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1、浅谈信息技术支持下化学教育类研究生创新思维的培养 摘 要 本文基于现有的信息技术成果，浅谈以信息技术为脚手架，化学教育类研究生创新思维（包括发散思维、辨证思维、横纵思维、形象思维、直观思维以及逻辑思维）的培养，并揭示信息技术在培养创新思维中所起到的作用。关键词 信息技术 化学教育 教师教育 创新思维在当今的信息化时代，随着教育信息技术的飞速发展，信息技术与课程的整合成为了教育发展的必然趋势。信息化创新教学能力将是教育类研究生必备的基本教学技能。如何在信息环境下培养化学教育类研究生（包括化学课程与教学论研究生以及教育硕士）的教学创新能力，已成为当今化学教师教育的一个重大课题。要培养化学教育类研究
2、生的教学创新能力，就必须使他们具备创新的教学观念，集中表现为创新思维。创新思维，就是不受现成的常规的思路的约束，寻求对问题的全新的独特性的解答和方法的思维过程。教学的创新思维，具体指的是在教学实践活动中的发散思维、辨证思维、横纵思维、形象思维、直观思维以及逻辑思维。信息技术在培养人才创新思维方面具有独特的优势12。化学教育类研究生可以以信息技术为脚手架3，在教学实践与研究中培养自身的创新思维。下文将基于现有的信息技术成果，针对创新思维的培养展开讨论。1 信息技术支持下，化学教育类研究生创新思维的培养方式1.1信息技术支持下，研究生“发散思维”的培养发散思维是指从一个目标出发，沿着各种不同的途径
3、去思考，探求多种答案的思维。它表现为思维视野广阔，思维呈现出多维发散状，可以通过从不同方面思考同一问题，如“一题多解”、“一事多写”、“一物多用”等方式，培养发散思维。研究生可以运用基于计算机网络的“游戏化学习”平台，如“我爱你化学扑克游戏网”（如图 1），培养发散思维。化学扑克的设计理念是从教师和学生的角度出发，注重特定知识点的教学和学习策略，适当地辅以教育游戏，使教学和学习活动事半功倍，激发学习者对学习化学的兴趣，解决他在学习化学用语过程中遇到的难题，巩固基础知识，检验他对化学符号的掌握情况。“我爱你”化学扑克游戏网，就是充分发挥了网络的优势，实现了“游戏化教学”与信息技术的整合。在网络游
4、戏中，身处在不同地方的游戏者可以组织手上的“单质”或“化合物”扑克牌，通过不同的游戏规则（玩法）来实现“一牌多玩”；通过不同的出牌顺序实现“一牌多出”，争取游戏的胜利，这充分训练了游戏者的“发散思维”，同时巩固自身的元素化合物知识。研究生在运用化学扑克网络游戏训练自身发散思维的同时，可以把化学扑克网络游戏引入到教学实践活动，实现创新式游戏化教学，让学生在游戏中轻松学习元素化合物知识，大大提高他们学习化学的兴趣。图 1“我爱你”化学扑克游戏网1.2信息技术支持下，研究生“直观思维”的培养直观思维就是不经过逐步分析，而迅速对问题的答案作出合理的猜测、设想或顿悟的一种跃进性思维。在化学的教学与学习中
5、，如何将宏观物质与微观粒子之间建立联系，是难点之一。加强“直观思维”的训练，有利于解决此类问题。研究生可以运用基于计算机软件的课件工具平台，如ChemWindow（如图 2）、HyperChem4（如图 3）、GaussView5（如图 4）等专业的化学分子设计与模拟软件，对分子、晶体、化合物的平面或立体模型进行建构，从而实现“直观思维”的训练。在长期训练下，大脑中逐渐建构出众多典型的分子构型、晶体结构以及电子云分布情况，当遇到有关“宏观物质与微观粒子相联系”的问题时，便能迅速地从大脑中筛选出匹配的模型，对问题的答案作出合理的猜测与设想。这种思维训练方式，对研究生的“直观思维”培养有着促进作用
6、，同对研究生开展有关“微观粒子”课题的创新教学设计有着积极的辅助作用。 图 2 ChemWindow软件图 3 HyperChem软件 图 4 GaussView软件1.3信息技术支持下，研究生“辩证思维”的培养辩证思维，也称矛盾思维，是指按照辩证逻辑的规律（即唯物辩证法的规律）进行的思维活动。培养研究生的“辩证思维”，应着重培养在教学实践中运用辨证论（即唯物辨证观点观察、分析事物）和两点论（能用对立统一、相互转化观点）解决教学问题。“协作式学习”是训练“辩证思维”的有效方法。研究生可以运用基于计算机网络的“协作式学习”平台，如利用“化学教学论网络课程” （如图 5），培养“辩证思维”。在化学
