化学课堂教学培养学生创造思维的实践与探索

2019-07-03福建省泰宁县第一中学354400黄清辉

中小学实验与装备 2019年3期

福建省泰宁县第一中学(354400) 黄清辉

福建教育学院化学教育研究所(350025) 张贤金吴新建

创新是科学发展的灵魂，也是课程设计的重要目标。《普通高中化学课程标准 (实验)》明确指出：养成务实求真、勇于创新、积极实践的科学态度。《普通高中化学课程标准 (2017版)》指出：激发学生学习化学兴趣，促进学生学习方式转变，培养他们的创新精神和实践能力。因此，培养学生创造思维能力，不仅有利于学生更好地掌握学科基础知识和基本技能，引导学生运用已有知识发现问题、解决问题，更有利于提升学生化学学科核心素养，达到培养创造型人才的最终目的。

那么，到底如何培养学生的创造思维能力?在课堂教学中，我们的教学任务，是不是仅仅在课堂上解决全部学科问题，对学生在知识学习过程中出现的困惑或错误的认知作一一解答呢?显然，这样的教学使学生对类似化学问题、化学知识掌握得较好，但是最大的缺点就是创造力不足。著名科学家钱伟长曾说过：“把学生教 ‘懂了’是不正常的，教 ‘不懂’才是正常的。”教师在日常教育教学过程中，应着重培养学生的学习兴趣、问题意识和解决问题的能力，最终达到激发学生的创造性思维，提高学生的创新能力。

1 化学课堂教学培养学生创造思维的策略

1.1 创设问题情景，培养学生的探究意识和探究品质

《普通高中化学课程标准 (2017版)》指出：倡导真实问题情境的开设，开展以化学实验为主导的多种探究活动。问题情景是指学习者为达到某一学习目的所遇到某种困难和障碍时的心理困境。根据现代认知理论，课堂教学是学生不断发现问题、提出问题、分析问题、解决问题，并从中不断地获取新知识的问题性思维过程。创设问题情景，本质在于揭示事物矛盾或引起学生认知冲突，打破学生原有的认知结构平衡状态，激发学生的学习兴趣、学习动机及探究意识，从而培养学生的创造思维。在化学课堂教学中创设有价值的问题情境，把知识融入情境中，不但能增进学生对知识的理解和建构，还可以推动创新思维的发展。

1.1.1 利用认知冲突，创设问题情景

根据奥苏贝尔的同化理论，任何新知识均可通过上位学习、下位学习和组合学习。在教学过程中利用学生已有的知识来创设问题情景，以新、旧知识间联系为新增长点。学生思考问题时，往往受原有知识体系的影响，会对遇到的新问题、新情景、新知识往往做出错误的分析和推导，教师在教学过程中要有目的地精心设计 “陷阱”，让学生走进 “陷阱”，发现 “陷阱”，并引导学生利用已有知识、学习资料，并借助实验仪器和试剂，最终走出 “陷阱”。

案例1：在电解池教学中，先问学生Cu与稀硫酸在一定的条件下能反应吗?很多人认为不可以，理由是：Cu的金属活动顺序排在H＋的后面。也有一部分学生认为有可能，理由是：直接反应是不可以，但是若给定条件就可能发生反应。教师组装Cu—C(溶液为稀硫酸)电解池。引导学生认真观察实验现象，提示学生验证溶液中是否发生反应，要观察溶液是否变色，是否有沉淀产生，是否有气泡冒出?学生在新旧知识的认知矛盾冲突中，激发出强烈的求知欲。紧接着让学生思考NaCl与H2O在一定条件下能否反应，让学生立即设计电解池并着手去做实验。这样不仅培养了学生的实验动手能力，更重要的是培养了学生的质疑、探究、创造能力。

1.1.2 创设探究性问题情景

普通高中化学课程标准：把“发展科学探究能力”作为一项重要目标。而创设探究性问题是探究能力培养的一个重要手段。因此，在教学中要努力创设具有探究性的问题情景，以激发学生的探究意识及创新潜能。

案例2：在某NaOH的溶液中加入几滴酚酞溶液，溶液变红，向其中逐滴加入新制饱和氯水，当滴到最后一滴时，红色突然褪去。让学生从不同角度思考溶液褪色的可能原因。学生经过分析认为原因可能为：①氯水中氯气与NaOH直接反应或氯水中H＋与NaOH溶液反应；②氯水中HClO具有漂白性使红色酚酞褪色。那到底是什么原因导致溶液褪色呢?此时教师提示学生这两种假设有什么不同?此外还可以设计很多类似的问题，如：SO2通入含NaOH的酚酞溶液褪色的原理、过量的铁与浓硫酸反应的产物是否仅为SO2、在原电池装置中更活泼的金属一定做负极吗?以问题为导向，激发学生深入思考探索。

1.2 利用实验教学，培养学生创新精神和创造能力

心理学家奥托指出：“我们所有人都有惊人的创造力。”而现代创造学理论也告诉我们，人们都有创造的潜能，这种潜能是可以开发和培养的。培养学生创新思维最重要的措施就是实验教学。

1.2.1 充分利用好演示实验

在化学实验教学中，演示实验是其中一个重要环节，通过引导学生对演示实验现象的观察，可以培养学生的观察能力、分析能力、探究问题能力。对实验中存在的问题或特殊现象，教师要善于启发学生，引导学生去思考，让学生提出自己的观点和想法，教师还可以对实验做一些探究性的补充，最终达到激发学生创造潜能的目的。

