2022年创造性思维方法在中学化学实验设计方案教学中应用的研究天津李平.docx

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1、精品学习资源制造性思维方法在中学化学试验设计教案中应用的讨论李平天津师范高校训练学院300387）内容提要 ：训练的根本目的在于创新，只有老师富有创新精神，才能培育出具有创新才能的同学；在化学试验设计教案活动中，包蕴着丰富的制造性思维方法；分析并加强对同学制造性思维方法的指导，把进行化学试验设计时的思维过程和思维方法教给同学，这对培育同学制造才能是大有裨益的；关键词 ：制造性思维制造性思维方法化学试验设计制造性思维是相伴着制造性活动而进行的思维活动，是指对事物间的联系进行前所未有的摸索，从而制造出新事物的思维方法，是一切具有崭新内容的思维形式的总和；一切需要创新的活动都离不开摸索，离不开制造思

2、维；化学试验是化学教案的重要环节，是培育同学的创新、实践才能的重要途径；做试验的目的，并不只是让同学学会操作，而是要求同学在熟识试验原理的基础上，能够结合试验讨论课题，运用制造性思维方法去查找完成试验的正确途径；因此，在化学试验设计教案活动中，加强对同学制造性思维方法的指导，把进行化学试验设计时的思维过程和思维方法教给同学，这对培育同学制造才能将是大有裨益的；笔者通过对天津市参与化学试验创新设计部分获奖试验的中学老师进行访谈，并对他们在进行化学试验设计时所采纳的制造性思维方法进行了分析、归纳，总结出几种在化学试验设计常常用的思维方法，现分述如下：1. 细致观看法观看是人们熟识世界，增长学问的有

3、效途径；一个正常人从外界接触到的信息80以上都是通过视觉和听觉通道传入大脑的；观看也是化学试验设计选题的“眼睛”；在化学试验设计活动中，通过观看，可以获得大量的感性材料，对这些感性材料再经过思维活动的加工、提炼，就可以在平凡中发觉不平凡，从而促进思维的进展，完成化学试验设计的课题；例如，天津武清区的杨老师在一次用氢气仍原氧化铜的试验完毕后，偶然观看到在试管底部有一小块铜镜，对此，他进行了分析和讨论，经过多次试验，最终发觉，在不转变教材演示试验要求的前提下，先用洗耳球通过玻璃管向盛有氧化铜粉末的试管中吹气，使极少量干燥的氧化铜粉末匀称附着在试管底部，然后再按教材的要求进行试验，就可以得到具有金属

4、光泽的铜镜；他的这个试验设计在京津沪川化学试验研讨会上进行了沟通并获得一等奖；这个事例说明，在化学试验过程中，只有认真观看，才能发觉问题，在观看过程中， 需要热忱、耐心；由于只有这样，才能观看到别人观看不到的东西；细致观看既需要用眼睛看、耳朵听、鼻子闻、手触摸等多器官共同参与；仍需要把观看和摸索结合起来，这样才能找到试验创新的突破口；2. 分析归纳法分析归纳就是找出所讨论试验的个别特点，通过分析；比较、归纳加以改进创新的一种方法；例如：将在2021 年 9 月召开的全国第十届化学试验教案创新研讨会上展现的“铝和水蒸气反应试验的绿色化设计”就是通过对铝和水蒸气反应的试验原理、方法及试验装置进行分

5、析对比后，找出了影响试验成败的关键是如何防止除去氧化膜的铝不被氧化；经 过近 1 个学期的探究，不断调整试验方案，最终设计出不使用汞盐溶液的安全、环保、简 天津师范高校训练基金工程；工程编号：52LJ04欢迎下载精品学习资源单、易做的试验方案；此试验在天津市中学化学试验沟通会上进行了展现，获得优秀试验一等奖；又如，在用向下 或向上）排空气法收集氢气、氧气、二氧化碳三种气体的试验中，如何证明集气瓶中已分别布满三种气体？氧气、二氧化碳均有试验证明，只有氢气没有试验 证明；为解决氢气验满这个问题，笔者曾做过多次试验，用过多种方法和物质，经过分析、对比和归纳，最终发觉“烟”能在空气中扩散，但不能向氢气

6、中扩散；由此完成了用“烟”做指示剂来进行用向下排空气法收集氢气时进行验满的试验设计；这两个事例说明，在进行分析和归纳时可以先找一些带有典型性的特例，从实际例子下手；淡定易突破的地方开头，一般说来，详细的、和小的题目比较简洁讨论，把它们搞清晰了，就可以得到启示；3、发散聚合法发散性思维是一种多方向、多数量、全面绽开的辐射型思维方式，是创新思维中最珍贵的思维形式；这种思维形式能克服常规思维的单一性、单向性；它是以一个目标作为思维起点，沿着不同方向，提出各种设想查找各种途径，解决详细问题的试验设计方法；而聚合性思维是把解决问题过程中所供应的各种信息经过分析、比较、综合、归纳得出一个最优化答案的思维方

