创新能力培养在科学课上的探索

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  摘 要:教师要充分相信学生,使学生主动参与实验。实验让学生做,问题让学生提,思路让学生想,过程让学生议,结果让学生析。让学生独立设计实验,最大限度调动学生的创新思维,让学生的创造才能和科学素养得以充分的培养。
  关键词:自主创新;发散思维;想象;动手操作能力
  穆勒先生曾说过:“此刻一切完美的事物,无一不是创新的结果。”小学科学作为一门以实验为基础的课程,在内容上涉及了大量可探究的物理、化学、生物、天文和地理的知识,并有大量的观察、制作等课内外活动,容易激发学生探索大自然奥秘的欲望,为培养学生的创新能力提供了十分有利的条件。下面我就如何在科学课上培养学生创新能力谈几点自己的看法:
  一、 情意交融乐开怀
  课堂教学是师生共同学习知识的过程,因此课堂上师生之间的情感交融,思想交流显得尤其的重要。怎样创设一种师生之间和谐、民主、幽默的课堂气氛是促进学生自主创新,提高学生学习效率的重要方式。例如:教学《导体与绝缘体》一课时,在优美的乐曲声中,我播放了一个《未来有光》的视频,纸面上车子动起来了,房子亮起来了,一排排路灯也亮起来了,这栩栩如生的画面,看得学生目不转睛。在这样的氛围中,我问了学生:“你们对于这些画面有什么想问的?”
  学生争先恐后地举手,都提出了同一个问题:为什么笔在纸上画一画,纸上的物体都动起来了。在这样轻松的气氛中,学生自主提出了探究的内容。紧接着,我出示了一些生活中的日常用品,让学生猜测这些物体中哪些是导体,哪些是绝缘体,并自己设计实验进行验证。这样的课堂环境,使得学生的思维最大限度地活跃起来,创造力、想象力得到充分的发挥,能积极主动地参与教学活动。此外,教师在上课时可以多说些这样的话:“你认为还有其他可能吗?我认为你的想法是有道理的,我们再一起来讨论一下好吗?”等等。这样一来,能够使学生产生一种亲近感,觉得老师是在和他们一起学习。在这种氛围中学生的创新能力就能自然地得到发展。
  二、 异想天开有浮翩
  想象是人脑创新活动的源泉,而发散思维就为这个源泉的流淌提供了广阔的通道。所以培养学生的发散思维相当的关键,大部分的创造发明和新发现都是建立在发散思维基础之上的,没有发散,就无所谓创新。在课堂教学中,教师要精心准备一些问题,让学生顺着这些问题,提出自己的设想和方案。此外,在学生回答问题,提出想法的时候,老师应多鼓励,以免挫伤学生的创新意识。例如:教学《谁流得更快》一课时,在指导完成书上要求的实验后,让学生自己设计,自己验证:不同液体流动的速度快慢。学生兴奋起来,点子也非常多。最后,大家成功地设计多种方法来比较液体流动的快慢,例如:用吸管设计跑道,在杯子底扎孔等等。所有的这些可以说都是学生的发散思维,它能为学生解决问题提供多种方案。虽然这些方案不可能每一个都十分正确、有价值,但它们都孕育着创新的火花,我们应该循循善诱,保护学生的创造欲望,培养学生的创新意识。
  发散思维,就像一棵树。如果说一件事情是“树”的主干,那么它的枝干、叶子、根、茎、花等就是发散思维迁移的结果,迁移类比能力越强,枝干、叶子、根、茎、花等就越茂盛。发散思维的营养就是人本身在生活中积累的见识和认知,自然这种积淀越深厚,迁移出来的深层认知就越正确,包含也就越广阔。因此,在教学中要经常提一些可以发散性的问题,促使学生尽可能地提出自己的见解和看法。如在研究影响电磁铁磁性强弱的因素时,问:你能想出哪些办法来控制电磁铁磁性的强弱?采用的办法有多种,其中可以通过开关的控制,即电流的通断来控制电磁铁磁性的有无;改变电磁铁的线圈匝数或电流大小来实现磁性强弱的控制等。
  三、 天马行空又如何
  要培养学生的创新意识,离开了想象就不可能取得成效。因此在教学中,要结合教学内容为学生创设进行想象的机会。如《浮力》一课,当学生对浮力有所认识后,就让学生进行幻想:如果没有浮力,在水中的物体会怎样?学生联想到没有浮力的话,在水中的物体都是下沉的,輪船、航母等交通工具不可能在海上航行,人下水也会被淹死。从而让学生掌握浮力的概念。再如《运动和摩擦力》一课,也可以让学生进行想象:如果没有摩擦力,我们的生活会变得怎样?并且让学生把想到的记下来,这样可以加深对摩擦力的印象。
