科學(xué)實(shí)驗(yàn)中對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培育

科學(xué)實(shí)驗(yàn)中對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培育作者：張?jiān)剑ㄋ拇ㄊ∧辖h沙河鎮(zhèn)小學(xué)，科學(xué)教師，636602）摘要：創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，進(jìn)行開(kāi)放性教學(xué)，是實(shí)施創(chuàng)新教育的有效措施，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的一種有效手段?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新思維實(shí)施途徑思維是人對(duì)客觀事物本質(zhì)特征和內(nèi)在規(guī)律性聯(lián)系間接的、概括的反映。21世紀(jì)是創(chuàng)新知識(shí)的世紀(jì)，小學(xué)階段是學(xué)生思維能力與思維品質(zhì)形成的關(guān)鍵階段。科學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的手段。關(guān)鍵詞：科學(xué)實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新思維；實(shí)施途徑；思維是人對(duì)客觀事物本質(zhì)特征和內(nèi)在規(guī)律性聯(lián)系間接的、概括的反映。21世紀(jì)是創(chuàng)新知識(shí)的世紀(jì)，小學(xué)3—6年級(jí)階段是學(xué)生思維能力與思維品質(zhì)形成的關(guān)鍵階段?？茖W(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的手段。因此小學(xué)科學(xué)教學(xué)，素質(zhì)教育中科學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新思維的培育顯得尤為重要。小學(xué)科學(xué)中的創(chuàng)新教育不是去開(kāi)拓和創(chuàng)新未知的知識(shí)和知識(shí)體系，而是創(chuàng)設(shè)一定條件和氛圍，引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生去摸擬、探究原科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)“新”現(xiàn)象，通過(guò)聯(lián)想、判斷、推理和綜合分析，歸納出物質(zhì)呈現(xiàn)如此現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，這就是小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的探究性創(chuàng)新教育。探究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的基本規(guī)律是：自己提出問(wèn)題…建立假說(shuō)…實(shí)驗(yàn)探究…得出結(jié)論…重建知識(shí)…能力形成。筆者通過(guò)對(duì)教學(xué)實(shí)踐的反思，深深地體會(huì)到：科學(xué)實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)新思維培育應(yīng)從以下幾方面入手：一、轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)方式新課程標(biāo)準(zhǔn)明確地指出，要改變課程過(guò)于注重知識(shí)傳授的傾向，強(qiáng)調(diào)使學(xué)生形成積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，使獲得基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的過(guò)程同時(shí)成為學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和形成正確價(jià)值觀的過(guò)程，突出了探究性學(xué)習(xí)過(guò)程，使科學(xué)知識(shí)內(nèi)容由簡(jiǎn)單的獲取向理解科學(xué)過(guò)程轉(zhuǎn)變。作為教師，怎樣適應(yīng)新的挑戰(zhàn)，在教學(xué)中實(shí)現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)，體現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)，需要我們大膽嘗試，特別是在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，突出學(xué)生的主體性，使他們積極主動(dòng)參與進(jìn)來(lái)，通過(guò)對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新思維培育，使他們體會(huì)到科學(xué)知識(shí)其實(shí)就在身邊，實(shí)現(xiàn)“從生活經(jīng)驗(yàn)走向科學(xué)學(xué)習(xí)，從科學(xué)學(xué)習(xí)走向生活經(jīng)驗(yàn)”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的積極性。要改善學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，關(guān)鍵是教師要樹(shù)立正確的教學(xué)觀念?