發揮實驗功能，培養創新能力

摘 要： 科學新課程改革的重點之一就是培養學生的創新能力。科學實驗為培養學生的創新精神和實踐能力提供了最佳 環境。教師要發揮科學實驗的優勢，激發學生的探究興趣；鼓勵學生質疑問難，培養學生的創造意識；引導學生進行科學猜想，培養學生的創新能力；精心設計科學實驗，激發學生的發散思維；組織實踐活動，培養學生創新能力。

關鍵詞： 科學課程 實驗教學 創新能力

科學是以實驗為基礎的學科，實驗是理論和實際相結合的一種實踐過程，因此科學課程的實驗教學是培養學生創新能力的主渠道。在實驗教學中如何釋放學生的激情，如何調動學生求知欲，如何培養學生的創造性思維，如何挖掘學生的內在潛力，養成良好的學習品質和思維品質，形成完善的人格，這些都是我們科學教師需要深入研究的。

一、發揮實驗優勢，激發探究興趣

七年級是學生學習初中科學的開始，重點應激發學生的好奇心、學習興趣和求知欲。愛因斯坦說：“興趣是最好的老師。”學生如果能在實驗中感到自然的美妙，科學的神奇，并對科學產生由衷的喜愛，那就是實驗教學成功的開始。所以用精彩的實驗把學生帶進絢麗多姿的科學世界很有必要。如在七年級的第一節課可以創設這樣一個情境：教師拿出一個用乒乓球和幾根頭發做成的布娃娃腦袋，讓學生想辦法使布娃娃的頭發全部豎起來，結果學生都想不出辦法。這時，教師用絲綢摩擦過的玻璃棒放在布娃娃頭發上方，頭發豎起來了。學生驚嘆不已，問題也就隨之而產生：這是怎么回事？頭發怎么會豎起來的呢？這樣就很好地激發了學生的學習興趣，激起了學生探究奧秘的欲望，為培養學生的創新能力奠定了基礎。

二、鼓勵質疑問難，培養創造意識

科學始于問題，科學研究中，發現問題比解決問題更重要。因此在科學教學過程中首先應盡量創造情景，讓學生發現問題。學生由于學習經驗和生活經驗的限制，學習時往往提不出問題或問題質量不高，針對這種情況，教師在教學中要有意識地通過提問，為學生質疑問難作示范，從而使學生從教師的提問教學中學到提問的本領，進而敢于提出有創意的問題，敢于說出有創新的但還不敢肯定是否正確的結論。

我們應精心創設問題情境，啟發、鼓勵學生大膽質疑，引導學生提出問題、主動探究，充分激發學生的好奇心和內在的創新欲望。在實驗中我們可以有意識地安排錯誤裝置，讓學生改正，并說明理由，同時要多讓學生補充和完善實驗裝置。教師也可以讓學生對課本中的演示實驗進行改進，設計實驗習題、實施實驗方案。如在做“稀釋濃硫酸”時可以故意先把少量水直接倒入盛有濃硫酸錐形瓶中，造成沸騰現象。讓學生針對這種情況提出看法，作出評價，這樣學生可以加深印象，教學效果更好。

實驗過程中教師要隨時給學生提問的機會。有時學生提出的獨特見解不一定正確，遇到這種情況，教師更要循循善誘，引導學生自己得到正確的結論。教師還可以組織學生相互提問，相互辯論、探討，而相互啟發又常常是有利于形成具有創新性問題的最佳環境。

三、引導科學猜想，培養創新能力

科學猜想是用已知的科學規律對未知的自然現象及規律作出科學預見，可以為進一步的探究指明方向。它在激發學生的興趣和強烈的求知欲，以及培養學生的探究能力、創新能力等方面有著非常重要的作用。科學課程的優點就在于蘊含著極其豐富的猜想資源，恰好為我們培養學生的猜想能力提供了良好的平臺，因此教師應鼓勵學生大膽進行猜想。但是由于受傳統教育思想的影響，以及學生本身的知識和感性經驗的限制，而且猜想本身是一個或然性的判斷，學生容易對其缺乏足夠嚴肅的態度，甚至會出現隨便瞎猜的現象，這種“猜”不是真正意義上的科學猜想。為此教師應善于引導學生提出合理的猜想。

1.提出猜想時要盡量說出依據

為了防止學生瞎猜，提高學生思維的縝密性，教師應當要求學生在進行猜想時，盡量說出其依據。這樣不僅能培養學生的邏輯概括能力，而且能使這種思維的過程具有嚴肅性與合理性。

如在教學串并聯電路知識時，我安排學生“探究兩個電阻相并聯后的總電阻”這樣一個實驗活動。其過程如下：

(1)提出問題。教師提出問題：兩個電阻并聯后的總電阻跟各個分電阻的大小關系如何?即是總電阻大，還是兩個分電阻大?

