基于學(xué)科關(guān)聯(lián)的學(xué)生創(chuàng)造性思維能力培養(yǎng)探究

劉煜民

（深圳市龍崗區(qū)龍城高級(jí)中學(xué)，廣東深圳 518172）

創(chuàng)新教育作為素質(zhì)教育的核心，一直為教育界所廣泛關(guān)注，最近，國家領(lǐng)導(dǎo)人戰(zhàn)略性地提出了“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的發(fā)展思路。面對(duì)新的時(shí)代要求，在通用技術(shù)課程和研究性學(xué)習(xí)課程中開展創(chuàng)新教育，大量培養(yǎng)創(chuàng)造型人才，也就成了學(xué)科教師不可推卸的社會(huì)使命。但是，從全國范圍來講，在通用技術(shù)課程和研究性學(xué)習(xí)課程中開展創(chuàng)新教育普遍存在兩個(gè)不可持續(xù)，一是活動(dòng)的不可持續(xù)，高中學(xué)生高考學(xué)習(xí)壓力大，家長、學(xué)生和部分教師普遍擔(dān)心創(chuàng)造發(fā)明、科學(xué)探究等創(chuàng)新教育活動(dòng)會(huì)影響學(xué)習(xí)，因此，大部分開展創(chuàng)新教育活動(dòng)的學(xué)生只是短期小范圍內(nèi)參加此類活動(dòng)；二是思維和方法的不可持續(xù)，大部分學(xué)生只是在通用技術(shù)和研究性學(xué)習(xí)課堂中，在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行創(chuàng)新思維、學(xué)習(xí)創(chuàng)新方法，普遍難以將創(chuàng)新思維和創(chuàng)新方法自覺遷移到學(xué)習(xí)和生活中。因此，通用技術(shù)和研究性學(xué)習(xí)課堂必須突破這兩個(gè)不可持續(xù)，才稱得上真正意義的創(chuàng)新教育，要突破這兩個(gè)不可持續(xù)性，最好的辦法是在開展創(chuàng)新思維和創(chuàng)新方法訓(xùn)練時(shí)適度與高考學(xué)科關(guān)聯(lián)，提高學(xué)生的質(zhì)疑、聯(lián)想、遷移、變通、獨(dú)創(chuàng)等創(chuàng)造性學(xué)習(xí)能力，贏得學(xué)生、家長和教師的肯定，進(jìn)而提高學(xué)生開展創(chuàng)新教育的參與度、活動(dòng)效果和可持續(xù)性。該文就通用技術(shù)和研究性學(xué)習(xí)課程教學(xué)中如何與化學(xué)學(xué)科相關(guān)聯(lián)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力談點(diǎn)粗淺體會(huì)。

1 發(fā)散思維與聚合思維能力培養(yǎng)

創(chuàng)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(fā)散思維的訓(xùn)練而提高。發(fā)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(chǎn)生盡可能多的設(shè)想性方案。當(dāng)然發(fā)散思維離不開收斂(聚合)思維，它們是統(tǒng)一思維的兩個(gè)側(cè)面，它們相輔相成、互相依賴、互為補(bǔ)充。發(fā)散思維往往以收斂思維為前提條件，發(fā)散思維的成果有賴于收斂思維去驗(yàn)證和選擇，而收斂思維又需要發(fā)散思維加以誘發(fā)和引導(dǎo)。發(fā)散體現(xiàn)多謀，聚合體現(xiàn)善斷。

通用技術(shù)和研究性學(xué)習(xí)課堂中開展創(chuàng)新思維教學(xué)時(shí)，可以選擇具有代表性的化學(xué)習(xí)題，先進(jìn)行一題多解、一題多變訓(xùn)練，再對(duì)各種方法進(jìn)行比較和選擇，這樣不但可以加深對(duì)知識(shí)、方法的理解、鞏固和應(yīng)用，使知識(shí)、方法在同一道題的求解中融合，達(dá)到“透、化”的境界，更重要的是思維的流暢性、變通性、獨(dú)創(chuàng)性、精密性和選擇性得到很好的訓(xùn)練，讓學(xué)生體會(huì)到解題也可創(chuàng)新。例如,在以“物質(zhì)的量濃度”為教學(xué)案例時(shí)，可先以初中所學(xué)的“質(zhì)量百分比濃度”為基礎(chǔ)，歸納出“濃度”的一般含義，再讓學(xué)生利用“溶液質(zhì)量”“溶液體積”“溶質(zhì)質(zhì)量”“溶質(zhì)物質(zhì)的量”“溶質(zhì)微粒數(shù)”等量自己定義各種各樣的“濃度”，最后一一評(píng)價(jià)，選擇出用途最廣的“物質(zhì)的量濃度”。

