科學(xué)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)芻議

創(chuàng)新思維是科學(xué)素養(yǎng)的重要標(biāo)志之一.培養(yǎng)青少年的創(chuàng)新思維能力是提高廣大青少年科技素質(zhì)的重要途徑;是深化教育改革、全面推進(jìn)素質(zhì)教育的新要求;也是時代賦予每一個教育工作者的歷史責(zé)任.本文擬從實踐中談?wù)劤踔锌茖W(xué)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng).

一、創(chuàng)新思維的含義

諾貝爾物理學(xué)獎獲得者朱棣文講過:要想在科學(xué)上取得成功，最重要的一點就是學(xué)會用與別人不同的思維方式、別人忽略的思維方式來思考問題.即創(chuàng)新思維是指人們在創(chuàng)造前所未有的思維成果時所進(jìn)行的思維活動.創(chuàng)新思維的特點是:靈活、獨特、新穎，而且人人都具有創(chuàng)新思維.就初中學(xué)生而言，創(chuàng)新思維包涵有:觀察主動、敏銳;思維多向、求異;想象豐富、新穎;表述流暢、生動等.我們追求的學(xué)生創(chuàng)新思維，具有不拘一格、富于個性化傾向的特征，也就是每個學(xué)生都能有符合自己個性的創(chuàng)新思維.

二、創(chuàng)新思維培養(yǎng)的意義

溫家寶總理在今年教師節(jié)同北京部分中小學(xué)教師座談時講到:“從國內(nèi)外的比較看，中國培養(yǎng)的學(xué)生往往書本知識掌握得很好，但是實踐能力和創(chuàng)新精神還比較缺乏.這應(yīng)該引起我們深入地思考，也就是說我們在過去相當(dāng)長的一段時間里比較重視認(rèn)知教育和應(yīng)試的教育方法，而相對忽視對學(xué)生獨立思考和創(chuàng)造能力的培養(yǎng).”的確如此，我們傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式教出來的學(xué)生，幾乎都有一種近于畸形的獲取標(biāo)準(zhǔn)答案的思維慣性，缺少自主的創(chuàng)新思維能力.創(chuàng)新是一個民族的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達(dá)的永不枯竭的動力.因此，對青少年創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，無論從教學(xué)改革本身，還是培養(yǎng)適應(yīng)科技發(fā)展與社會進(jìn)步所需的創(chuàng)新型人才都具有重要的現(xiàn)實意義和歷史意義.

三、激發(fā)想象能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

在課堂教學(xué)中教師應(yīng)給學(xué)生多提供一些討論、對話、即興表演、實驗實踐等活動，激發(fā)想象能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維.

1.加強逆向思維訓(xùn)練，促進(jìn)思維的流暢性

與常規(guī)思維不同，逆向思維是反過來思考問題，有時從正面去思考一個問題，可能很難得到答案，而從相反的方向或?qū)α⒌慕嵌热ニ伎歼@個問題，可能豁然開朗.在科學(xué)發(fā)現(xiàn)上運用逆向思維的成功例子很多，如說話聲音高低能引起金屬片相應(yīng)的振動，相反，金屬片的振動也可以引起聲音高低的變化，愛迪生就是在對電話的改進(jìn)中，通過逆向思維發(fā)明制造了世界上第一臺留聲機.教師應(yīng)該結(jié)合教學(xué)內(nèi)容對逆向思維多做介紹，并在課堂上設(shè)計一些逆向思維訓(xùn)練題，加強訓(xùn)練，促進(jìn)思維的流暢性.例如，關(guān)于給網(wǎng)球充氣，按常規(guī)思維給球充氣用打氣針頭，然而網(wǎng)球與足球籃球不一樣，網(wǎng)球沒有打氣孔，那如何給癟了的網(wǎng)球充氣呢?這個問題從常規(guī)思維去思考可能很難得到答案，教師可以先讓學(xué)生充分發(fā)揮想象空間，說出不同答案，然后跟學(xué)生一起分析和解決充氣問題.首先分析網(wǎng)球為什么會漏氣?氣從哪里漏到哪里?我們知道，網(wǎng)球內(nèi)部氣體壓強高，外部大氣壓強低，氣體就會從壓強高的地方向壓強低的地方擴散，也就是從網(wǎng)球內(nèi)部往外部漏氣，最后網(wǎng)球內(nèi)外壓強—致了，就沒有足夠的彈性了.怎么讓球內(nèi)壓強增加呢?運用逆向思維，考慮讓氣體從球外往球內(nèi)擴散.怎么做呢?那就是把軟了的網(wǎng)球放進(jìn)一個密閉的鋼筒中，往鋼筒內(nèi)充氣，使鋼筒內(nèi)氣體的壓強遠(yuǎn)大于網(wǎng)球內(nèi)部的壓強，這時高壓鋼筒內(nèi)的氣體就會往網(wǎng)球內(nèi)“漏氣”，經(jīng)過一定的時間，網(wǎng)球便會硬起來.讓氣體從外向里“漏”的逆向思維，讓沒有打氣孔的網(wǎng)球同樣可以實現(xiàn)充氣.很顯然，通過逆向思維，把不可能變成了可能.

