的創(chuàng)造性思維向著創(chuàng)新的方向發(fā)展

發(fā)散思維，是指從一個(gè)目標(biāo)出發(fā)，沿著各種不同的途徑去思考，探求多種答案的思維。它表現(xiàn)為思維視野廣闊，思維呈現(xiàn)出多維發(fā)散狀，可以通過從不同方面思考同一問題，如“一題多解”、“一事多寫”、“一物多用”等方式來培養(yǎng)發(fā)散思維。

教師可以運(yùn)用基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的“游戲化學(xué)習(xí)”平臺(tái)，如“520化學(xué)游戲網(wǎng)”提供的“化學(xué)撲克網(wǎng)絡(luò)游戲”（如圖1 ），培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。

520化學(xué)撲克網(wǎng)絡(luò)游戲以化學(xué)撲克牌為主體，把化學(xué)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)（化學(xué)式、化學(xué)方程式、物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)等）用撲克牌的形式呈現(xiàn)，每張牌的中心有一個(gè)物質(zhì)分類標(biāo)志：“綠色雙錐” 表示單質(zhì)，“黑桃”表示氧化物，“紅心” 表示酸，“藍(lán)色草花”表示堿，“黃色方片”表示鹽。按照一定的化學(xué)游戲規(guī)則，生生或師生之間通過Internet，圍繞化學(xué)知識(shí)展開有趣的智力競(jìng)賽，并在網(wǎng)絡(luò)游戲中為他們提供實(shí)時(shí)的信息交流（聊天）服務(wù)。身處不同地方的游戲者可以組織手中代表“單質(zhì)”或“化合物”的撲克牌，通過不同的游戲規(guī)則（如根據(jù)不同的物質(zhì)分類、反應(yīng)分類）來實(shí)現(xiàn)“一牌多玩”，或通過不同的出牌順序（如同一物質(zhì)可以跟不同物質(zhì)反應(yīng)）實(shí)現(xiàn)“一牌多出”，爭(zhēng)取游戲的勝利。學(xué)生在鞏固自身的元素化合物知識(shí)的同時(shí)，充分訓(xùn)練了發(fā)散思維。教師可以把化學(xué)撲克網(wǎng)絡(luò)游戲引入到教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的游戲化教學(xué)，讓學(xué)生在游戲中輕松學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)，大大提高他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，同時(shí)能夠有效地訓(xùn)練發(fā)散思維。

促進(jìn)直觀思維的發(fā)展，激發(fā)學(xué)生靈感與頓悟

直覺思維就是不經(jīng)過逐步分析，僅依據(jù)內(nèi)因的感知而迅速對(duì)問題的答案做出合理的猜測(cè)、設(shè)想或頓悟的一種躍進(jìn)性思維。培養(yǎng)直覺思維的重要途徑是獲取廣博的知識(shí)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。在化學(xué)的教學(xué)與學(xué)習(xí)中，如何在宏觀物質(zhì)與微觀粒子之間建立聯(lián)系，是難點(diǎn)之一。加強(qiáng)直覺思維的訓(xùn)練，有利于解決此類問題。

教師可以運(yùn)用基于計(jì)算機(jī)軟件的化學(xué)工具平臺(tái)，如ChemWindow（如圖 2）、HyperChem（如圖3）、GaussView（如圖 4）等專業(yè)的化學(xué)分子設(shè)計(jì)與模擬軟件，對(duì)分子、晶體、化合物的平面或立體模型進(jìn)行建構(gòu)，從而在教學(xué)中訓(xùn)練學(xué)生的直覺思維?；谟?jì)算機(jī)軟件的化學(xué)工具平臺(tái)成為了知識(shí)建構(gòu)的有力工具。在長(zhǎng)期訓(xùn)練下，學(xué)生大腦中逐漸建構(gòu)出眾多典型的分子構(gòu)型、晶體結(jié)構(gòu)以及電子云分布情況，形成一種“直覺”。當(dāng)遇到有關(guān)“宏觀物質(zhì)與微觀粒子相聯(lián)系”的問題時(shí)，這種“直覺”便發(fā)揮作用，迅速地從大腦中篩選出匹配的模型對(duì)問題的答案做出合理的猜測(cè)與設(shè)想。可見，這種訓(xùn)練方式對(duì)學(xué)生的直覺思維培養(yǎng)有著促進(jìn)作用。

