【摘 要】愛因斯坦說“方法比知識更重要”。要培養(yǎng)學生的化學創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力,就要重視利用課堂滲透化學創(chuàng)新思維的方法,使學生掌握創(chuàng)新思維的規(guī)律,在化學的學習過程中迸發(fā)出更多的創(chuàng)新思維的火花。創(chuàng)新思維的方法很多,能結合化學內(nèi)容介紹給學生的創(chuàng)新思維方法有哪些呢?在此,筆者作一點粗淺的歸納。
【關鍵詞】化學 創(chuàng)新 方法
一、思維邏輯創(chuàng)新
(一)求同思維法
也就是“收斂思維”。即在多種事物中尋求相同的規(guī)律,或?qū)ふ医鉀Q多個問題的相同方法。具體在化學上如多題一解、多儀一用(多種儀器同一用途),多物一性(多種元素、多種物質(zhì)具有相似的性質(zhì)和具相似的規(guī)律)等。 多題一解:即多個題目用同一種方法解答。如已知某兩個量及這兩個量的平均值,求這兩個量的比值的題目,都可以用“十字交叉法”。
(二)求異思維法
即“發(fā)散思維”。解決某一問題時提出多種途徑、多種方法,并比較得出最佳途徑和方法。如一題多解,一儀多用(同一儀器、同一裝置多種用途)等。
一題多解:同一習題用不同的方法求解。
一儀多用:如制氧裝置還可以作什么?(制NH3,制CH4,加熱Cu2(OH)2CO3、NaHCO3檢測其分解產(chǎn)物……),洗氣瓶還有哪些用途?(倒過來通氣可用作排水集氣、可作貯氣瓶、不裝液體用于兩種氣體的混合……);水浴加熱裝置可以用作制銀鏡、制酚醛樹脂、酯和糖類的水解,加上溫度計可用于測定物質(zhì)的溶解度等等。
(三)逆向思維法
即從逆方向假設推理??捎糜诶碚摵托再|(zhì)推斷、改進實驗及解答習題等。如解某些框圖推斷題、步驟較多的計算題,可以由結論向前步步推出條件;又如追蹤化學實驗中的反?,F(xiàn)象:通過測定反應產(chǎn)物的性質(zhì)倒推回去。
二、操作方法創(chuàng)新類
(一)模擬法
模擬某一事物進行創(chuàng)新思維的方法。其特點是要受原型啟發(fā),模擬出新的原型,或模擬出有所改進、用于別的方面的新東西。
(二)分解法
即將某一事物分解成幾個部分,分析和利用各部分的功能及特性的方法。如化學實驗的加熱分解、電解。這是西方的“點金術”、中國的“煉丹術”及近現(xiàn)代化學發(fā)現(xiàn)和制取新物質(zhì)、推動化學科學發(fā)展的重要方法。在教學中,要求學生在分析某化學反應原理、某有機物特定官能團的性質(zhì)、某化學污染物的組成,解答過程比較復雜習題,都可以用此方法。
(三)重組法
將不同類型和功能的事物以適當方式組合起來,形成具有新功能事物的方法。這在化學上應用非常之多。如化合反應,將不同儀器組裝成具有新功能的裝置,將特定性質(zhì)的官能團連接到某有機載體上合成新材料及新藥品,利用數(shù)學或物理方法解決化學問題……都是重組法的應用。
(四)替換法
將原有事物中的某一部分,用其他事物的某一部分進行替換,形成具有新功能的事物。
例:(1)學習了銅絲在Cl2中燃燒的實驗,可以讓學生想象一下:如果將Cu絲換成鎂條、鋁鉑、鋅片,會有會么現(xiàn)象?(2)噴泉實驗:把HCl、NH3換成HI、HBr、HF、CO2、SO2能產(chǎn)生噴泉嗎?再將水換成石灰水、NaOH、KOH溶液行嗎?(3)CH4與Cl2的發(fā)生光鹵代反應:把Cl2換成F2、Br2、I2可否?需要什么條件?再將CH4換其他烷烴、烯烴、炔烴或苯的同系物,光照下能否取代?會在哪些位置上取代?條件會不會變化?(4)將制氫簡易裝置的長頸漏斗改為分液漏斗可否?有什么好處?如此等等。
(五)改變角度法
即換一個角度來觀察和分析問題,有時候會有新的發(fā)現(xiàn)或突破。它包括正向改為逆向、平面改為立體、首尾改為中間等方法。上文提到的“逆向思維法”是其中的一種。
(六)類推法
比照某一事物的道理或性質(zhì),推出跟它同類的其他事物的道理或性質(zhì)。化學教學中,據(jù)已知物的性質(zhì)推斷類似物質(zhì)的性質(zhì)、解答信息題、改進化學實驗等都廣泛用到。
三、思維形式創(chuàng)新類
(一)抽象思維法
抽象思維是“應用抽象概念進行判斷和推理,認識事物一般的本質(zhì)的特征及規(guī)律性聯(lián)系的心理過程?!?簡言之,就是將不同事物的相同屬性抽象出來,概括成普遍適用的,具一般規(guī)律性的概念的思維方法。在化學上,將實驗結果、題目條件,轉(zhuǎn)化為一定的數(shù)量關系、計算式、含未知數(shù)的方程,物質(zhì)的量和摩爾的提出,化學平衡表達式等數(shù)學方法應用來解決化學問題,都是抽象思維法。
(二)形象思維法
是指用直觀形象或表象來思考事物的思維活動。與“抽象思維法”相反,將一些抽象的、難以直接觀察或想象的事物,轉(zhuǎn)化為可看到、可接觸或容易想象的形態(tài)。如道爾頓的原子說、阿佛加得羅的分子說、盧瑟福的原子模型、晶體或分子結構等,都是將難以琢磨和想象的事物,利用形象思維變成了易于想象和理解的形態(tài)。
(三)靈感思維法
以一定抽象思維和形象思維為基礎,通過顯、潛思維溝通產(chǎn)生創(chuàng)造性意象或意念的突發(fā)性思維形式。如:阿基米德在浴盤中發(fā)現(xiàn)了浮力定律,凱庫勒受夢的啟示提出了環(huán)狀苯的結構,都是靈感思維的典型的例子。靈感思維一定是在對問題已經(jīng)有了較深入的研究且“百思不得其解”,然后在放松狀態(tài)時的突然“頓悟”。靈感決不會降臨到對問題沒有思考或“淺嘗輒止”的人身上。我們在學習中當對某問題的思考,對反常實驗的追蹤,解答某個難題時,其實都產(chǎn)生過靈感思維。
總之,化學教學中要重視“化學創(chuàng)新思維方法”的研究,特別是注意結合化學內(nèi)容將“創(chuàng)新思維方法”教給學生,學生的化學創(chuàng)新能力就會被激活,化學的“教”與“學”的過程中就會碰撞出更多的創(chuàng)新思維的火花,所教學生就會具有更強的化學創(chuàng)新的能力。