2.加強發(fā)散思維訓(xùn)練，追求思維的靈活性

發(fā)散思維是根據(jù)已有的知識結(jié)構(gòu)、經(jīng)驗方式進(jìn)行多方位、多層次、多角度探究的思維活動.對青少年而言，從問題的要求出發(fā)，沿不同的方向去探求多種答案，是訓(xùn)練發(fā)散思維的重要方法.變換方式求出答案能夠培養(yǎng)思維的靈活性，在教學(xué)中可根據(jù)教材內(nèi)容，可以一問多答、一題多解、一題多變等變換方式訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維，以培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性.例如在學(xué)習(xí)“聲速”之后，可提出這樣的問題:聲音在空氣中的傳播速度是340米/秒.假如聲音在空氣中的傳播速度變成0.1米/秒，請你結(jié)合所學(xué)知識，回答兩種以上的合理場景.這是根據(jù)已有的知識結(jié)構(gòu)、經(jīng)驗方式進(jìn)行多方位、多層次、多角度思考的發(fā)散思維訓(xùn)練題.學(xué)生在回答該問題時思維活躍，積極性很高.下面是學(xué)生描述的場景:

(1)馬路上的汽車鳴笛沒有效果，聲音還沒有聽到，汽車已經(jīng)開過來了.

(2)比賽時發(fā)令槍沒有用了，離得近的選手已經(jīng)跑出去了，離得遠(yuǎn)的選手還沒有聽到聲音.

(3)人與人之間的交流只能靠手勢了，因為說話就太慢了.

(4)老師在講臺上講課，第一排的同學(xué)與最后一排的同學(xué)聽到同一句話要相差近100秒，如果看演示實驗，看到的與聽到的會不一樣.

(5)看電視要戴耳機，否則會圖像聲音不同步.

類似的還有:沒有摩擦的世界將是什么樣子?如果一切物體受到的重力都消失了，將會發(fā)生哪些奇怪現(xiàn)象?等等，這些都是訓(xùn)練學(xué)生發(fā)散思維的很好素材.

3.加強求異思維訓(xùn)練，實現(xiàn)思維的獨特性

求異思維就是根據(jù)一定的思維定向，另辟蹊徑，大膽假設(shè)，提出自己的不同意見或標(biāo)新立異的思維活動，它是創(chuàng)造發(fā)明的動力.因此，教師不應(yīng)滿足于唯命是從、人云亦云的思維態(tài)度，而應(yīng)有意識地安排創(chuàng)新環(huán)節(jié)，鼓勵創(chuàng)新.例如，在學(xué)習(xí)了堿的性質(zhì)后，知道氫氧化鈉能與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，但氫氧化鈉吸收二氧化碳的過程肉眼不能直接觀察到.我要求學(xué)生設(shè)計實驗證明氫氧化鈉能吸收二氧化碳，下面是學(xué)生的實驗設(shè)計思路:(1)讓二氧化碳和氫氧化鈉溶液在密閉的軟塑料瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，觀察軟塑料瓶是否會變癟;(2)在裝滿二氧化碳的玻璃瓶內(nèi)注入適量氫氧化鈉溶液后馬上用橡皮筋在瓶口套上一個小氣球，看小氣球是否會被吸進(jìn)去;(3)用魔術(shù)“瓶吞雞蛋”也可以證明氫氧化鈉吸收二氧化碳;(4)在盛滿二氧化碳的集氣瓶(帶橡膠塞)內(nèi)放一個用玻璃管與外界相通的小氣球，用針筒往瓶內(nèi)注入適量的氫氧化鈉，看瓶內(nèi)的氣球是否會鼓起來;(5)把盛滿二氧化碳的集氣瓶(帶橡膠塞)用彎玻璃管跟一個盛滿紅墨水的燒杯連通起來，用針筒往瓶內(nèi)注入適量的氫氧化鈉，看杯內(nèi)的紅墨水是否會通過玻璃管流向集氣瓶.設(shè)計實驗是培養(yǎng)與發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新思維的重要手段，它不僅訓(xùn)練了學(xué)生的求異思維，而且使學(xué)生獲得了成功的喜悅，增強了創(chuàng)造的自信心.

4.加強集中思維訓(xùn)練，強化思維的綜合性

集中思維是指對于由發(fā)散思維提出的各種方法和各種可能性逐一進(jìn)行討論，做出比較、評價和選擇，從而選中其中獲得解決問題的某一方案的思維過程.例如在進(jìn)行浮沉條件的教學(xué)時，先把兩個雞蛋分別放入盛清水的玻璃水槽和盛濃鹽水的玻璃水槽中，學(xué)生觀察到其中一個雞蛋沉在下面，另一個雞蛋浮在上面的不同現(xiàn)象.學(xué)生推測其可能有兩種原因:一是兩個雞蛋不一樣，其中一個是做了手腳的空殼雞蛋;二是兩種液體不一樣.教師提問如何排除第一種可能性?有的學(xué)生說“稱一下.”課堂上沒有稱，不是最好的辦法.有的學(xué)生說:“用手感覺一下.”不直觀，也不是最好的辦法.兩個雞蛋對換一下，是最直觀的排除法.對換結(jié)果證明兩個雞蛋都是好雞蛋，那肯定是兩種液體不一樣了.這時往鹽水槽中加一些清水，雞蛋會下沉;然后再加一些精細(xì)鹽并輕輕攪拌，雞蛋又會上浮;如果濃度合適的話，雞蛋就會停留在鹽水中間.根據(jù)這些實驗現(xiàn)象和前面學(xué)過的浮力知識，引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)出物體的浮沉條件，就可以大大提高學(xué)生的綜合思維能力.

綜上所述，學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，要從多方位、多層次、多角度加以訓(xùn)練和提高.學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)是一項長期的過程，教師要持之以恒，把創(chuàng)新思維的培養(yǎng)貫穿到日常課堂教學(xué)中.

(責(zé)任編輯 廖銀燕)