圖 2ChemWindow軟件

圖 3HyperChem軟件

圖 4GaussView軟件

促進(jìn)形象思維的發(fā)展，提高學(xué)生的興趣與積極性

形象思維指的是用直觀形象和表象解決問題的思維?；瘜W(xué)學(xué)科中，存在著很多復(fù)雜的反應(yīng)機(jī)理以及抽象的概念。形象思維的運(yùn)用，能將此類復(fù)雜的機(jī)理與抽象的概念用圖形、圖像、圖式或形象性的符號(hào)來描述，使它們生動(dòng)化、直觀化和整體化，便于認(rèn)知與識(shí)記。

教師可以運(yùn)用基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的多媒體課件資源組織教學(xué)，如利用“化學(xué)網(wǎng)上課堂網(wǎng)站”中眾多優(yōu)秀的多媒體課件資源（包括豐富的實(shí)物圖片、演示實(shí)驗(yàn)、Flash動(dòng)畫、視頻錄像等）進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)?；谟?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的多媒體課件資源庫是教學(xué)資源的重要獲取工具。教師可以利用優(yōu)秀的課件素材自主設(shè)計(jì)課件進(jìn)行教學(xué)，在多媒體技術(shù)的支持下通過使用圖形、圖像、圖式和形象性的符號(hào)來描述復(fù)雜的機(jī)理與抽象的概念，將教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)化、直觀化和整體化，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的概念表征與知識(shí)建構(gòu)?！督饘俚幕顒?dòng)性》課件（如圖5）：通過Flash制作動(dòng)漫，把抽象的知識(shí)具體化和形象化，讓學(xué)生掌握金屬的活動(dòng)性、金屬與酸的反應(yīng)和金屬與鹽的置換反應(yīng)。這對(duì)學(xué)生形象思維的培養(yǎng)十分有幫助。

圖 5Flash課件描述金屬的活動(dòng)性

促進(jìn)邏輯思維的發(fā)展，使學(xué)生形成有序的思維加工策略

所謂邏輯思維，就是在認(rèn)識(shí)過程中借助概念、判斷、推理等思維形式能動(dòng)地反映客觀現(xiàn)實(shí)的理性認(rèn)識(shí)過程。邏輯思維方法主要有歸納和演繹、分析和綜合以及從抽象上升到具體等。

教師可以把數(shù)字化實(shí)驗(yàn)手段應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手段難以解決的教學(xué)問題。學(xué)生可以運(yùn)用基于信息技術(shù)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)字化化學(xué)實(shí)驗(yàn)，如“數(shù)字化掌上實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”主要由數(shù)字化探究實(shí)驗(yàn)室、 手持技術(shù)儀器和計(jì)算機(jī)等組成（如圖6）。

圖 6 數(shù)字化掌上實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

“手持技術(shù)”的實(shí)時(shí)性與直觀性讓學(xué)生能夠通過實(shí)時(shí)的視頻錄制與多元化、圖形化的數(shù)據(jù)顯示方式，及時(shí)地對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行歸納與分析、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出判斷，并對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行調(diào)整?！笆殖旨夹g(shù)”的易操作性與準(zhǔn)確性在降低實(shí)驗(yàn)操作難度的同時(shí)，保證了實(shí)驗(yàn)的精確性，給予學(xué)生更多空間進(jìn)行邏輯思考，綜合所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)象，概括得出可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)論?？梢?，基于信息技術(shù)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”的有效工具。這樣的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)方式有利于學(xué)生自身的邏輯思維培養(yǎng)。

促進(jìn)橫縱思維的發(fā)展，使學(xué)生將創(chuàng)造性思維的方法內(nèi)化

所謂橫縱思維，包括“橫向思維”和“縱向思維”兩種思維方式?？v向思維，是指從單一的概念出發(fā)，直到找出解決問題的最佳方案。橫向思維，即從不同角度思考問題，找到解決問題的最佳方案。