  四、 动手实践重操作
  教师要充分相信学生,使学生主动参与实验。实验让学生做,问题让学生提,思路让学生想,过程让学生议,结果让学生析。让学生独立设计实验,最大限度调动学生的创新思维,让学生的创造才能和科学素养得以充分的培养。
  1. 提供有结构的材料
  有结构的材料能吸引学生对材料本身的好奇心,促使学生去探究这些材料的特性,在获取对材料正确认识的同时,进而创造出新的思维、方法。比如,《导体和绝缘体》一课,我向学生提供这些材料:泡沫塑料、木块、铅、铁、陶瓷、橡皮、气球、水、土壤、人体等,让学生自己去动手实践检验材料的导电性。学生不但能获取知识,还会提出很多问题。例如,为什么用电路检测器检测出人体是不能导电的,而在生活中常常会有人触电身亡的故事。还有如果水不能导电的话,游泳池为什么会张贴出“下雨天禁止游泳”这样的警示标语。在学生有疑问的同时,我出示了更精准的检验仪器:人体验电球,让学生进行进一步的探究和实验,就有利于学生去认识科学原理,激发学生的创新思维。
  2. 创设情境,提出问题
  创设一定的情景,能激发学生的学习兴趣,让学生提出问题,培养学生的创新意识。比如:《给冷水加热》一课,我首先向全班同学提供了:装有热水的水槽、一塑料袋的冷水;其次创设情境,我将一袋子冷水投入到热水中,过一会儿,塑料袋中的冷水竟浮到了水面上来,激起学生的求知欲望。我让学生分析原因,有的学生说是因为热胀冷缩,水膨胀了,体积变大,所以就浮上来了。也有的学生是这样认为的,加热后的塑料袋中的冷水变轻了,所以浮上来了。接着我进行引导:用什么方法证明你的观点呢?生答:用实验方法。师问:谁能设计一个实验方法来加以证明——是体积在改变还是重量在改变导致塑料袋中的冷水浮到水面上来呢?于是学生们思维都动起来了,以小组为单位开始,设计出来的实验方案有好几种:①用天平称量加热和未加热的水的重量有没有变化。②用弹簧测力计测量加热和未加热的水的重量的变化。③用玻璃瓶装满水,瓶口用橡皮泥堵住,并插一根吸管。再将玻璃瓶放入热水中,看水会不会膨胀沿吸管流出来。④用试管装满水,试管口套上气球皮,并用橡皮筋扎紧,再放入热水中,看气球皮有没有鼓起来。学生在这种探索的过程中,互相讨论,互相启发,学习积极性相当高,真正发挥了学生的主体作用,激发了学生的创新思维,同时也培养了学生的创新意识。
  3. 发现问题,自主探究
  教学中不能只满足于让学生“学会”,还要通过教学来教给学生求知的本领,常言道:授人以鱼,不如授人以渔。即让学生会发现,会自主探究,这对培养学生的创新意识有很大的帮助。杨振宁曾说过:“我到芝加哥大学攻读博士学位时,学到了一种与中国完全不同的学习方法。老师要你关注的不是最尖端的知识,而是一些新的现象,抓住这些现象进行探索、研究、归纳、总结。”因此,在科学知识的传授中,我们也应尽可能让学生自己发现问题,让学生自主寻找实验材料,设计实验方案,在这样探究的过程中,得到科学知识,从而使学生的创造思维得以培养。例如在研究下沉的物体是否会受到水的浮力时,不是简单通过演示把结论告诉学生,而是先帮助学生回忆学过的知识,根据研究的目的,利用学过的仪器,设计一个实验进行研究。然后放手让学生自己探究下沉物体的受力情况,选择所需仪器,边实验边记录,并对记录进行分析归纳,最后由学生分析出下沉的物体是受到水的浮力的。
  此外在课堂教学中,教师要经常适当地结合有关课外知识补充教材中缺乏的、又是生活中实用和常见的、学生感兴趣的科学现象和科学问题。如在讲浮力时,可以跟学生说说阿基米德和曹冲称象的故事;在五年级上“热”单元时,可以跟学生说说生活中有哪些常见的热的良导体和不良导体等等。这不仅能提高学生对科学学习的兴趣,还能激发学生主动地去探索一些生活中科学现象的兴趣。在这样的教学中,还能让学生养成独立思考、善于发现问题的习惯,开拓学生创造性思维能力。
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