2 想象思維能力培養(yǎng)

所有的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明都是創(chuàng)新成果，它們的具體表現(xiàn)形式是新的概念、新的定律、新的假說、新設(shè)計(jì)、新的材料、新的工藝、新產(chǎn)品、新方法等。但在這些新的認(rèn)識(shí)、新的事物出現(xiàn)之前，人們就會(huì)根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和信息，將目標(biāo)構(gòu)造成形象，這就是創(chuàng)造性想象，因此，想象力是一種創(chuàng)造性的認(rèn)知功能。

一個(gè)人想象能力的高低與其創(chuàng)造能力的大小及精神產(chǎn)品的多少成正比，豐富的想象力是創(chuàng)造力旺盛的體現(xiàn)，所以人們把想象力作為創(chuàng)造才能的重要標(biāo)志，并且把想象力作為創(chuàng)造活動(dòng)的首要素質(zhì)。愛因斯坦說過：“想象力比知識(shí)更重要，因?yàn)橹R(shí)是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動(dòng)著進(jìn)步，并且是知識(shí)進(jìn)化的源泉，嚴(yán)格地說，想象力是科學(xué)研究中的實(shí)在因素”。學(xué)生想象力的培養(yǎng)，是每位教師義不容辭的責(zé)任。

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，而化學(xué)實(shí)驗(yàn)從儀器裝置到藥品，從實(shí)驗(yàn)過程中復(fù)雜的物理化學(xué)變化到新物質(zhì)的生成，其中有形、色、態(tài)、味的變化，又有氣體的生成和沉淀的析出及光、電、熱現(xiàn)象?？梢哉f化學(xué)實(shí)驗(yàn)的全過程都呈現(xiàn)著豐富生動(dòng)的直觀形象，同時(shí)各種化學(xué)模型、流程圖、示意圖，都為想象力的培養(yǎng)提供了豐富的素材，只要教師善于挖掘誘導(dǎo)，定能很好地培養(yǎng)學(xué)生的想象力。例如：以“N2在空氣中的含量”作為通用技術(shù)和研究性學(xué)習(xí)課堂中創(chuàng)新思維訓(xùn)練的案例時(shí)，可讓學(xué)生想象：如果空氣中N2的體積分?jǐn)?shù)突然減至0，而O2的體積分?jǐn)?shù)增至99%，地球上的“景象”將如何？以“氣體摩爾體積”為案例時(shí)，可先讓學(xué)生建立氣體摩爾體積的空間想象模型，再展現(xiàn)氣體摩爾體積的多媒體動(dòng)畫模型；在做演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，可先讓學(xué)生預(yù)測、想象實(shí)驗(yàn)可能的現(xiàn)象等。

3 聯(lián)想思維能力培養(yǎng)

所謂聯(lián)想，就是根據(jù)當(dāng)前感知到的事物、概念或現(xiàn)象，想起與之相關(guān)的事物、概念或現(xiàn)象的思維活動(dòng)，它是一種跳躍式的思維聯(lián)結(jié)。一般而言，聯(lián)想思維越廣闊，越靈活，進(jìn)行創(chuàng)造性思維的思路就越多，獲得創(chuàng)造性設(shè)想的可能性就越大。貝弗里奇在其所著的《科學(xué)研究的藝術(shù)》中指出：“獨(dú)創(chuàng)性往往在于發(fā)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的研究對(duì)象或設(shè)想之間的聯(lián)系或相似之處，而原以為這些對(duì)象或設(shè)想彼此沒有關(guān)系”。這就說明了聯(lián)想性思維在創(chuàng)造過程中的重要性。

按照事物的不同關(guān)系，聯(lián)想又分為接近 (相關(guān))聯(lián)想、相似聯(lián)想、類比聯(lián)想、對(duì)稱(相反)聯(lián)想等形式。