，F(xiàn)代教學(xué)理論認(rèn)為，教學(xué)作為一種培養(yǎng)人的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，是以增強(qiáng)學(xué)生的主體意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的主體能力和培養(yǎng)學(xué)生的主體人格為目標(biāo)的。在教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)是通過(guò)自主活動(dòng)對(duì)知識(shí)意義的建構(gòu)過(guò)程，而不是一種簡(jiǎn)單的接受過(guò)程。因此，當(dāng)教師充分尊重學(xué)生的主體地位時(shí)，在教學(xué)過(guò)程中就不會(huì)獨(dú)霸講臺(tái)，一味“灌輸”，而會(huì)采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)地投入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中。以上充分表明，科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新思維培育，教師應(yīng)舍棄傳統(tǒng)的科學(xué)教學(xué)片面強(qiáng)調(diào)知識(shí)和技能目標(biāo)，必須指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有的知識(shí)和技能，充當(dāng)新知識(shí)的探索者和發(fā)現(xiàn)者的角色，把培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新思維，提高科學(xué)素養(yǎng)放在首要的位置。二、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)探究是從問(wèn)題開(kāi)始的，發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題是科學(xué)研究的開(kāi)端，養(yǎng)成質(zhì)疑的好習(xí)慣是科學(xué)研究的保障。在教學(xué)中，教師要善于創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察、閱讀教材等途徑引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以問(wèn)題為中心組織教學(xué)，將新知識(shí)置于問(wèn)題情境當(dāng)中，使獲得新知識(shí)的過(guò)程成為學(xué)生主動(dòng)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中教師的教學(xué)設(shè)計(jì)要根據(jù)不同的課題內(nèi)容創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景。以《能量轉(zhuǎn)換》一節(jié)新授課為例，教師一進(jìn)入課堂即出示一只手電筒，然后問(wèn)同學(xué)們里面電池儲(chǔ)存著什么能量，然后打開(kāi)電筒讓學(xué)生感受有光的存在，當(dāng)學(xué)生驚喜地發(fā)現(xiàn)：電筒一打開(kāi)里面的電能就能轉(zhuǎn)換成光能。教師趁熱打鐵，告訴學(xué)生：能量可以從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。同學(xué)們?nèi)缬信d趣，馬上搓一搓手體會(huì)其中的能量是怎么轉(zhuǎn)換的。同學(xué)們的興奮點(diǎn)一下子達(dá)到頂峰，在這種興奮心理驅(qū)使下，無(wú)須老師提出要求，幾乎所有的學(xué)生立即全身心地投入到動(dòng)手操作的科研實(shí)踐活動(dòng)中。通過(guò)自主實(shí)踐，他們真正體會(huì)到了學(xué)習(xí)的輕松和愉悅，無(wú)形之中培養(yǎng)了自身的探究意識(shí)，提高了自己的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。在課堂教學(xué)中，“設(shè)置科學(xué)問(wèn)題”也是創(chuàng)新思維培育過(guò)程中的一種好方法。例如，在學(xué)習(xí)《變色花》時(shí)，著力合理開(kāi)發(fā)和有效利用實(shí)驗(yàn)資源，把教材演示實(shí)驗(yàn)改成分組實(shí)驗(yàn)，把事先配好的紙花、堿水、白醋、紫甘藍(lán)水、PH試紙發(fā)給八個(gè)學(xué)習(xí)小組，老師演示將紫甘藍(lán)水噴向花朵和葉子都是白紙，一噴就變成紅花綠葉。學(xué)生不由的覺(jué)得很神奇，會(huì)得出以下問(wèn)題：⑴紙花和葉子為什么會(huì)有不同的顏色？⑵紙花是不是葉子和花朵不一樣？⑶我們做會(huì)不會(huì)也有老師這樣的效果？這樣處理，使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生了根本性改變，新課程倡導(dǎo)的自主、合作和探究性學(xué)習(xí)在課堂中得到充分的體現(xiàn)。經(jīng)過(guò)這樣的學(xué)習(xí)，使學(xué)生一步一步地接近目標(biāo)：“紫甘藍(lán)水能使酸堿溶液發(fā)生不同的顏色變化”“酸紅堿綠”，更重要的是在探究性學(xué)習(xí)過(guò)程中，使學(xué)生經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)知識(shí)的過(guò)程，久而久之，學(xué)生就會(huì)主動(dòng)探索知識(shí)，總結(jié)規(guī)律，學(xué)會(huì)思考，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的探究興趣“探究性學(xué)習(xí)”以學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活為基礎(chǔ)挖掘課程資源，注重以學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn)和體驗(yàn)為基礎(chǔ)運(yùn)用學(xué)科知識(shí)。