7、法；是在追求思维结果的数量基础上寻求质量；通过发散和集中的摸索，可以让头脑敏捷起来，超越了形形色色的习惯思维障碍，最终达到创新的终点；例如在进行“喷泉试验”的教案实践中，我们第一引导同学认真观看和分析了氯化氢气体溶于水形成喷泉试验的原理，然后布置了每组同学完成除氯化氢气体溶于水形成的喷泉试验外，再至少用5 种不同的试验方法和反应原理进行喷泉试验设计并对各种试验设计方案进行评判的讨论课题；同学在查阅大量的文献资料的基础上，经过分析比较和试验探究完成了以下比较胜利的喷泉试验设计；并在全班进行了演示沟通，同学设计的试验方案简洁示例如下 :欢迎下载精品学习资源示）磷 +氯气碳的吸附性 由容器内压强减小

8、引起的喷泉试验磷 +氧气二氧化硫 +水化学变化过氧化钠+二氧化碳图 1氢氧化钠 +二氧化碳向盛满水的容器中充入难溶于水的气体而产生的喷泉试验 如氢气喷泉 2 由外界压强增大引起的喷泉试验由势能差引起的喷泉试验试验装置如图2 所示）3）运用化学与物理综合的方法设计的“永久”喷泉；图 2试验装置如图 3 所示）通过同学的演示、沟通和分析评判，一样认为，虽然不同的试验方案都各 有特色，但相比起来，碳的吸附性喷泉、氨气热胀冷缩喷泉、过氧化钠和二氧化碳反应的喷泉、由势能差引起的喷泉和运用化学与物理综合的方法设计的“永久”喷泉等 5 种试验方案，更具有学问、趣味性和创新性；是图 3欢迎下载精品学习资源比较

9、好的试验方案；在以后的教案实践中值得推广；这个事例说明，在培育同学制造性思维过程中，既要注意培育同学的发散思维，更要注意培育同学对运用发散思维设计的不同试验方案进行综合分析、比较归纳、优化挑选的聚合思维；只有发散思维与聚合思维结合，才能把思维不断引向深处；在一般情形下，遇到问题后，发散思维可为解决问题提出多种可挑选的方法；而聚合思维就对选定的方法作进一步的摸索，此方法是否是最优的？仍有无可完善之处. 这时又需要再进行发散与聚合协作摸索，这样反复多次，最终的结果往往能超出正常思维的水平；这亦是“头脑风暴” 教案法的真谛；4、逆向思维法逆向思维法是指从相反方向摸索问题的方法；是运用颠倒过来思索的方

10、式进行试验设计的方法；逆向思维是顺向性思维的对立面；顺向性思维是一种常规性、传统性思维；用逆向思维法，就可能打破顺向思维所形成的思维定势，克服思维“框框”造成的对制造力发挥的阻碍，取得肯定的试验设计成果；例如，教材中胶体电泳的试验是在U 形管中进行的，在通直流电时，带电氢氧化铁胶体粒子的移动除了靠正负电性时吸引外，仍要克服重力的吸引；因此，试验所需要的电压高110V），时间长，试验成效不明显；天津海河中学的任老师运用逆向思维的方法，在不转变教材操作要求的前提下，用倒置的 U 形管进行试验，电压只需12V， 3 分钟即可以观看到明显的试验成效； 试验装置如图 4 所示） 此试验改进后之所以取得这

11、样好的成效，是将以图 4前阻碍氢氧化铁胶体粒子移动的重力，转变为促进它移动的动力；此试验改进在第六届京津沪渝川化学试验研讨会上进行了沟通，并获得一等奖；这个事例说明，在化学试验设计中进行逆向思维就要要打破头脑中的僵化思想；要有意识地把思维的重点放在反面；在正面思维碰壁之后，就要从反面去摸索是否有解决问题的方法；逆向思维不是简洁的表面上的逆向，更不是否定一切；要从实际情形动身，要在熟识事物本质和一般规律的基础上进行；这样把思维重点偏重在反面，也能解决进行化学试验设计中的一些难题；5、联想思维法联想思维法是指在人脑内记忆表象系统中由于某种诱因使不同表象发生联系的一种思维活动；联想就是由此事物想到另