化學(xué)學(xué)科中，有許多可供聯(lián)想的素材，如解題方法、解題思路、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途、制法、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等有著廣泛的相似性，開展創(chuàng)新思維訓(xùn)練時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生在已學(xué)的廣闊知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)領(lǐng)域中進(jìn)行各種形式的聯(lián)想，甚至是跨學(xué)科聯(lián)想，使學(xué)生的聯(lián)想能力不斷提高。例如：以“H2S的燃燒規(guī)律”為案例時(shí)，可聯(lián)想起C單質(zhì)的燃燒規(guī)律，從而歸納出物質(zhì)不完成燃燒的共性；以“電離平衡”為案例時(shí)，可引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想起“化學(xué)平衡”，將化學(xué)平衡的知識(shí)和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)類比到電離平衡，還可以聯(lián)想到 “溶解平衡”“生態(tài)平衡”“體內(nèi)免疫平衡”“蹺蹺板力學(xué)平衡”“原子內(nèi)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(zhuǎn)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(jìn)行哲學(xué)升華，揭示出事物的對(duì)立統(tǒng)一性，以及社會(huì)、自然之間的普遍相似性。相似聯(lián)想過程完成后，再開展對(duì)稱(相反)聯(lián)想：“何謂不平衡？”“如何打破平衡？”“如何維系平衡？”等。當(dāng)然，如果學(xué)生基礎(chǔ)較好，還可以對(duì)“電離平衡”進(jìn)行相關(guān)聯(lián)想：電離平衡可能與哪些因素有關(guān)？嘗試預(yù)測下列物質(zhì)酸性大?。篐2CO3與H2SiO3；H2SO4與 H2SeO4；H2SO4與 H2SO3；HClO、HClO3與HClO4。在開展補(bǔ)全聯(lián)想訓(xùn)練時(shí)，可設(shè)置這樣的問題：“氣體物質(zhì)的量→質(zhì)量”，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想出至少三條途徑：氣體體積途徑、摩爾質(zhì)量途徑和微粒數(shù)途徑。

4 直覺思維能力培養(yǎng)

直覺是憑著已有的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)直接領(lǐng)悟問題的解答的思維活動(dòng)，它是一種自覺的非邏輯型的思維活動(dòng)，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(chuàng)造者只能記住思維的結(jié)果，而忘記了整個(gè)思維的過程。

直覺思維常常表現(xiàn)了人的領(lǐng)悟力和創(chuàng)造力，絕大部分探索者總是先通過直覺找到結(jié)論或設(shè)想，而理論或?qū)嶋H做法是以后補(bǔ)上去的。所以愛因斯坦說“物理學(xué)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(duì)經(jīng)驗(yàn)的共鳴理解為依據(jù)的直覺，才能得到這些定律”。

教學(xué)中要鼓勵(lì)學(xué)生從整體出發(fā)，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(chuàng)新思維訓(xùn)練中選用判斷未知物、未知元素的習(xí)題可直接訓(xùn)練學(xué)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(hào)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(yīng)，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(yīng)，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(jù)化學(xué)反應(yīng)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(dāng)然本題若對(duì)前面的敘述一一推敲，進(jìn)行邏輯推理，也可得出結(jié)論，但是那樣做大大提高了思維的難度。

這樣的練習(xí)做多了，學(xué)生就意識(shí)到：考慮一個(gè)問題，既可以用嚴(yán)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(xué)中還應(yīng)告訴學(xué)生：直覺源于豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，而且直覺的結(jié)果要經(jīng)過邏輯思維的驗(yàn)證。

5 定勢突破能力培養(yǎng)

思維定式是指人們受已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的影響，在解決問題時(shí)所具有的傾向性和心理準(zhǔn)備，它既有積極的作用，同時(shí)也有消極作用。思維定式在解決相似問題時(shí)有很好的導(dǎo)向作用，但在學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能，解決新問題時(shí)往往帶來不良結(jié)果，相當(dāng)一部分學(xué)生只會(huì)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(dú)創(chuàng)性是一項(xiàng)重要的教學(xué)目標(biāo)。

以化學(xué)概念、化學(xué)規(guī)律為案例時(shí)，要多方位、多層次、多側(cè)面分析化學(xué)概念、化學(xué)規(guī)律的實(shí)質(zhì)，多角度地?cái)U(kuò)展化學(xué)知識(shí)，拓寬學(xué)生思維，注重選用多解題和變式題，善于開展實(shí)驗(yàn)的非常規(guī)設(shè)計(jì)，能有效地打破思維定式，提高創(chuàng)造性解決問題的能力。

