发散和收敛思维在化学复习课中的运用
杨加根
摘? ?要
中考化学复习课普遍存在“炒冷饭”式的复习，造成学生理论知识与生产生活脱节、学习方法与理想模型脱节、实验结论与实践经历脱节、阅读试题与获取信息脱节、概念理解与变换角度脱节、开放试题与文本转换脱节等。学生感到化学知识杂而乱，复习过程茫然无绪，导致学生学习化学的兴趣下降，解题思维能力不足，学习信心丧失。为解决这些问题，复习阶段要巧妙运用教学策略，培养学生的发散思维和收敛思维。
关键词
发散思维? 收敛思维? 中考化学复习? 深度学习
化学复习课是学生系统掌握化学知识，促进学科质量提升的重要环节，同时也是发展化学思维能力的重要课型。上好化学复习课需要教师认真安排，精心设计。深度学习最大特征是其超越了知识了解与知识传授层面的教学，其知识学习需要通过学习者的自主学习来实现[1]。而“浅层学习”的唯一动力是中考任务驱动，是被动、消极的学习，是为了考分而进行的“死记硬背”式的教与学，未能促进学生对知识和信息的理解，无法实现知识的长期保持，更不可能促进学生高阶思维的发展[2]，学生很难形成可持续的学习力。为了达到“深度学习”的目的，中考化学复习过程中，应该注重学生发散思维与收斂思维的培养，两种思维交替进行、协同运作，复习效果定会倍增。
一、学生发散思维和收敛思维不足的表现
美国心理学家吉尔福特于1967年首次提出思维的发散性加工与思维的辐合性加工。他认为：“发散性加工是一种记忆的广泛搜寻，而辐合性加工则是一种聚集搜寻”[3]。发散思维是一个思维求异的过程，又称扩散性思维。收敛思维是一个思维求同的过程，此过程把多种想法进行科学筛选和综合，聚集搜寻一种最有实用价值的可行方案[4]。若仅有发散思维，而缺少收敛思维的筛选和综合，就犹如采集了许多美味食材，但没有通过优秀厨师的二次加工，也无法品尝到一道美味的菜肴。因此，两种思维既相互区别，又相互联系，对立并统一。
素质教育呼唤创造性人才，创造性人才需要有创造性思维支撑，从思维方向看就是需要发散思维和收敛思维。在初中化学学习阶段，两种思维协调发展，才能提高初中生的创造才能和科学素养。许多教师在化学新授课可能还会重视学生思维能力的培养，而到复习课，由于多种因素作用，便忽略了思维能力培养，造成学生思维能力不足。主要表现在以下几个方面。
1.理论知识与生产生活脱节
化学复习课与生产生活实际脱节，是不争的事实。老师们也都认识到此类问题，但又不愿意去改变这种状态，仍采用中规中矩的复习方法，提供给学生的是赤裸裸的“化学知识”，学生新授课学习积累的兴趣也逐渐丧失。因此，化学学习过程中要引导学生认识化学、技术、社会、环境的相互关系，理解科学的本质，提高学生的科学素养[5]。凡是能将概念形成与生产生活建立联系，善于抓住知识本质深入思考，深刻理解概念的学生，化学思维能力活跃，解决化学问题能力都非常强，学习化学的过程就比较轻松，学习效果也好。
2.学习方法与理想模型脱节
从宏观、微观和符号三种表征水平上认识和理解化学知识，是化学学科的三重表征。目前初中化学复习过程中通过三重表征认识化学知识的策略不容乐观，这与教师自身对模型的认识和运用能力有关系。许多化学教师缺乏模型教学意识，不会使用模型教学的策略，导致平时教学过程中缺少指导学生运用“化学模型认知与理解”的学习方法，不能有意识地从微观的角度帮助学生认识化学变化，学生无法理解化学反应的实质。
3.实验结论与实践经历脱节
实验是化学学习和研究的基础，但学生对实验探究一知半解，只能人云亦云地死记硬背实验步骤、实验现象及实验结论等，习惯于跟着老师转、跟着教辅答案转。易出现实验现象辨析不清，即使一些难度不大的常规实验现象都混淆不清，探究分析能力薄弱。这与教师平时实验重结果，轻过程，轻思维有关系，学生没有实验经历，缺少思维过程，靠死记硬背的实验知识并不牢固，容易遗忘，思维培养更无从谈起。
4.阅读试题与获取信息脱节
新课标提出：让学生初步学习运用比较、分类、归纳和概括等方法对获取的信息进行加工[6]。目前初中生普遍存在获取和处理信息能力的缺陷，课本中出现的重要的化学方程式，许多同学可能通过记忆能够准确回顾出来，但是遇上需要通过阅读提取信息，并通过一些化学思想处理信息的试题时，能力明显不足。因此，教师平时教学要注意化学思想的培养，引导学生用化学思想解决化学问题。如化学方程式中隐含的“宏观现象—微观本质—符号表征”的相互关联，如果将化学方程式等只当作符号进行“死记硬背”，学生阅读时获得的信息将是单一的、浅层的，会影响学生思维能力的发展。
5.概念理解与变换角度脱节