12、一事物；它是通过人的思维过程，在不同事物或概念之间建立起临时的联系；这种联系，有的是客观存在联系的反映，有的是在人的思维过程中主观上在它们之间建立起来的肯定的联系；对于这种联系，仍要充分利用头脑中存贮的过去得到的丰富的学问体会，在广泛的联系中比较、挑选；在化学试验设计中常用的联想思维法有：1）相像联想指从形状或从性质上、意义上的相像引起的联想；例如，用氢气一次吹出多个气泡起泡器的试验设计就是由在日常生活中看到儿童吹皂泡的现象，通过联想迁移而设计出来的；在全国第十届化学试验教案创新研讨会上将展现的“氢氧连续爆鸣装置”中的点火器，就是将打火机上的点火装置，迁移应用到氢氧连续爆 鸣装置中，收到了良好

13、的试验成效；2）迁移联想指把某些事物的特性联想到可以运用到的别的事物上去；例如，丁达尔效应试验新光源试验设计就由在日常生活中看到儿童玩具激光手电，联想迁移并将其运用 于丁达尔效应试验的光源，从而解决了在比较光明的教室内不使用暗箱就能观看到光在各 种溶胶中的通路问题；在全国第九届化学试验教案创新研讨会上展现的“自制半透膜”试验设计就由在日常生活中看到化学胶水干燥后所形成的薄膜，联想迁移并设计出自制半透膜3+的试验方法；在全国第十届化学试验教案创新研讨会上将展现的“在滤纸上仍原Fe 离子的欢迎下载精品学习资源试验设计”也是在滤纸上仍原氧化铜的试验设计的基础上进行迁移而设计出来的；3）类比联想是指通

14、过对一种事物与另一种类）事物对比，而进行创新的方法；化学试验设计中的类比联想指从装置上相像或相像的两个试验之间进行比较，找出它们的相像和相异之处，从中得到启示的方法；例如，碳仍原氧化铜试验，由于对试验操作的要求较高，试验现象不明显，看不到碳仍原氧化铜反应时所产生的红热现象及反应后生成的具有金属光泽的铜块；为做好这个试验，天津静海一中的李老师将此试验与铝热剂实验进行了讨论对比，找出这两个试验的相同点都是氧化仍原反应且反应物均为固体粉末； 反应开头时均需点燃高温；生成物均有金属单质）和不同点一个是用金属铝的粉末和氧化铁粉末反应，一个是用非金属木炭粉末和氧化铜粉末反应，）通过分析对比后，他们联想到能

15、否将铝热剂的试验方法迁移到碳仍原氧化铜试验中去；经过多次试验探究，最终获得胜利；这个试验设计成果将在全国第十届化学试验教案创新研讨会中进行展现；4）因果联想由于两个试验之间存在因果关系而引起的联想；例如 含碘盐快速定性检验方法就是由一次偶然观看到炒菜中藕片变蓝的现象而产生联想，分析产生这种现象的缘由是由于先将含碘盐进行爆炒的“错误”的操作，使含碘盐中 的碘酸钾在加热的过程中，发生分解生成了碘化钾，碘化钾又被氧化产生碘单质造成的， 由此联想完成了用加热干燥的含碘盐并用潮湿的淀粉试纸检验产物的方法，来定性地鉴别 含碘盐与无碘盐的试验设计；以上事例说明，在化学试验设计中进行联想思维的前提，就是要树立

16、试验意识，只有时刻想着化学试验设计的课题，才能在一些社会现象、生活现象观看中产生联想，并将有关的内容迁移到化学试验设计中，从而完成化学试验设计的课题；6、组合思维法组合思维法是从某一事物动身，以此为发散点，尽可能多地与另一或一些）事物联结成具有新价值 或附加价值）的新事物的思维方式；组合思维法运用到化学试验设计中就是把现有单一的如干个试验，再根据新的需要将它们重新组合起来，从而达到试验设计目的的方法；组合设计法是化学试验设计中常用的一种方法；例如 ：天津二中的侯老师和美术老师联手共同设计出用日常生活常见的物质石膏和不同物质在化学反应中产生的各种颜色如干个试验）来制作京剧脸谱的试验；既表达了化学

17、学科与美术学科的综合，又复习巩固了高中有关离子反应的化学学问；既宏扬了民族文化，又增强了同学学习化学的爱好，同时也培育了同学的动手才能；故此化学活动课深受同学的欢迎；此试验设计在第六届京津沪渝川化学试验研讨会上进行了沟通，并获得一等奖；7. 弱点查找法弱点查找法是找出已有试验设计的不足之处并加以改进，使新的试验设计方案在原有试验方案基础上得到提高；由于是对现有试验加以改进，所以，使用这种方法进行试验设计，精力集中，节约时间，简洁取得显著成效，是一条简便的试验创新思路；所谓弱点， 未必真的是缺陷，只要是通过改进，能有所提高的试验设计都可认为是弱点；例如，在全国第九届化学试验教案创新研讨会上获得一

