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在初中科学实验中创新思维的探究

编辑: 路逍遥 关键词: 思维模式训练 来源: 逍遥右脑记忆


  在农村初中科学实验中开展创新性思维的探究

  [内容提要]:新课程积极倡导探究性教学,而科学是一门以实验为基础的自然科学。在农村科学教学中积极开展创新性思维能力的探究,是一门目前放在农村中学教师前的课题,让科学实验尤其是学生自主的探究性实验在整个科学教学中融会贯通,使之具有无可替代的重要作用。

  [关键词]:农村,科学实验,创新思维

  [正文]:新课程积极倡导探究性教学,而科学是一门以实验为基础的自然科学,如果把整个科学比作是一座摩天大厦,那么科学实验就是通向这摩天大厦的一级级阶梯。我们无论是引导学生探索科学规律,还是引导学生学习科学概念,都离不开科学实验。正因为如此,科学教育应该以探究性理念为指导,让科学实验尤其是学生自主的探究性实验在整个科学教学中融会贯通,使之具有无可替代的重要作用。

  初中科学教育的目标是普及科学知识,培育科学精神和科学态度,提高科学素养,在此基础上提高学生的创新精神和实践能力。我们要让学生知道与周围常见事务有关的浅显的科学知识,并逐步养成科学的行为习惯和生活习惯;初步了解科学探究的过程与方法,保持和发展对周围世界的好奇心与求知欲;发展学生的想象力,逐步形成大胆想象、尊重证据、敢于创新的科学态度。初中科学教育的主体课是科学课,实验教学是科学课中极其重要的一项教学内容。如何在初中科学实验教学中体现“提高学生的创新和实践能力”的目标,科学是一门以实验为基础的自然科学,科学实验是培养创新型人才的重要方式。作为一名科学教育工作者,我们应该把培养学生创造性思维方法渗透到科学教学中。让科学教学过程成为再现式思维和创造性思维有机结合的典范,教师要尽可能把教学过程设计成发现问题——分析问题——解决问题的创造型模式,着力营造“情感共鸣沟通,信息反馈畅通,思维活泼流畅,创造精神涌动”的最佳意境。充分利用科学的“先天资源”——实验可以将培养创新能力的目标展示在颜色、状态、气味、色彩等可视、可闻、可嗅的感性知识中,必要时,还可以通过分析推理上升到理性知识。

  一、以人为本,营造创新氛围

  当代女作家张洁①曾说过:“任何一种兴趣都包含着天性中有倾向性的呼声,也许还包含着一种处在原始状态中的天才的闪光。”

  只有学生对科学知识及规律产生拥有欲,对科学有着强烈的探索欲望,并抱有将所知科学知识应用于日常生活造福人类的动机,才可能激发创新潜能,才可能产生创新欲望。集色、态、味、光、声于一体的科学实验会给学生强烈的感觉刺激,从而引起学生的兴趣,激发学生的求知欲,如喷泉实验、镁带的燃烧等。但这种好奇与兴趣是本能的、不稳定的认识倾向,还应激发社会性动机使之成为主导动机,方才起着持久、稳定、强有力的动力和维持、调控作用。

  跳出重知识轻能力、重书本轻实践、重结果轻过程的框架,强化学生的动手操作与实践。加强学生问题意识和探究精神的培养,不能只信奉教科书,而要适时有机地补充最新的科技成果与发展状况,挖掘本土教育资源,开发校本课程,丰富科学课教育内容。

  结合东林当地的地方特征,如:东林有许多的甲鱼养殖场,怎样测定与控制养甲鱼水池中的PH值?;甲鱼池中排出的水中含有哪些污染物?……等等。

  科学实验教学过程既要注重学生学会实验的方法和动手操作的本领,以要广泛应用各种现代化手段,增加科技信息量,让学生掌握捕获信息的方法和能力。注重创设问题情境,使学生参与探索问题、解决问题的过程,使学习过程变为“参与?操作?感悟?内化?创新”的过程。

  在教学中结合农村中学的特点,不可能把教科书中所有的实验全部完成,所以有选择地做一些简单易行的实验进行,其它的实验可以通过视频或图片展示给学生,让学生提高学习的兴趣。

  如:在九级上“测定小灯泡功率”的实验中,引导学生对比八级“用伏安法测电阻”的实验。在实验中,提出问题“这两个实验有什么异同点?”“为什么会有这样的异同点?”等问题。在教学中注重学生对基本技能的掌握和熟练运用,如:滑动变阻器的使用和连接,在闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑到电阻最大时;连接时要“一上一下”不能连接在同上同下等等。

  另外,科学教师良好的教师形象——生动、准确的讲授,准确熟练的操作,热情真诚的关心鼓励,幽默大方的举止等因素在培养和强化学生学习科学的兴趣和动机中也起着不可忽视的情感作用。

  二、设计实验,引导发散思维

  实践是创新的摇篮,实验设计是一个动手动脑并可培养学生各方面能力的过程。通过学生自己思考设计实验,既可以培养学生动手动脑解决问题的能力,又可以培养学生的发散思维能力和创新设计的能力。