基本原理和基本概念理解不清是思维能力缺陷的重要表现。比如中考命题中，我们命制了“使用溶液可以将氯化钠固体中的其他可溶物质去除”，设置选项为二选一，许多学生只记得老师曾经讲过的复杂的化学方法，对选项一筹莫展，不会变换角度去分析。其实这与学生缺乏发散思维有关系，学生只记住饱和溶液与不饱和溶液的概念，而没有厘清相关概念的关系，学生不理解饱和溶液特指某种溶质的饱和溶液，对该种溶质饱和，但对其他溶质不一定饱和的道理。
6.开放试题与文本转换脱节
开放性试题虽然会增加阅卷的难度，但能很好地考查学生的思维能力。而对于开放性试题，学生答题比较随意，语言组织缺乏逻辑性，思维与表达方式缺乏严谨性的现象比较突出，这都与平时思维培养不够有关。
二、发散思维在化学复习课中的运用
在化学复习课或习题课中，应有意识引导学生提出新颖的问题，逐步改变学生思考问题的方式，有目的去指导学生提出创造性的问题解决方案。
1.一物多用
以某个材料（包括生活物品、实验仪器等）为思维发散的起点，分析其不同的实验用途。化学实验仪器如玻璃棒、试管、烧杯、漏斗、量筒等常见仪器，要求学生尽可能多的说出这些仪器在初中化学实验中的不同用途。化学实验药品如水、碳酸钠、熟石灰、氯化钠等，让学生了解药品在不同实验或生活中的用途。
2.一能多物
以某种材料的某种功能作为思维发散起点，将其与获得该功能的现实可能性联系起来。如：要证明无现象发生的中和反应，反应后酸溶液过量，学生很容易只想到使用“紫色石蕊溶液”鉴定，而教师引导学生进行发散思维，就会发现涉及酸的通性的药品都可以，合理方案还有锌等活泼金属、金属氧化物、难溶性碱、碳酸钠等。
3.一构多物
以某物品的结构为思维发散起点，联想具备该结构的其他物品。如：集气瓶口及玻璃片都有磨砂，联想到该结构是为了密封性好，从而联想到毛玻璃片应该磨砂面与集气瓶口接触，进而继续联想还有哪些实验或药品保存需要密封？通过发散思维获得盛放液体的细口瓶内口、盛放固体的广口瓶内口等。从而获得结论：凡是玻璃与玻璃相接且需要密封的地方，都是磨砂处理的，包括以后高中将学习到的各类玻璃活塞等。
4.一构多性
以某物质的结构为思维发散起点，联想具备该结构可能的性质。如：部分非金属氧化物与碱溶液的反应方程式，学生书写难度较大，许多教师只要求学生死记硬背几个常考的化学方程式。其实复习时可以通过思维发散的方式进行分析，利用二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，获得二氧化碳与氢氧化钙生成物为碳酸钙和水，由于二氧化硫、三氧化硫与二氧化碳结构相似，氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡与氢氧化钙结构相似，从而推论出相关物质之间反应的化学方程式，通过发散联想获得的化学方程式，学生容易理解记忆，不易遗忘。
5.一态多物
以物质的各种形态（包括色态味、反应条件及现象等）为思维发散起点，联想与之符合的可能物质。如：“黑色固体”“粉末状物质”“刺激性气味”“白色沉淀”“反应条件为高温”“气球变大”等物质特色形态的训练，以促进学生形态发散能力的提升，这对解决初中常见物质的鉴别、推断有帮助。
6.一物多组
以某种仪器为出发点，联想其与其他仪器进行组合，形成有更多特色的新装置组合，以获得更多的新用途。如：将广口瓶、导管等重组合成几种变体“多功能瓶”。有的导管左长右短，可以通过气体进入导管的方向调整，以实现洗气、收集气体、排出液体（测气体体积）等功能;有的导管两短，可以作为防倒吸的缓冲装置;有的导管两长，可以用于洗气并收集气体。
7.一法多向
以初中常见的实验方法为出发点，联想该实验方法应用的多种可能性。如：排水法收集氧气，可以通过思维发散获得氢气、氮气、一氧化碳、甲烷等气体都可以使用排水法收集;换一个方向，氧气除了可以用排水法收集，还可以通过向上排空气法及真空收集法收集;再换一个方向，由氧气排水法收集是利用装置内压强增大将水排尽，引导学生联想初中化学中其他一些也是通过压强变化实现的实验，如“几种常规装置气密性的检查”“测定空气里氧气的含量”“物质溶于水放热吸热现象”等。
8.一果多因
以某一实验的异常点为出发点，分析异常结果可能的原因，或反过来由某种错误操作推测可能会造成的后果。如：铁在氧气中燃烧失败的原因、铁钉腐蚀的原因、试剂变质的原因、配制一定溶质质量分数溶液中误差产生的原因等探究猜想类问题以及其他开放类化学问题。
探究一果多因，常用控制变量法进行研究，也可以称為对比实验。这类方法适用范围是“实验现象存在明显差异，可能有多因素作用于同一事物”，是化学常用的探究方法，复习过程中要加以重视。
9.一物多链
从某一物质出发，尽可能多地联想它与其他物质之间的关系，形成知识网络。如：可以从一些明星化学式（二氧化碳、铁、水等）开始进行联想，将初中常见的物质性质、用途及制备方法形成知识链（如图1）。
10.一题多解