(2)提出猜想。在教師的引導下，學生通過相互討論，自己提出猜想。

教師：同學們可能一下子很難作出判斷，你們可以根據已有的知識和經驗，大膽地進行猜測。

導體的橫截面積變大，而且導體的橫截面積越大，電阻越小。

學生2：兩個電阻并聯后總電阻應當會減小。理由是：家里的用電器都是并聯的，用兩個用電器時，電表走得快些，這表明兩個電器并聯后，電路的總電流變大了。因為電路的總電壓不變，電流變大表明電路的總電阻變小了。

學生3：……

2.盡量提供實驗材料或背景進行猜想

通過實驗，讓學生有了感性認識后，引導學生再去猜想，這樣的猜想就有了明確的指向性，才能做到猜而有路，想而有物。如“物體的浮沉條件與哪此因素有關”的教學設計話動：(1)請學生觀察并推測泡沫塑料、塑料方塊、木塊、塑料球、橡皮筋、回形針、牙簽、蠟燭等物體在水中是沉還是浮，將推測結果填寫在實驗記錄表中。(2)檢驗自己的推測，把推測錯和推測對的各放一堆。(3)討論：物體在水中的沉浮和什么因素有關?又如，在講授“改變物體內能的方法”一節時，教師先發給每小組幾根鐵絲，通過學生動手操作實驗，提出許多方案，如放在酒精燈上燒，用開水燙，用砂紙磨，用鐵錘反復敲打，來回折動，等等。最后引導學生分析、歸納，猜想出：一是外界傳給它熱，二是對它做功。可見有了這樣的實驗材料和背景，學生猜想的合理性就可以得到保證。

3.加強對猜想的導航與評價

目前科學教學有一種不良傾向需要糾正：有些人認為只要是學生講的、猜的，都是值得研究的，甚至哪怕學生想的是錯的，也要沿著這個方向研究下去，讓學生體驗科學探究過程，認為學生肯定會有收獲。這種觀點確實有其合乎道理的一面，但畢竟受課堂教學的時間和硬件設施限制，按上述觀點來實施“放羊式”的教學幾乎不可能。如探究摩擦力大小可能與什么因素有關時，學生很容易會猜想到與壓力有關，與空氣的濕度有關，與物體的質量、軟硬度有關，卻不容易猜想到關鍵點上。如果把所有的猜想都設計實驗去驗證，顯然是不可能的。這時教師針對學生的猜想加強導航與評價顯得非常重要，對指向性明確給予肯定，對指向性不明的猜想找出共點后歸類評價、去偽存真。其實空氣的濕度、物體的軟硬度可以歸結到“接觸面粗糙程度”這個因素中，物體的密度與質量可以歸納到“壓力”這個因素中。經教師這樣一“導”，學生就會很明確地猜想到摩擦力大小可能與這兩個因素有關。

四、精心設計實驗，激發發散思維

教學的目的不在于教師完成某種過程，而在于通過某種活動促使學生在行為上發生某些重要的變化，并增強他們的學習動機。如《凸透鏡成像規律》，教學中應采用啟發式教學和有控開放。實驗前教師先介紹光具座的結構，并說明什么是物距、像距。讓學生觀察并思考：“為什么燭焰的焰心、透鏡中心、光屏中心要在同一高度？當燭焰靠近透鏡，使u＜f，移動光屏，光屏上能成燭焰的像嗎？直接用眼睛通過透鏡觀察燭焰，你看到了什么？”指導學生多次改變物距，通過對成像情況的反復觀察和比較，引導學生總結出成像規律。這個學生實驗，從教學主體的角度強調學生的主觀能動性和創造性，盡可能創造更多的機會，讓學生在創造中感受成功的體驗，在成功中感受到學習的樂趣，從而激發思維的靈活性和創造性。