  如:在学习氨气的物理性质时,教师要求学生设计一套能够形成喷泉的装置。教师在组织学生开展实验设计时,可以和学生一起讨论、指导。氨气易溶于水能形成喷泉,氯化氢气体行不行?形成喷泉的原因是什么?实验装置可以做那些改进?此时学生思维活跃,大胆联想,认真设计,努力创新,设计出了很多方案。不少学生的设计图原理正确,设计新颖,并把化学与物理知识进行了充分的综合。让同学们互相介绍自己的设计思路和实验方法,共同进行可行性讨论,大家在手脑并用的活动中迸发出了创造的火花。此设计过程既激发了学生的创新意识,调动了学生的学习积极性,又培养和锻炼了学生的创新思维能力,收到事半功倍的教学效果。

  三、实验设疑,构建创新情境

  古人十分重视“疑”对于“进学”的作用, 宋朝朱熹②说过:“学贵有疑,小疑则小进,大疑则大进”,此处的“进”肯定包括了思维的创新。孔子③的教学方法中有“不愤不启,不悱不发”之说,即主张趁着学生心中有疑,苦苦思索而想不通时,才去启发他,想讲而讲不明白时,才去开导他。借助实验,创设“愤悱”情境,正是创新教学之佳途。

  鼓励提问,以疑导行。培养学生的质疑能力,首先要扫除学生的心理障碍。教师的态度要和蔼可亲,热情地鼓励、积极地启发学生质疑,帮助学生多提问,形成和谐平等的对话氛围。其次,教师要耐心倾听学生的问题,要欣赏学生的问题。师生之间要自由地交流,让学生感到亲切温暖,多给学生表达的机会,这样可以促进学生主动提出问题,自由的发表自己的看法,慢慢地变“不敢问”为“敢问”。在激发了学生的情感,使学生初步参与实验教学活动的基础上,要给学生创造机会,引导学生畅想多思,多方面、多角度地发现问题,从生活实际提出问题。如在学生知道环境污染主要包括:空气、水、噪声等几个方面后,教师启发引导学生在此基础上自己去发现问题、提出问题,并试着解决问题:“同学们,当我们初步得知环境污染包括空气、水、噪声等,仔细观察我们的生活环境,我们的头脑中是否又产生了好多问题呢?聪明的同学们,你们想到了一些什么问题呢?这些问题又如何能解决呢?老师很想知道。”这种鼓励提问的方式,很快使学生深入实际,思考问题。

  巧妙设疑,以引导行。明代学者陈献章④说过:“学起于思。”要引导学生动脑动口动手,主动地参与学习,参与实践。学生的问题是思维的发动机,是思考的方向和内容。在教学中教师要通过巧妙的设疑,引发学生提出问题,引导学生间的探讨和议论,激起学生对实验探究的兴趣,点燃思维火花,变被动学习为主动学习。同时帮助学生澄清模糊认识,培养学生在现实生活中的实践能力,还让学生在争论、思辩中加深了对科学知识的理解,从而深化认识,引导实践。

  在讲铝这一内容时,课本强调Al(OH)3具有两性,在制备Al(OH)3时加入适量NaOH,若过量则得不到Al(OH)3,如何体会好适量的含义,及在什么环境下Al(OH)3能稳定存在呢?对此疑点可用实验来解决。甲、乙两生分别制取Al(OH)3,所用的试剂相同,即用同一瓶的NaOH溶液和同一瓶的Al2(SO4)3溶液,不同的是甲往盛有NaOH溶液的试管中加入Al2(SO4)3,乙往盛有Al2(SO4)3溶液的试管中加NaOH溶液。甲的实验现象是:先出现白色沉淀,振荡试管沉淀消失,当这种现象重复数次后,再加入Al2(SO4)3溶液后,无论怎样振荡试管沉淀都不消失了,而且随着Al2(SO4)3溶液的继续加入,出现的沉淀越来越多。乙的实验现象是:随着NaOH溶液的加入出现沉淀且振荡试管不消失,但随着NaOH的增加,沉淀逐渐溶解,且NaOH越多,沉淀溶解的就多,最后沉淀全部溶解,再也无白色沉淀。同样的试剂,同样的实验,只是取溶液的先后不同,为什么实验现象不同呢?带着这样的问号,师生一起分析实验现象并作出解释,不仅有利于学生掌握知识,而且使学生体会到突破常规思考方式、进行创造性思考的乐趣,可以激发学生培养创造性思维的自觉性。

  鼓励学生学会创造和实践,在初中科学实验教学工作中首先得从鼓励学生提问着手,教师通过创设安全容忍的氛围,引导学生学会提问,培养讨论习惯,触发创新思维,真正把创新和实践能力培养落在实处。古人云:“学起于思。”要引导学生动脑动口动手,主动地参与学习,参与实践。