7、教学论的课程学习后，研究生可以参与“化学教学论论坛”（如图 6）中的学习效果评价活动；网络互评和课上互评、“学生自评小组互评教师点评”多元立体化的评价方式，使研究生发现并反思在课程学习中自己存在的问题，结合教师点评进行不断完善，从而得到全方位的提高。图 5化学教学论网络课程图 6 化学教学论网络课程论坛研究生还可利用另一新型的基于计算机网络的“协作式学习”平台“化学远程实验平台”（如图 7）进行协作式的教学实践活动，训练教学的创新思维。此类远程化学实验平台6，一方面可实现远距离的、真实的、同步的化学实验，另一方面提供良好的协作学习环境，包括：（一）在线协作，即通过网络视频会议软件提供即时交流平
8、台，通过即时的文件传输实现数据共享。这样，身处不同地方的实验者可进行对话交流、数据传输、数据分析等操作，实现资源共享。（二）离线协作，即其他学习者可以下载服务器中保存的历史实验数据、视频录像，对实验数据及现象进行分析。在这样的交流平台与实验数据共享的环境下，学习者便能相互协作，共同解决实际的化学实验问题、从而获得新知识，达到协作学习的教育目标7。图 7 远程化学实验室在上述的信息环境下，研究生逐步培养出创新意识，敢于依据客观事实提出自己的见解，听取与分析不同的意见，并根据科学事实修正自己的观点，养成善于与人交流、分享与协作的习惯，形成尊重别人劳动成果的意识8，有利于“辨证思维”的培养。1.4信
9、息技术支持下，研究生“形象思维”的培养形象思维指的是用直观形象和表象解决问题的思维。化学学科中，存在着很多复杂的反应机理以及抽象的概念。而“形象思维”的运用，能将此类复杂的机理与抽象的概念用图形、图象、图式和形象性的符号来描述，使它们生动化、直观化和整体化，便于认知与识记。研究生可以运用基于计算机网络的多媒体课件资源进行教学组织，如利用“化学网上课堂网站”9（如图 8）中众多优秀的多媒体课件资源（包括丰富的实物图片、演示实验、FLASH、视频录像等）进行教学设计。这样，一方面，可以学习到优秀课件（如图 9）是如何通过使用图形、图象、图式和形象性的符号来描述复杂的机理与抽象的概念、促进学习者认知
10、；另一方面，可以利用当中的多媒体素材来自主开发多媒体课件，在多媒体技术的支持下，将教学内容生动化、直观化和整体化。这对 “形象思维”培养以及创新式的概念教学的开展十分有帮助。图 8 “化学网上课堂”主页图 9 FLASH课件模拟反应机理1.5信息技术支持下，研究生“横纵思维”的培养所谓的“横纵思维”，包括“横向思维”和“纵向思维”两种思维方式。纵向思维，从单一的概念出发，直到找出解决问题的最佳方案。而横向思维，即从不同角度思考问题，找到解决问题的最佳方案。研究生可以运用重要的基于计算机网络的文献资料搜索引擎，如Google学术搜索，CNKI、EBSCO等数据库，培养个人的“横纵思维”。在搜索某
11、一教学研究课题的文献资料时，可以先充分发挥“纵向思维”，通过限定搜索“关键词”来检索出该研究问题在化学教育领域中提出的来龙去脉以及研究的最新进展；然后发挥“横向思维”，通过改变“关键词”，了解其他学科研究领域的学者，如物理、生物乃至教育技术学、心理学、哲学、经济学等，是如何研究这个问题的。这样便可以充分地拓展研究思路，在跨学科的研究思想指导下，实现教学研究方法的创新。1.6信息技术支持下，研究生“逻辑思维”的培养所谓“逻辑思维”就是在认识过程中借助于概念、判断、推理等思维形式能动地反映客观现实的理性认识过程。逻辑思维方法主要有归纳和演绎、分析和综合以及从抽象上升到具体等。研究生可以运用基于信息