為了便于實驗的開展，我們可以把演示實驗中部分難度小、現象明顯、學生有濃厚興趣的項目改為學生探究實驗，并同課本里有關的學生組實驗結合起來，提前在新課講授中實施。如在做“用天平和量筒測液體的密度”實驗時，我讓學生自己去設計實驗，寫出實驗器材和步驟。對于器材，有些學生把課本上的量筒換成了量杯。在這里教師還可以設疑：如果沒有量筒或量杯，該怎么辦？問題一提出，學生議論紛紛。在學生爭論無果時，我適時引導學生，在測規則固體(如立方體或圓柱體形容器)密度時，其體積不一定要用排水法測，可用什么方法測量？學生馬上會想到用刻度尺，那么液體的體積是否可以用刻度尺測量呢？通過這樣一過渡，學生就會聯想到把液體盛在規則容器中(如立方體，圓柱體)，就可以用刻度尺測出體積了。

在測液體質量的步驟上，方案一，有些學生先稱出空燒杯的質量，再把量筒內的鹽水全部倒入燒杯，再稱出燒杯和鹽水總質量。方案二，有些學生也是先稱空燒杯的質量，但把量筒內的鹽水部分倒入燒杯，稱出燒杯和鹽水總質量。方案三，有些學生先稱鹽水和燒杯的總質量，再稱出把鹽水全部倒入量筒后燒杯的質量。方案四，有些學生也是先稱鹽水和燒杯總質量，再稱出把部分鹽水倒入量筒后燒杯的質量。在測液體質量的步驟上，教師肯定了二﹑四兩種方案的優越性，可以減小實驗誤差，并對一﹑三兩種方案中將鹽水全部倒入的做法進行討論，分析方案一：理論上可以操作，但在鹽水全部倒入后在量筒底部會粘有鹽水，使稱出的質量偏小，測出的液體密度就偏小；分析方案三：將鹽水全部倒入量筒，若鹽水過多就會超出量筒的量程，且鹽水液面一般不會剛好與量筒的整數刻度相平，讀數上存在誤差。這樣既培養了學生的發散思維，又使學生的創新能力在潛移默化中得到了培養。

又如在學習“二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應”時，教師可增設這樣一個實驗(讓學生自己完成)：取一塑料軟瓶，使其中充滿二氧化碳，然后將適量的滴有酚酞試液的氫氧化鈉溶液(紅色)倒入瓶中，迅速用塞子塞緊，震蕩后可觀察到塑料瓶奇跡般地癟下去，且溶液的紅色逐漸變淡或消失。學生可親自從中體驗到二氧化碳與氫氧化鈉溶液發生了反應，從而體會實驗設計的實用性，進而達到激發學生興趣、培養學生思維創造性的效果。

五、組織實踐活動，培養創新能力

學生只有接觸生活，參加實踐，才能根據已有的扎實知識和已培養的創新意識，迸發出思想火花，從而進一步增強求知欲和創造欲。自主探索，豐富的課外實驗能使學生擴大視野，增長知識，發現新問題，激發求知欲望，培養創新能力。教師可以定期開放實驗室，讓學生根據自己的需要選做實驗。我們要善于啟發，注重“引導”，激發他們提出種種不同的設想，開闊思路。師生共同分析問題、準備材料，而學生自己提出假設，自定方案，實驗探索，自尋結論。

在自主實驗過程中，教師的作用是積極引導學生發散思維，幫助他們把自己設計的實驗方案付諸實踐。當然在這個過程中，學生難免會出現各種各樣的差錯，我們要允許學生想錯、做錯，并引導他們在失敗中找出原因。成功的假設與實驗是一種探索，失敗的假設與實驗也同樣是一種探索。教師要相信學生經過失敗的磨練，最終能迎來成功的“春天”；要引導學生密切聯系生產、生活和環境實際，關心環境變化、經濟發展、科技進步，關注與科學相關的社會熱點、焦點問題，進行開放式學習。為此，教師可組織學生走出校門，到工廠、醫院等進行實地考察，測定水質因化工生產而受污染程度，調查工廠附近農田、水質、空氣污染情況，進行分析，找出主要污染成分和污染源，提出治理污染意見，寫成調查報告。

如學生在對實驗課題“調查本地汽車尾氣污染情況，提出防污治污方案”作了調查后，提出了下面6條措施：①加強小鎮綠化，設立衛生防護地帶，擴大城市綠地面積；②加強公共交通建設，推行“公交”優先政策；③開發利H等清潔燃料；④增加電車數量，減少燃油汽車；⑤安裝汽車尾氣處理器；⑥大力宣傳有關法規，加強監測功能，加大處罰力度。

培養學生的創新精神和創新能力，關鍵在于教師。科學教師應該責無旁貸地率先在科學實驗教學中有目的、有計劃地激發學生的創新動機，培養學生的創新能力，使學生能真正成為二十一世紀知識經濟時代的強者。

參考文獻：

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