案例3：在乙烯与KMnO4(H＋)反应的演示实验中，发现酸性高锰酸钾褪了色，这一实验说明乙烯具有什么性质?很多学生会去思考酸性高锰酸钾为常见氧化剂，这点说明乙烯具有还原性，仅讲到这里，学生的知识迁移能力得到一定程度的提升，但是创造思维没有得到明显的提高。此时教师可以补充说明乙醇在浓硫酸的作用下生成乙烯的同时也会有SO2生成，那么我们能否简单的说高锰酸钾褪色是因为乙烯的作用呢?如果不能的话，我们该如何设计实验来证明乙烯的还原性呢?经过小组讨论后，由学生代表设计实验方案——证明混合气体中有乙烯和SO2。

图1 实验装置

学生按照方案进行实验，实验装置如图1所示。教师提出问题：①能说明二氧硫存在的现象是什么?②用装置(Ⅱ)的目的是什么?③使用装置(Ⅲ)的目的是什么?④证明混合气体中含乙烯的现象是什么?

经过对演示实验的改进，学生的问题探究意识得到了提高，创造思维能力明显提升。

1.2.2 充分利用好学生分组实验

学生是学习的主体，分组实验不仅是学生自主学习的重要方式，更是学生自主创新的重要手段。分组实验有利于学生对知识的深度理解，也是能够激发学生学习兴趣的有效方法，更是培养学生创造性思维的良好载体。

案例4：在钠与乙醇的实验教学中，把一小块钠放入盛有乙醇的试管中，让学生观察实验现象，并让学生对比钠与水反应现象的不同点。学生很快得到结论：钠是先沉入试管底部，随着反应的进行又慢慢浮上来，而且钠与乙醇反应没有发出“嘶嘶”的声音。为什么钠会沉到底部呢?然后又会上浮呢?有的学生认为是溶液的密度增大了且比钠的密度大，所以钠就浮起来了；但是有的学生认为是反应产生气体的浮力使钠上浮。到底是哪一种呢?学生经过激烈讨论得出：可以再往溶液中加入钠，看它是否浮起来?若浮起来说明是密度的问题，否则是浮力的问题。在教学中，利用好学生实验，学生的创造性思维就容易培养起来，进而有效提升学生的化学学科核心素养。

1.2.3 设计探究性实验

新课程特别强调学生的学习方式。传统学习方式是把学习建立在人的客体性、受动性、依赖性的层面上，从而导致人的自主性、主体性、能动性、独立性不断降低，课堂被教师所主宰，导致学生失去亲身探究的机会。而转变学生学习的方式，就是以培养学生的创新精神和实践能力为主要目的。将验证性实验改为探究性实验就是一种很好的转变学习方式的举措。

案例5：在探究Cl2与水反应教学设计时，教师可以做如下处理：①取2瓶Cl2，向其中一瓶中加入水并振荡，让学生观察颜色变化，可以得到什么结论；②取该瓶氯水于3支试管中，分别向其加入AgNO3和HNO3溶液、NaHCO3溶液、紫色石蕊试液，让学生观察现象；③干燥的氯气分别通入干燥的红色布条和湿润的红色布条，让学生观察现象。经过这样处理，就使 “验证性实验”改为 “探究性实验”，很好的体现了新课程倡导的 “教师为主导，学生为主体”的教学理念。当然探究实验的内容、探究的方法、问题结论，应体现适度的开放性，探究方法和结论唯一不利于学生创造思维的培养；反之也不能超越学生的学习水平，要做到 “跳一跳，够着桃”。这样学生的信心不被打击，创造能力又可得到提高。

1.3 利用开放性习题，培养学生发散性思维和创造性思维

习题是培养学生思维的重要素材，开放性习题则是培养学生发散性思维、创造性思维的重要载体，在化学习题教学中，教师要改变传统的教学方式，认真去设计开放性习题，充分利用一题多解、一题多果等形式，训练学生的创造性思维。鼓励学生大胆地从不同角度、不同层面去思考，灵活运用各种思维方式，创造性解决化学问题。

案例6：用实验确定某酸HA是弱电解质，两同学的方案如下。

甲：①称取一定量的HA配制成0.1mol/L的溶液100mL；

②用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明HA是弱电解质。

乙：①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸溶液，分别配制pH＝1的2种酸溶液各100mL；

②分别取这2种溶液各10mL，加水稀释为100mL；

③各取相同体积的2种稀释液装入2支试管，同时加入纯度和大小相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。

(1)甲方案中，证明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH ____1。乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是________。

A.装盐酸溶液的试管中放出H2的速率快

B.装HA溶液的试管中放出H2的速率快

C.2支试管中产生气体的速率一样快

(2)请你评价：乙方案中难以实现之处和不妥之处：__________。

(3)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取)，作简明扼要表述：__________。

此题本身就具有创造性，学生思考过程中发散思维潜移默化地得到培养。选择开放性习题，要具备针对性、典型性、探究性等特点，当然并不是每个学生上课时均能想得出来，也不是每种方法都能想到。所以，教师在课堂中除了给学生足够的时间思考问题外，还要进行适当引导，同时对学生保持足够的耐心、信心，并及时肯定学生的解题思路与方法，充分激发学生的学习兴趣。