从试题某一方法出发，尽可能多地联想可能的解题方法，从不同的角度进行解答。
如：氧化铜和铜的混合物10g，通入氢气后加热完全反应，剩余固体质量为8.4g，求原混合物中氧化铜的质量？
方法一：根据化学方程式的常规计算
解：设原混合物中铜的质量为x
x=2g? ? ? ?氧化铜质量为8g
答：原混合物中氧化铜的质量为8g。
方法二：利用差量法进行计算
解：设原混合物中氧化铜的质量为x
答：原混合物中氧化铜的质量为8g。
方法三：利用化学式进行计算
解：反应过程中固体减少的质量1.6g是氧化铜中氧元素的质量，故氧化铜的质量为：
1.6÷20%=8g（20%是氧化铜中氧元素的质量分数）
三、收敛思维在化学复习课中的运用
事物都是普遍联系的，事物的发展有其固有的规律，只有充分运用理性思维方法，才可以通过事物的表象抓住内在的本质，才可以超越由经验所提供的对特殊和有限事物的认识，得到普遍性的认识[7]。在化学复习课或习题课中，要想办法利用收敛思维将众多无序的化学知识变到有序的条理化逻辑程序中去，将点知识变成结构性知识，以便最终得到一个合乎逻辑规范的结论。
1.无序知识有序化
复习阶段要把无序的化学知识统一到已有的化学知识体系中去，使化学知识有序化。一些看似繁杂的化学知识，经过仔细分析、整理、归纳就会发现都存在一定的规律，问题就会变得简单而清晰。如对于复分解反应的记忆，学生十分头疼，是学生学习化学的一个重要分化点。复习阶段要让学生能联系具体的反应现象、反应微观过程或化学物质的实际应用进行本质分析。让学生在实验过程中加强对化学方程式的理解，通过学“看得见”的化学来学化学用语。通过微观分析复分解反应的实质，将众多复分解反应归类到“五类反应、三种实质”中来，从而减轻学习负担，培养思维能力。
2.分散知识结构化
复习过程中要对各单元的考点进行归纳、梳理，相近考点可以打破章节进行对比分析和练习，厘清知识点之间的区别和联系，形成完善的知识体系。如：“碳及碳的化合物”知识内容，分散在第2、6、7、11、12单元，复习时可以C→CO→CO2→H2CO3→CaCO3/Na2CO3等为主线结合各物质的生成与反应串起知识体系。可以通过引导学生将初中阶段涉及的碳及碳的化合物的知识，特别是相关的化学方程式，以绘制思维导图的方式进行复习（如图2）。化学的学习过程中，思维导图的使用有利于学生理清思路，以点及面开拓学生思维路径[8]。
3.个性知识共性化
把个性知识通过抽象思维、分析综合分别收敛于其共性上，这一共性区别于另一共性，从大范围缩到小范围，又由小范围据题给的其他条件进一步收敛。如：一种黑色粉末经高温强热后，出现红色物质，并生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，请写出这种黑色固体可能的化学式。我们先找出其中一个共性收敛条件，即物质颜色为黑色，初中化学中常见的黑色物质有C、MnO2、CuO、Fe3O4等，然后据题中其他条件进一步收敛便可知答案是C、CuO。
发散思维和收敛思维是辩证统一的，发散思维是基础，收敛思维是目的。发散性思维与收敛性思维这两种方向相反的思维方式贯穿于科学发展的各个阶段，只不过在不同时期的相对地位和作用不同而已[9]。如果我们只注重发散思维，而忽略收敛思维，必然导致思维混乱，学习茫然无方向;如果我们只关注收敛思维，就必然会导致僵化的学习，抑制学生思维的发展。两种思维的相辅相成特点，决定了学习过程必须经过“收敛思维—发散思维—收敛思维”的螺旋上升，从而逐步深化发展学生思维能力。只要长期坚持，定会让学生获得更高阶的思维能力。
参考文献
[1] 郭华.深度学习及其意义[J].课程·教材·教法，2016（11）：25-32.
[2] 安富海.促进深度学习的课堂教学策略研究[J].课程·教材·教法，2014（11）：57-62.
[3] Guilford J P ，The Nature of Human Intelligence[M].New York：MeGraw Hill，1967：99-100.
[4] 王锦化.谈“化学实验教学研究”教学中的发散性思维与收敛性思维[J].高校实验室工作研究，2002（02）：3-4.
[5][6] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学，2011：3，7.
[7] 李天义，台昀江.从理性思维到创意性思维[J].科学·经济·社会，2006（03）：59-62.
[8] 赵国庆，陆志坚.“概念图”与“思维导图”辨析[J].中国电化教育杂志，2004（08）：42-45.
[9] 鮑健强.科学思维与科学方法[M].贵州：贵州科技出版社，2002：74-75.
【责任编辑? ?郭振玲】