在“Cl2的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)”專題中，開始時(shí)，學(xué)生總是圍繞燒瓶、集氣瓶、洗氣瓶、水槽等常規(guī)實(shí)驗(yàn)要素進(jìn)行重組，當(dāng)教師提示學(xué)生打破常規(guī)，向微型化、集約化方向思考后，學(xué)生們的靈感頓時(shí)噴涌而出，產(chǎn)生了大量奇思妙想型設(shè)計(jì)，其中三件已申請(qǐng)國家專利。

創(chuàng)新教育中要鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)教師所講的知識(shí)、方法和思維多找碴，在教學(xué)生如何創(chuàng)造性學(xué)習(xí)一課中，給學(xué)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(guān)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(xué)，（12）教師夠不嚴(yán)密，等等。實(shí)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(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量。

6 創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)

創(chuàng)新意識(shí)是驅(qū)使創(chuàng)造個(gè)體產(chǎn)生創(chuàng)造行為的心理動(dòng)機(jī)，沒有創(chuàng)新意識(shí)的人是不可能從事創(chuàng)造的，創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)的人也很難進(jìn)行重大的創(chuàng)造發(fā)明。只有具有強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí)的創(chuàng)造者才能夠全身心地投入到創(chuàng)造中，取得巨大的成績。因此，開展創(chuàng)新教育時(shí)，應(yīng)該強(qiáng)化對(duì)創(chuàng)新意識(shí)的認(rèn)識(shí)與培養(yǎng)。

創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)渠道很多，榜樣激勵(lì)與成就激勵(lì)是一條行之有效途徑。

化學(xué)史是一部創(chuàng)造史，其中有著大量精彩而發(fā)人深省的故事和探究環(huán)節(jié)，充分而恰當(dāng)?shù)乩眠@些故事和探究環(huán)節(jié)作為創(chuàng)新教育案例，能讓學(xué)生很好地了解創(chuàng)造的奧秘，感受科學(xué)家持之以恒、鍥而不舍的創(chuàng)新精神，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

選用有關(guān)化學(xué)問題開展科學(xué)探究活動(dòng)時(shí)，要多設(shè)計(jì)能引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性思維的探究環(huán)節(jié)，讓一些有創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)生將自己的思維過程用語言表達(dá)，教師分析點(diǎn)評(píng)，還可用他們的名字命名為 “××發(fā)現(xiàn)”“××假說”“××定律”學(xué)生們看到一個(gè)個(gè)“化學(xué)家”在自己身邊產(chǎn)生，激發(fā)他們的創(chuàng)造性思維，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí)。

學(xué)校創(chuàng)新教育只有與考試學(xué)科相關(guān)聯(lián)才有生命力和可持續(xù)性，通用技術(shù)和研究性學(xué)習(xí)課堂教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)選用學(xué)科案例和與學(xué)科有關(guān)的探究課題，引導(dǎo)學(xué)生在廣闊的領(lǐng)域中創(chuàng)新思維，才能使學(xué)生創(chuàng)新能力得以實(shí)質(zhì)性提高，成為學(xué)生終生發(fā)展的強(qiáng)大內(nèi)驅(qū)力，這才回到了創(chuàng)新教育的本位，切不可讓學(xué)生認(rèn)為創(chuàng)新就是“改改書包改改筆”“做做凳子做做橋”“發(fā)發(fā)問卷搞調(diào)查”之類的活動(dòng)。創(chuàng)新，無處不在，無事不在，無時(shí)不在；創(chuàng)新，關(guān)鍵在于質(zhì)疑、變通、求異、發(fā)散和獨(dú)創(chuàng)。

創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)是創(chuàng)新教育的基礎(chǔ)，它是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，是多要素介入的持之以恒的整體訓(xùn)練過程。在學(xué)科關(guān)聯(lián)教學(xué)中，要求教師深入挖掘?qū)W科知識(shí)、技能、思維和方法中所隱含的創(chuàng)造性思維訓(xùn)練價(jià)值，創(chuàng)造性地教，教會(huì)學(xué)生創(chuàng)造，每堂課、每個(gè)案例，都應(yīng)力爭讓學(xué)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(xué)經(jīng)驗(yàn)尚不全面，要形成創(chuàng)造性思維能力培養(yǎng)的學(xué)科關(guān)聯(lián)體系，提高訓(xùn)練效果，還有待進(jìn)一步探索和提高。