根據新課標的要求,在《科學》教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力是十分重要的,也是非常必要的。本文主要從《科學》的課堂教學和實驗教學兩方面來談談如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。
一 在課堂教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維
課堂是學生學習知識的重要場所,在課堂教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維,一方面要發(fā)揮學生在教學中的主體作用,引導他們養(yǎng)成良好的思維習慣,另一方面教師要讓學生明確學習目標,啟發(fā)學生的能動性,鼓勵學生去思維,去創(chuàng)新。
1.創(chuàng)設情境,引導學生思維
創(chuàng)設情境,就是創(chuàng)設一種探索問題的教學情境,使學生處于一種良好的、積極的心理狀態(tài),進入新知識的學習,喚起學生強烈的求知欲望。例如在上《聲的初步知識》一節(jié)時,我先讓大家欣賞一段動聽的音樂,讓大家思考耳朵為什么能聽到音樂?然后以音樂的傳播為中心,打開學生思維之窗,展開一系列的問題研究。對于初中學生學習理、化、生知識,創(chuàng)設情境十分重要,它使學生在具體的事例中從感性體驗開始,也就是給學生以視覺的和聽覺的多種情境。這里要用到多媒體技術,但是更重要的是在感性體驗的基礎上有啟發(fā)性地提出問題,把要學的知識作為問題呈現出來,使新知識與學生認知結構中已有的知識建立起聯系,使學生通過思維,獲得新知識。例如研究兩張豎放的紙從中間吹氣時,紙將如何擺動的問題,雖然可用實物演示,可是不易做好。于是我就設計下列實驗讓學生演示、觀察現象。在桌上放兩支相距15cm點燃的蠟燭,并讓一位同學從兩支蠟燭的中間吹氣。在演示之前先讓同學們猜想將會出現什么現象。這樣為學生提供思維材料,使之有“物”可思,在探究中培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。在教學《科學探究》時,拿出兩盞臺燈讓學生像平常生活一樣,接上電源,打開開關時,發(fā)現一盞燈不亮從而產生問題,非常自然地引入了探究。
2.提出任務,培養(yǎng)學生思維
創(chuàng)造性思維是在主動探求的過程中體現出來的,要發(fā)展學生的創(chuàng)造性思維,就必須創(chuàng)造一個讓學生自己探索、創(chuàng)新、研究的機會。
(1)在課堂探究中培養(yǎng)。在探究“食鹽在水中溶解快慢的影響因素”的活動中,讓學生對食鹽溶解的決定因素展開思維,大膽地進行猜想,結果提出了很多的問題:①食鹽是怎樣溶解在菜中的?②食鹽溶解在水中會變成什么?③食鹽為什么能溶解在水中?④食鹽是不是完全溶解在水中?⑤怎樣使食鹽溶解得更快些?⑥食鹽在別的溶劑中是否也能溶解?等等。這里,雖然有些問題與中心問題有所距離,但也都是相關的。教師應正確處理、應鼓勵學生提問。但是我們一節(jié)課不能把所有的問題都解決,這節(jié)課只能研究“食鹽溶解于水中的影響因素”。讓學生再次對問題進行篩選與補充,于是總結出五個問題:①食鹽溶解快慢是否跟水溫的高低有關?②食鹽溶解的快慢是否跟水的數量有關?③食鹽溶解的快慢是否跟食鹽顆粒的大小有關?④攪拌是否會影響食鹽溶解的快慢?⑤外界大氣壓的大小是否會影響食鹽溶解的快慢?這樣有利于培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維。
(2)在習題演變中培養(yǎng)。利用一些具有典型性的題目加深、拓寬,使一道題演變出許多靈活性、綜合性較強的新題,產生出許多變通性較強的新解、獨創(chuàng)性較強的巧解。首先,對典型的題目,解答可以先橫向拓展變換——訓練的知識和能力適當增加,難度可適當加大,靈活度增加,把與原題有關聯的自然知識組成一個立體網絡,增強知識的系統(tǒng)性和綜合性,讓學生自由翱翔其中,能多角度、全方位地觀察問題,增強思維的靈活性和流暢性。如在水平桌面上豎直放置平面鏡,讓小球勻速滾向平面鏡,觀察球的像如何運動??蓮某上穹矫嫱卣?,也可從光路方面拓展。在引申的基礎上可再拓展,在拓展的基礎上又可引申,繼而編成一張知識的立體網絡。其次,對一題多解的題目,可讓學生拉開知識的網絡,從各個角度和側面進行分析和思維,尋求不同的分析和解決方法,以培養(yǎng)學生思維的多向性和廣闊性。如有一質量分布均勻的正方形木板,其整塊的重力為G,底面積為S,一半又一半地切割成很多塊,然后每塊中心對齊疊放在地面上,問:對地面產生的壓強是多少?該題顯然可以通過等比例數列來求解,也可以利用圖形法來解。
3.交流研討,發(fā)展學生思維
《科學》教學過程中還要舉行學生交流活動,每個小組要在全班同學中匯報各自的探索結果,并說出每種結果的思考過程。教師應判斷出學生思維的正確與否,準確把握學生的思維水平,但不要急于表態(tài),而是充分尊重學生,讓學生發(fā)表自己的見解,并允許不同意見者爭論。通過研討,學生自己來判斷哪幾種方法的思考過程是正確的,哪些思維方法比較好。同時,教師應注意讓學生在發(fā)散的基礎上進行集中,促進發(fā)散思維與聚合思維的有機結合,以保證創(chuàng)造性活動的順利進行。