12、技术的实验平台，如“数字化掌上实验平台”10（如图 10），利用“手持技术”进行数字化化学实验。“手持技术”的实时性与直观性让研究生能够通过实时的视频录制与图形化（如图 11）的数据显示方式，即时地对实验现象进行归纳与分析、及时地对实验结果做出判断，并对实验方案进行调整；而“手持技术”的易操作性与准确性实现了在降低实验操作难度的同时，保证实验的精确性，给予研究生更多空间进行逻辑思考，综合所得的实验数据与现象、概括并得出可靠的实验结论。这样数字化实验方式有利于研究生自身的“逻辑思维”培养。同时，研究生亦可把手持技术应用到实际教学活动中，实现创新的数字化实验教学，以解决传统实验手段难以解决的教学问
13、题。图 10 数字化掌上实验平台图 11 手持技术的配套软件2 信息技术对化学教育类研究生教学创新思维的培养作用综合以上提到的信息技术在化学教育类研究生教学创新思维培养方面的应用实例，可以看出：在信息技术的支持下，研究生创新思维的各个方面都得到更好的培养。信息技术构成了一个有效的数字化的创新思维培养平台（如图 12）。信息技术平台是培养兴趣和发挥创意的激励工具，是课程学习内容和学习资源的获取工具，是情境探究和发现学习的有效工具，是知识建构和应用实践的有力工具。图 12 信息技术构成的数字化创新思维培养平台信息技术作为创新思维培养的脚手架，起着以下作用：第一，使研究生的创新思维向着正确的目标发展
14、；第二，降低研究生课程学习的难度，提高从事教学实践的兴趣与积极性；第三，凸现教学研究的重点趋势，指出研究创新的关键所在；第四，提供适当的帮助与精神支持，增强研究生的“参与性、批判性、合作性”；第五，使研究生将创新思维培养的方法内化，提高自身创新思维能力。3 结语信息技术在化学教育类研究生教学创新思维培养方面起着积极的作用，各高等师范院校可以通过充分利用信息技术的优势，来培养研究生的创新思维。随着教育信息化的进一步发展，基于信息技术的人才培养模式，必将成为高等师范院校研究生培养方式的新趋势！参考文献1 徐福荫，黄慕雄，张学波等. 电化教育研究，2008(10)：39-42，47.2 钱扬义，罗一
15、帆，肖常磊等. 电化教育研究，2008(12)：89-92.3 钟映雪. 运用软件对高中生进行化学学习的思维模型建构的研究. 广州：华南师范大学，2007.4 谭君. 重庆教育学院学报，2004，17(6)：20-22.5 张翼. 化学教学，2005(5)：47-49.6 叶静怡，钱扬义. 化学教学，2008(10)：47-48.7 钱扬义，叶静怡. 远程教育杂志，2009(1)：75-78.8 钱扬义，彭豪. 中国电化教育，2009(7)：88-91.9 王玉兰，钱扬义. 化学教育，2008，29(5)：52-55.10 钱扬义，邓峰.中国电化教育，2006(11)：49-52.The Cu
16、ltivation of Chemistry Education Postgraduate Students Creative Thinking with Information Technology Abstract Based on the current research productions of information technology, this paper discusses on how to cultivate chemistry education postgraduate students with creative thinking (including dive
17、rgent thinking, dialectical thinking, lateral & vertical thinking imaginal thinking, intuition thinking, logical thinking) by means of information technology as scaffolds, and what the function of information technology in the process of cultivation is.Keywords information technology, chemistry education, teacher education, creative thinking7