  四、科技活动,展现创新能力

  创新活动的基础是科技活动,科技活动的开展状况深刻地左右着创新活动。为此在工作中必须想方设法开展科技活动。从课外兴趣小组开始,建立初步的创新活动的基础。通过教师的指导,充分发挥学生的创新能力,利用现有条件,想方设法开展课外科技活动。比如:可以先让学生完成课本上的家庭小实验;再结合课本,适当补充学习一些课外知识,拓宽知识面,进行一些趣味性而有意义的实验;引导学生撰写科技小论文,充分展示学生的创新才华等。

  在培养学生的创新活动中,也要注意联系社会实际。可以让学生进行社会调查,到工厂、农村、商店等地进行参观、访问、调查。写出专题调查报告,并联系社会实际,提出改进意见和措施,条件许可的可以精辟出研究方案,并帮助实施。

  在农村中学中结会本校实际,创设初中科学教育校园文化环境。合理设计、精心布局,使校园文化环境在学校科学教育的舆论导向、氛围烘托和寓教于景方面发挥作用。

  在教学楼、长廊上制作有关科学教育的大型宣传画,教室内设立科技角,教学楼、实验室墙壁上悬挂科学家画像及名人名言。学生听科学家的故事,看科学家的传记小说,用科学精神感染每一个学生。同时,学校每举办一届科技节,每月进行一次科技项目的比赛,每月出一期科技专题的黑板报,使科技教育深入人心。发挥初中科学教育社区、家庭的功能。实行开放办学,让学生更多地走出校门,更多地参与社会实践活动,更多地为学生提供活动空间和条件。充分开发社区科技教育的一切资源,整合社区科技教育力量,树立大教育思想。通过整合形成教育的合力,使学校科学教育向着更广阔的天地发展。

  指导学生在看科学家传记时,要求学生写一篇有感悟的读后感,并在课后的科学兴趣小组中进行评比,给获奖学生一定的奖励,并将他们的文章写在科技专题的黑板报上。鼓励学生多实验,多思考,找出与科学家之间的差距和自己存在的不足,能够在科技活动时有所提高。

  初中科学实验教学是科学教育的重要内容,教师在教学中鼓励提问、倡导学生自己动手、积极组织和开展各种兴趣小组和科技活动,定能让孩子们的创新和实践能力得到培养。

  “扬长避短,无往不胜”。在农村中学中充分利用科学实验创设情境培养学生的创新能力是科学学科的独特优势,可以收到其他学科无法收到的效果。

  [注释]:

  ①张洁:当代女作家。中共党员。原籍辽宁抚顺,生于北京,幼丧父,从母姓。读小学和中学时爱好音乐和文艺。1960毕业于中国人民大学计划统计系,到第一机械工业部工作。翌加入中国作协。1982加入国际笔会中国中心,并随中国作家代表团赴美国参加第一次中美作家会议。任北京市作协副主席。1992被美国文学艺术院选为荣誉院士,国际笔会中国分会会员,中国作协第四、五、六届全委会委员、第七届名誉委员。享受政府特殊津贴。现为国家一级作家、国务院授予的育特殊贡献作家、中国作家协会理事、北京市作协副主席、北京市政协委员。著有作品集《张洁小说剧本选》,小说散文集《爱,是不能忘记的》、《方舟》,小说集《祖母绿》,长篇小说《沉重的翅膀》(获全国第2届茅盾文学奖,曾被译成德、 英,法,瑞典等多种文字出版)。《只有一个太阳》,《无字》,《知在》,《时间是用来流浪的》。长篇散文《世界上那个最爱我的人去了》,散文集《在那绿草地上》以及《张洁集》等。

  ②朱熹:(生于公元1130——卒于公元1200)汉族,婺源(今属江西)人。南宋著名理学家、思想家、哲学家、诗人、教育家、文学家。字元晦,后改仲晦,号晦庵,别号紫阳,又称紫阳先生、考亭先生、沧州病叟、云谷老人。

  ③孔子:公元前5519月28日(农历八月廿七)~公元前4794月11日(农历二月十一),名丘,字仲尼。在家排行老二,汉族人,春秋时期鲁国人。孔子是我国古代伟大的思想家和教育家,儒家学派创始人,世界最著名的文学名人之一。编撰了我国第一部编体史书《春秋》。据有关记载,孔子出生于鲁国陬邑昌平乡(今山东省曲阜市东南的南辛镇鲁源村);孔子逝世时,享73岁,葬于曲阜城北泗水之上,即今日孔林所在地。孔子的言行思想主要载于语录体散文集《论语》及先秦和秦汉保存下的《史记·孔子世家》。

  ④陈献章:(1428—1500),又名陈白沙,字公甫,号石斋,别号碧玉老人、玉台居士、江门渔父、南海樵夫、黄云老人等。生于明宣宗宣德三(公元1428),卒于孝宗弘治十三(公元1500),终73岁, 因曾在白沙村居住而人称「白沙先生」,广东新会都会村人(即今广东江门市新会区),明代著名的思想家,书法家。著作后被汇编为《白沙子全集》。


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