淺談《科學》實驗教學中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

摘 要：浙教版初中《科學》是一門以觀察、實驗為基礎的學科，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要途徑。

關鍵詞：科學實驗教學； 創(chuàng)新能力； 培養(yǎng)

中圖分類號：G633.98 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）02-004-002

在進一步深化“創(chuàng)新意識”與“實踐能力”為核心的素質教育的今天，教師應當轉變教學觀念，提倡創(chuàng)新教育的精神，在科學教學中加強對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。當然，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也不是一蹴而就的，它是一個漸進的、長期的培養(yǎng)過程。認真探討科學教學如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和提高創(chuàng)新能力的問題是十分重要、勢在必行的。下面主要闡述在初中科學實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力所應重點解決的幾個問題。

一、轉變教師的教育觀念

在日常的初中《科學》教學中，由于受傳統(tǒng)的教育觀念的影響，教師往往有一種“重課堂教學，輕實驗教學”的教育思想，他們很少去考慮實驗教學的作用與功能。在具體的實驗教學中，他們往往會采用“做實驗不如講實驗”，“講實驗不如背實驗”的荒謬做法。這一現(xiàn)象嚴重妨礙了在《科學》教學中培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的學生。教師首先應該認識到，教育不應該僅僅是訓練和灌輸?shù)墓ぞ?，它應該是發(fā)展學生認知的手段。初中科學教學確定以實驗為基礎，用實驗來激發(fā)學生的學習興趣，充分發(fā)揮學生參與教學的主動性和積極性，培養(yǎng)他們操作實驗、設計實驗的實踐能力和創(chuàng)新意識。只有學生的積極參與，才能達到掌握科學知識和實驗技能、養(yǎng)成科學的實驗態(tài)度和提高自身實驗素質的目的，從而學會運用實驗手段解決簡單的科學問題。

其次，要認清“創(chuàng)造力與智力”的關系問題。心理學研究表明，創(chuàng)造力與智力的發(fā)展并不同步。某些教師比較喜歡智商高的學生，而不喜歡創(chuàng)造力強的學生，因為創(chuàng)造力強的學生往往有更多的不合乎傳統(tǒng)的興趣，他們常常探究那些特別不符合“教學常規(guī)”要求的知識領域，為教師增加了教學負擔。實際上，教師的這種看法已經束搏了學生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

再者，隨著科學技術的飛速發(fā)展，現(xiàn)代教育技術手段進入課堂，給傳統(tǒng)的科學教學模式注入了新活力。但在具體的實施過程中，許多老師往往把各種電教儀器和多媒體教學的模擬實驗讓學生看看了事，不重視讓學生看實物，動手實際操作，放棄了運用實驗的直觀教學方法，沒有根據實驗教學的內容選擇恰當?shù)慕虒W手段。這一做法只能造成學生記實驗、背實驗，使學生失去了親自動手做實驗、鍛煉自己創(chuàng)新能力的機會，這樣不僅挫傷了學生學習的積極性，而且嚴重影響了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才。

二、優(yōu)化實驗教學目標

在實驗教學中實施創(chuàng)新教育，教師首先必須優(yōu)化教學目標，教學目標的制定既要考慮到學生所要掌握的知識、動手操作能力以及情感價值方面等因素，更應該考慮到學生所要發(fā)展的創(chuàng)新意識、創(chuàng)造性思維、創(chuàng)造性想象和創(chuàng)新個性。

教師在實驗教學設計過程中，要在吃透教材的基礎上充分考慮學生的現(xiàn)狀，更要有意識地滲透創(chuàng)新教育的思想。因此，教師的實驗教學設計要始終滲透對學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，并且要制定適用于不同層次學生的多層次實驗教學目標。在整個實驗教學過程中，教師都要力求做到“稚化”自身，即從學生的角度，以學生的眼光來審視所遇到的問題，因為有些問題在教師看來是不起眼的小問題，對于學生來說卻是一次難得的“創(chuàng)新”機會。教師要在挖掘實驗內容的基礎上，精心設計有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的實驗切入點，這些切入點可以是實驗中的有趣現(xiàn)象，也可以是科學家的創(chuàng)新經歷和體驗，或者是展示學生自己的創(chuàng)新成果等，以激發(fā)學生的求知和創(chuàng)新欲望。教師要善于引導和遷移學生的創(chuàng)新意識，使其發(fā)展成為對科學真理的追求與探索者。

三、改革陳舊的實驗教學模式

改革不適應新形勢下中學科學實驗教學模式，科學地設計實驗教學程序，優(yōu)化實驗教學過程、實驗教學方法和培養(yǎng)創(chuàng)新能力，建立起“問題——引導——探究——實驗——掌握”的教學模式。這種教學模式應當充分發(fā)揮教師的主導作用，突出學生的主體地位。教師要充分相信學生，使學生主動參與實驗，課本讓學生看，實驗讓學生做，問題讓學生提，思路讓學生想，疑難讓學生議，錯誤讓學生析。讓學生獨立設計實驗，最大限度地調動學生自主學習的積極性和主動性，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造才能，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識，變單向信息傳遞為雙向式、多向式信息傳遞與交流。教師在課內講重點、關鍵點和注意點，發(fā)揮好主導調控作用。