例如在講《拓展》的加熱有金魚(yú)的試管上部，看在下部的金魚(yú)有沒(méi)有危險(xiǎn)時(shí)，先讓同學(xué)們猜金魚(yú)有沒(méi)有危險(xiǎn)，再有學(xué)生操作來(lái)驗(yàn)證自己的猜想。小學(xué)生對(duì)于這種“出乎意料”的奇異的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象會(huì)感到新奇和興奮。教師要因勢(shì)利導(dǎo)，引導(dǎo)他們思考：為什么會(huì)金魚(yú)沒(méi)有危險(xiǎn)？原因是什么？這樣會(huì)使學(xué)生的興趣得到不斷地提升和發(fā)展。一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，會(huì)讓學(xué)生聯(lián)想到熱傳導(dǎo)的方向和物體的導(dǎo)熱性。通過(guò)教材中“討論”“家庭小實(shí)驗(yàn)”，“研究性學(xué)習(xí)的課題”、“閱讀材料”、“資料”等欄目學(xué)生尤其感興趣，這些欄目使學(xué)生的興趣從課堂一直延伸到課外?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)探究不僅要求掌握一定的科學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，而且要求學(xué)生能靈活運(yùn)用這些知識(shí)和技能，因此設(shè)計(jì)探索性實(shí)驗(yàn)，在激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力等方面有重要作用。在課堂教學(xué)上要注重讓學(xué)生親自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索。例：如果沒(méi)有金魚(yú)我們?nèi)绾巫錾厦娴膶?shí)驗(yàn)，最后老師引導(dǎo)，學(xué)生有如下設(shè)計(jì)方案：⑴利用溫度測(cè)量加熱前的水溫；⑵加熱后分別用溫度計(jì)測(cè)量加熱部位的水溫，和試管下部的水溫；⑶對(duì)比加熱后上部和下部的溫度，就可知道金魚(yú)是否有危險(xiǎn)。經(jīng)過(guò)討論，學(xué)生們會(huì)覺(jué)得方案可行，可以得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。對(duì)于課堂演示實(shí)驗(yàn)如此，對(duì)于課本內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的也要大膽設(shè)計(jì)，進(jìn)行創(chuàng)新。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，經(jīng)常讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，或利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行問(wèn)題探索，會(huì)不斷增強(qiáng)學(xué)生的探究創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的探究創(chuàng)新能力，也能激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)探索的精神及興趣。四、實(shí)施開(kāi)放教學(xué)，拓展學(xué)生的思維空間探究式教學(xué)不是先將結(jié)論直接告訴學(xué)生，再通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，它是通過(guò)“做”來(lái)學(xué)習(xí)的。學(xué)生自主參與通過(guò)各式各樣的探究活動(dòng)諸如觀察、調(diào)查、制作、收集資料等，親自得出結(jié)論，使他們參與并體驗(yàn)知識(shí)的獲得過(guò)程，建構(gòu)起新的對(duì)自然的認(rèn)識(shí)，并培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。這種通過(guò)多樣、復(fù)雜的活動(dòng)情境來(lái)獲得知識(shí)的教學(xué)方法，可以使學(xué)生從多角度深入地理解知識(shí)，建立知識(shí)間的聯(lián)系，從而使他們?cè)诿鎸?duì)實(shí)際問(wèn)題更容易地激活知識(shí)，靈活地運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題。也只有這樣，學(xué)生的學(xué)習(xí)才是積極主動(dòng)的，才能夠真正激發(fā)學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)。例如，為驗(yàn)證物質(zhì)的性質(zhì)，教材中安排了許多功能單一的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)，如果在教學(xué)中特別是在總復(fù)習(xí)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手，將這些簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)采用橫向串聯(lián)，縱向延伸的方式組合起來(lái)，設(shè)計(jì)成綜合實(shí)驗(yàn)、系列實(shí)驗(yàn)，既可以使所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化，網(wǎng)絡(luò)化，又可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力。