二 重視實驗教學,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維
初中科學是一門以實驗為基礎的一種理論體系,不進行實驗和探索就無法學到技能和知識,無法體會到探索的樂趣,也無法真正理解科學。實踐證明:只有通過“實驗”、“調查”、“制作”等科學探究活動教學,激勵學生獨立自主地學習,才能有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。
1.重視演示實驗——增強探索創(chuàng)新意識
通過生動的實驗現象,創(chuàng)設問題情境,激發(fā)學生的興趣和求知欲,促使他們產生探索創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維。強烈的好奇心,濃厚和旺盛的求知欲是引導學生的探索創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維的動力和源泉。而實驗能使科學現象生動地呈現出來,讓學生感到驚奇、有趣,極大地激發(fā)學生的求知欲,促使學生在索因釋疑的過程中豐富知識,培養(yǎng)探索創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。如在演示大氣壓存在實驗時,在裝滿水的杯子上口蓋上厚紙片,將杯倒轉過來,放開手后,厚紙片不會掉下來。學生看到這種現象感到新奇有趣,繼而發(fā)出疑問:厚紙片為什么不會掉下來?是不是受到一個向上的力?那么這個力又是誰施加的呢?接著教師又和學生共同做“馬德堡半球”實驗,空心的半球密合在一起,用兩用氣筒抽出球里的空氣后,讓兩個大個子學生用力往兩邊拉,結果學生累得滿頭大汗,半球都沒有拉開。這激起了學生更大的探索興趣和求知欲望。教師打開半球管子上的開關,嘶嘶聲響過后,用兩手輕輕地就把半球打開了。學生感到驚異。經過積極思考和激烈討論,學生最終認識到大氣具有壓強,并且是很大的。而教師對學生的探索給予肯定和鼓勵,讓學生體會到解決問題的愉悅,更加激起了他們潛在愿望,思維十分活躍。教師抓住時機,要求學生就日常生活中一些熟悉的現象舉例證明壓強的存在。如塑料掛衣鉤貼在墻上,能用它掛書包;玻璃片上滴幾滴水,將另一塊玻璃片合在一起等。學生經過積極思維,驚喜地發(fā)現,這些平時司空見慣的現象竟然包含著奇妙的科學,這不僅極大地強化了學生的探索創(chuàng)新意識,而且為今后進一步的創(chuàng)新思維打下了良好的基礎。
2.變驗證、測量實驗為探索性實驗——激活探索創(chuàng)新思維
教材中屬于驗證性、測量性的實驗較多。傳統(tǒng)的科學實驗教學常常是教師把實驗目的、內容、步驟詳細而周密地安排好,甚至連結論也預先說給學生聽,學生只需依葫蘆畫瓢地被動實驗。這樣的結果是,學生失去對實驗的“神秘”感和探索欲望,思維單一呆板,缺乏靈活性和創(chuàng)造性。如果教師能選取一些靈活性、變通性的問題,積極創(chuàng)設情境,鼓勵學生發(fā)散思維,進行多方位、多角度觀察、思考、探索、想象,從而提出多種設想和解決問題的方案。在此基礎上,再引導學生進行收斂思維,確定解決問題的最佳方案,不僅能培養(yǎng)學生的基本操作技能,而且能訓練學生思維的流暢性、變通性和獨創(chuàng)性(發(fā)散思維的三個維度),從而激活探索創(chuàng)造性思維。如研究影響蒸發(fā)因素,教師提出此課題后,讓學生根據已有知識,選擇器材,提問:你能利用這些器材設計一個實驗來探究影響蒸發(fā)因素嗎?可以分組討論,根據事先的設計,出現問題及時探討糾正,分步演示,并得出結論:蒸發(fā)快慢與液體的溫度、表面積和液體表面空氣流通速度有關。繼而提出問題:還有其他因素嗎?諸如與液體種類等因素也有關。讓學生繼續(xù)選擇器材,設計方案進行實驗探索。通過這些探索性實驗,挖掘學生的深層意識——探索創(chuàng)新意識,創(chuàng)新能力也被催化、激發(fā)。
3.變實驗知識為實踐能力——提高創(chuàng)新能力
我們要把面向全體和因材施教統(tǒng)一起來,更好地激發(fā)學生的求知欲望,進一步調動學生探索研究的積極性,變實驗知識為實踐能力,啟迪創(chuàng)造活動。
(1)將“小實驗”變成現實?!靶嶒灐本哂腥〔姆奖恪⒎椒ê唵巍⑷の缎詮?、效果明顯等特點?!靶嶒灐背膳囵B(yǎng)學生的觀察、操作、整理數據等能力外,還可培養(yǎng)探索創(chuàng)新能力、發(fā)現能力和設計能力。教師除了可在授課過程中巧妙恰當地穿插“小實驗外”,還可組織課外實驗小組,有計劃地進行“小實驗”。教師要積極幫助學生創(chuàng)造實驗條件,使“小實驗”能順利進行。例如組織學生利用簡易器材進行諸如“土天平”、“水火箭”、“鉛筆變阻器”、“紙盒燒開水”、“筷子提米”等實驗,從而激發(fā)學生的動手興趣,培養(yǎng)學生的動手能力。
(2)開展實驗設計方案競賽。根據教材所涉及的內容,教師可提出一些研究的方向,啟發(fā)學生自行設計實驗方案。教師定期收集學生的實驗設計方案,認真審閱,對合理性強、可操作性強、實驗結果準確性高的“作品”,要給予表揚和獎勵。如在學完《串、并聯電路》后進行電路連接設計比賽。這些活動學生參與面廣,且寓能力培養(yǎng)于趣味活動中,必能受學生歡迎,從而全面提高學生的探索創(chuàng)新能力。
〔責任編輯:高照〕