新課程的一個(gè)重要組成部分是綜合實(shí)踐課，其核心是研究性學(xué)習(xí)。學(xué)生在一定情境中發(fā)現(xiàn)問題、選擇課題、設(shè)計(jì)方案，再通過主體的探索、研究，求得問題的解決，從而體驗(yàn)和了解科學(xué)過程。學(xué)生可以運(yùn)用基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的搜索引擎（如Google、百度等）搜集課題資料，培養(yǎng)自身的橫縱思維。搜索引擎是學(xué)習(xí)內(nèi)容與文獻(xiàn)資源的重要獲取工具。在搜索某一研究課題的文獻(xiàn)資料時(shí)，可以先充分發(fā)揮縱向思維，通過限定搜索“關(guān)鍵詞”來檢索出該研究問題在化學(xué)領(lǐng)域中提出的來龍去脈以及研究的最新進(jìn)展，再發(fā)揮橫向思維，通過改變“關(guān)鍵詞”，了解其他學(xué)科研究領(lǐng)域的學(xué)者，如材料物理學(xué)、生命科學(xué)、農(nóng)業(yè)學(xué)、通用技術(shù)等，是如何研究這個(gè)問題的。這樣便可以充分地拓展研究思路，在跨學(xué)科的研究思想指導(dǎo)下，實(shí)現(xiàn)研究方法的創(chuàng)新。

促進(jìn)辯證思維的發(fā)展，使學(xué)生的創(chuàng)造性思維更具科學(xué)性、深刻性

辯證思維，也稱矛盾思維，是指按照唯物辯證法的規(guī)律進(jìn)行的思維活動(dòng)。培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維，應(yīng)著重培養(yǎng)他們?cè)趯?shí)踐中運(yùn)用辯證論（即唯物辯證觀點(diǎn)觀察、分析事物）和兩點(diǎn)論（能用對(duì)立統(tǒng)一、相互轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)）解決問題。“協(xié)作式學(xué)習(xí)”是訓(xùn)練“辯證思維”的有效方法。

學(xué)生可利用基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的“協(xié)作式學(xué)習(xí)”平臺(tái)（CSCL平臺(tái)）進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)辯證思維。例如“化學(xué)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”（圖7），一方面可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的、真實(shí)的、同步的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，另一方面可提供良好的協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境，包括：（1）在線協(xié)作，即通過網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議軟件提供即時(shí)交流平臺(tái)，通過即時(shí)文件傳輸實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。這樣，身處不同地方的實(shí)驗(yàn)者可進(jìn)行對(duì)話交流、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析等操作，實(shí)現(xiàn)資源共享。（2）離線協(xié)作，即其他學(xué)習(xí)者可以下載服務(wù)器中保存的歷史實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、視頻錄像，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象進(jìn)行分析。在這樣的交流平臺(tái)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)共享的環(huán)境下，學(xué)習(xí)者便能相互協(xié)作，共同解決實(shí)際的化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題，從而獲得新知識(shí)，達(dá)到協(xié)作學(xué)習(xí)的教育目標(biāo)。

圖 7遠(yuǎn)程化學(xué)實(shí)驗(yàn)室操作界面

CSCL平臺(tái)創(chuàng)設(shè)了“合作式、探究式、討論式”的學(xué)習(xí)環(huán)境，成為了學(xué)生情境學(xué)習(xí)的有效工具。在上述的信息環(huán)境下，學(xué)生逐步產(chǎn)生創(chuàng)新意識(shí)，敢于依據(jù)客觀事實(shí)提出自己的見解，聽取與分析不同的意見，并根據(jù)科學(xué)事實(shí)修正自己的觀點(diǎn)，養(yǎng)成善于與人交流、分享與協(xié)作的習(xí)慣，形成尊重別人勞動(dòng)成果的意識(shí)，有利于辯證思維的培養(yǎng)。

以上述信息技術(shù)在學(xué)生創(chuàng)造性思維培養(yǎng)的應(yīng)用實(shí)例可以看出，信息技術(shù)構(gòu)成了一個(gè)有效的、數(shù)字化的創(chuàng)造性思維培養(yǎng)平臺(tái)（如圖 8）。

圖 8數(shù)字化創(chuàng)造性思維培養(yǎng)平臺(tái)

信息技術(shù)平臺(tái)為學(xué)生創(chuàng)造性思維提供了有力支撐，是培養(yǎng)興趣和發(fā)揮創(chuàng)意的激勵(lì)工具，是知識(shí)建構(gòu)和應(yīng)用實(shí)踐的有力工具，是學(xué)習(xí)、教學(xué)資源和教研文獻(xiàn)資料的重要獲取工具，是發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)和情境探究的有效工具。

（作者單位：華南師范大學(xué)化學(xué)教學(xué)與資源研究所）