在學(xué)習(xí)《太陽(yáng)灶》一節(jié)時(shí)，器材室沒(méi)有實(shí)驗(yàn)材料，在市面上也很難買到，怎么辦呢？這是大家都很犯難，我們教師就可以引導(dǎo)，太陽(yáng)灶是讓太陽(yáng)的能量匯聚，那我們以前學(xué)過(guò)的那樣器材有匯聚的作用？同學(xué)們一下想到了凸透鏡（放大鏡），從而這個(gè)實(shí)驗(yàn)就可以改進(jìn)替換，達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)效果。許多科學(xué)實(shí)驗(yàn)存在一定的深化空間，教師能根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要和學(xué)生的知識(shí)水平，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行更深層次的探究，從多角度、多方位、充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的探究功能，也能起到啟迪思維、培養(yǎng)能力的作用。例如，在學(xué)習(xí)制作空氣動(dòng)力的小車時(shí)，本操作，雖然難度大了，所用的材料、用品也多了，但是同學(xué)們的探究熱情高，他們通過(guò)獨(dú)立思考、小組討論、動(dòng)手實(shí)踐，最后基本上都能設(shè)計(jì)出比較合理的小車，獲得了創(chuàng)新成功的喜悅。滲透實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)，把書(shū)本知識(shí)與生活結(jié)合起來(lái)，產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)探究的源動(dòng)力和內(nèi)在需要。為了鞏固實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)或檢驗(yàn)探究效果，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)，對(duì)反應(yīng)條件的控制，對(duì)反應(yīng)機(jī)理的研究，本身就是一種探究學(xué)習(xí)。“科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究性學(xué)習(xí)”應(yīng)與生物、物理、地理、化學(xué)、計(jì)算機(jī)不同學(xué)科知識(shí)相互聯(lián)系，通過(guò)對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用去完整地認(rèn)識(shí)整體的客觀世界。在安全、可行的原則下，讓學(xué)生各自發(fā)揮自己的聰明才智，探索各種合理的方法，設(shè)計(jì)各種可行的方案。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新可訓(xùn)練學(xué)生靈活運(yùn)用創(chuàng)造思維方法，同時(shí)又能促進(jìn)學(xué)生自覺(jué)地、有意識(shí)地去進(jìn)行創(chuàng)新，并不斷提高自己的創(chuàng)造能力。五、加強(qiáng)師生互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神由于本質(zhì)往往深藏于現(xiàn)象的背后，人們?nèi)菀渍业降氖鞘挛镩g表層的、非本質(zhì)的聯(lián)系，加上學(xué)生認(rèn)識(shí)上存在差異，對(duì)同一個(gè)現(xiàn)象往往有不同的解釋是很正常的。實(shí)驗(yàn)探究，最看重過(guò)程，屬于教與學(xué)中最純粹最美好的一部份，它詮釋了夢(mèng)想、勇氣與探險(xiǎn)精神，也意味著新奇、執(zhí)著與成功。當(dāng)學(xué)生公布自己的解釋時(shí)，別的學(xué)生就有機(jī)會(huì)就這些解釋提出疑問(wèn)、審查證據(jù)、挑出邏輯錯(cuò)誤、指出解釋中有悖于事實(shí)證據(jù)的地方，或者就相同的觀察提出不同的解釋。于是每一位學(xué)生都需要面對(duì)不同的解釋結(jié)果并展開(kāi)討論，討論中往往會(huì)引發(fā)新的問(wèn)題，導(dǎo)致進(jìn)一步的求證活動(dòng)和最終建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的共識(shí)。在學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師應(yīng)做到：給學(xué)生充分思考的時(shí)間，給學(xué)生發(fā)問(wèn)的時(shí)間，給學(xué)生批判的時(shí)間。就如教育家所說(shuō)的：“凡是兒童能夠自己做的，應(yīng)該讓他們自己做，凡是兒童能夠自己想的，應(yīng)該讓他們自己去想?！睂W(xué)生在自學(xué)探究基礎(chǔ)上不能自行解決的問(wèn)題，即可組織學(xué)生合作探究，多則班級(jí)全體參加，少則幾個(gè)人，形式靈活多樣，讓學(xué)生充分對(duì)話、答辯、爭(zhēng)論、教師只需在關(guān)鍵處加以點(diǎn)撥?！疤骄啃詫W(xué)習(xí)”在合作探究的過(guò)程中，從資料的搜集與分析，假設(shè)的提出與驗(yàn)證，學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)直至意義的最終建構(gòu)都需要學(xué)生相互