18、等奖的“铝在氧气中的燃烧” 实验设计就是将在全国第八届化学试验教案创新研讨会上展现的“铝在氧气中的燃烧”试验设计中用点燃燃烧匙中酒精和铝粉混合物的操作这是弱点）改为将少量铝粉附着在用水或酒精）浸湿的滤纸条上，干燥后直接点燃的操作；经改进后，试验现象明显，操作简洁，仅用 30 秒钟即可以完成试验；8. 直觉思维法直觉思维法就是直接领会的思维；是人的一种心理机能，是认知的一种方式；详细说欢迎下载精品学习资源就是人脑对于突然显现在其面前的新事物、新现象、新问题及其关系的一种快速的识别， 敏捷而深化的洞悉，直接的本质的懂得和综合的整体判定；直觉凭以往的体会、学问，直接猜到问题的精要；是用灵敏的观看力、

19、快速的判定力对问题做出摸索性的回答，此时结论不肯定非常牢靠，必需再用体会思维、理论思维进一步证明；化学试验设计中的直觉思维法 就是在无意之中发觉某种试验现象后，然后再对产生这种现象的缘由进行探究，经分析、归纳后而设计出新的试验方案的方法；例如，在全国第八届化学试验教案创新研讨会上获得一等奖的“在滤纸上仍原氧化铜”的试验设计，就是在用酒精灯加热烘干用硫酸铜溶液浸湿的滤纸时偶然发觉，烘干后的滤纸在点燃时没有火焰产生，而是显现红热现象，此现象始终连续到反应终止，最终剩余的是红色固体物质，而不是一般滤纸燃烧后的灰烬；对此现象，天津静海一中的张老师凭直觉感到这是一个新的试验事实；于是他又从反应原理、操作

20、方法等方面进行了深化讨论， 经过多次试验，最终设计出“在滤纸上仍原氧化铜”的试验方案；此试验展现后受到与会代表的一样好评；从这个事例可以看出，对于以试验事实为基础的化学试验设计而言，直觉思维所得要具有广博而坚实的基础学问、丰富的生活体会、敏捷的观看、思维才能和剧烈的试验意识；要勤于摸索、勇于探究、善于总结；要有大量试验事实作后盾；爱因斯坦说过， 天才是九十九分的汗水和一分灵感 ；法国闻名生物学家巴斯德有句名言: 机遇只偏爱有预备的头脑； 这些名言对期望在化学试验创新设计中获得胜利、又过分寄期望于偶然机遇的化学老师来说不无启发；综上所述，化学试验设计在培育同学的创新思维方面，有其得天独厚的条件，

21、同学在进行试验设计时，第一是通过观看仿照、移植现有的试验方案，然后再通过独立摸索、联想迁移、刻苦探究逐步在试验设计中表达自己的个性，从而具有肯定的制造性；因此，老师在组织同学进行化学试验设计时，要第一引导同学阅读、分析、查找一些进行化学试验设计时所用的思维方法的示例和进行试验设计的小窍门、试验药品及仪器的代用品、试验装置的改进等有关资料，以开阔同学的视野，启发同学的制造性思维；同时也应常常提出一些能激发同学制造欲望和制造爱好的问题，勉励、引导同学进行独立摸索和勇于提出自己的见解；充分发挥每个同学的制造潜能，让同学在手脑并用的化学试验设计活动中迸发出制造的火花；参考文献：1 北京海淀区老师进修学

22、校等编. 京津沪川中学化学试验新法集萃M. 云南训练出版社，1992，122 第五届京津沪川化学试验研讨会秘书处编.化学试验新法精萃 M. 天津新蕾出版社，1994，83 李平，蔡秀慧编著. 中学化学试验讨论新编M.东北师范高校出版社，1999.4.4 陈龙安著 . 制造性思维与教案M.中国轻工业出版社，1999.6.5 李平 . 开展化学试验讨论不断提高试验教案质量J.天津师范高校学报基础训练版）， 2000， 96 蔡秀慧，李平，张欣 . 中学化学试验教案与创新才能培育J.化学教案， 2001.4.7 邢大华主编 . 制造创造的方法 M. 山西训练出版社，2001.7.8 梁良良主编 . 创新思维训练 M. 中心编译出版社，2003.1.9 瞿正河著 .中学化学创新试验教案论M. 内蒙古高校出版社， 2006， 1010 王祖浩，王程杰主编 . 中学化学创新试验 M. 广西训练出版社，2007， 1欢迎下载精品学习资源欢迎下载