就當前分組實驗來講，教材從實驗目的、實驗原理、儀器、操作步驟到注意事項，寫的面面俱到。每次實驗課教師還要花相當長的時間根據教材講實驗目的、原理……然后讓學生做同一個實驗，最后得出同一個結論。這樣就有可能導致部分學生看別人怎么做，自己就怎么做，特別是兩人合作時，有極少數(shù)學生只看不動手，也不留心觀察實驗，不記錄有關數(shù)據，更談不上思考。這種教學模式不利于提高學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，不利于引導學生突破固定思維模式的障礙，不利于學生創(chuàng)新思維方式的形成，不利于學生智能的發(fā)展，更談不上培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。教師在教學中應該按照教學要求規(guī)定必做的分組實驗，采用一人一組，總體安排，并將學生分成三種類型：第一類是理解能力差，反應較慢，動作緩慢；第二類是思維敏捷，動作粗糙；第三類是獨立思考，動手能力強。不管哪類學生，整個實驗過程全部由學生自己獨立完成，教師必要時答疑引路。另外還要改革實驗報告的書寫，實驗報告不要求統(tǒng)一的格式，只要求與實驗相聯(lián)系，寫出本實驗成功的關鍵、有何不足等有關內容。

另外，教師可以把某些學生實驗和演示實驗設計為探究性實驗，使之達到不同層次創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標。探究性實驗教學較課堂教學有更廣闊的活動空間和思維空間，可以激發(fā)和滿足不同層次學生的探索與創(chuàng)新欲望，學生在自己“探究”科學規(guī)律的實驗過程中可以把動手和動腦結合起來，鍛煉和培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力。教師應選取合適的、需要探究的問題作為實驗內容，在教學中可以利用新舊知識間的聯(lián)系提出需要解決的問題，并設計一系列有針對性、啟發(fā)性的問題作為鋪墊，設計問題時應充分滲透創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，要利用學生的原有知識，引導學生在運用知識的探索過程中有所“創(chuàng)新”地解決問題。教師應讓學生明確探究性實驗的基本環(huán)節(jié)，并在實驗儀器的選取與操作、實驗現(xiàn)象的觀察、實驗數(shù)據的處理、實驗故障的排除及結論的得出等一系列環(huán)節(jié)中，及時對學生進行指導，使學生在相對獨立的實驗活動中體會創(chuàng)新的艱辛與愉悅。如實驗設計思想，科學方法，實驗技巧等。為了使創(chuàng)新能力的培養(yǎng)長期化，教師可有計劃地組織學生進行系列化的探究性實驗，并把實驗內容和生活中的實際問題聯(lián)系起來，使創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和科學知識的學習緊密結合。

四、遵循“問題實驗”的教學原則

提出問題、解決問題的能力是創(chuàng)新能力的一個重要方面。在初中《科學》實驗教學當中，教師要在激發(fā)學生創(chuàng)新意識的基礎上，加強培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、提出和解決問題的能力。教師要為學生提供發(fā)現(xiàn)問題、運用知識解決問題的機會和條件，并使學生在學習過程中體會到創(chuàng)新的成就感。教師要充分挖掘實驗內容在培養(yǎng)與訓練創(chuàng)新能力方面的內在因素，設計恰當?shù)目茖W問題，這些問題應滿足如下要求：一要有適當?shù)碾y度，二要在實驗中富有探索性，三要能培養(yǎng)與訓練所有學生的創(chuàng)新能力。在實驗中要啟發(fā)學生自己發(fā)現(xiàn)問題，自己解決問題，使學生逐漸養(yǎng)成獨立獲取知識和創(chuàng)造性地運用知識的習慣。如對實驗情境、實驗過程、實驗現(xiàn)象等提出具體要求，并給學生以適當?shù)乃伎紩r間，使他們獲得“親自得出研究結論”的創(chuàng)新機會，在實施創(chuàng)新行為的過程中發(fā)展能力。

在解決問題，特別是解決實際問題的過程中，學生的創(chuàng)新能力將得到進一步的訓練和發(fā)展。當然，這類題目絕對不是靠簡單的死記硬背書本知識和套用公式就能解決的，而是需要從創(chuàng)新的角度，運用創(chuàng)造性思維來解決。如這樣一道題：一同學要把懸掛在天花板上的兩根細繩系在一起，但這兩根細繩相距很遠，他無法同時把它們抓??；房間里只有一把椅子和一把鉗子。此同學嘗試用椅子來解決問題，但未能成功，那么該怎么辦呢？能否運用學過的知識來解決此問題呢？鉗子可以起什么作用？……學生經過思考，也許會想到利用單擺的知識：把鉗子系在一根繩子的下端，使其擺動，然后抓住另一根繩子站到二者的中間，待第一根繩子擺過來時把它抓住，這樣就可以把二者系在一塊了。這類問題，既鞏固了所學的知識，又培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力。

五、利用設計性實驗培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

我們在抓好演示實驗和分組實驗的同時，努力開拓實驗教學的新構想，探索設計性實驗教學的新路子。設計科學實驗需要靈活、綜合地運用所學的科學知識及相關學科的知識和技能，還需要學生：（1）查閱資料，設計實驗原理和實驗方法；（2）根據實驗要求，正確選擇實驗儀器；（3）設計獨特的實驗構思；（4）獨立進行實驗操作。因而利用設計性實驗能有效地培養(yǎng)學生解決科學問題的能力和創(chuàng)造能力，對學生進行科學方法教育。

第一，設計性實驗不要求突出實驗內容的復雜性，題目只給出實驗目的和要求，由學生根據目的要求去獨立查閱資料，獨立制訂實驗方案，在自己認真思考的基礎上，提出自己分析、解決問題的設想，然后在教師的指導下獨立地去解決，最后寫出實驗報告。

第二，從設計性實驗形式上，我們將設計性課題分為兩種類型：第一類型，給定某種儀器設備，要求完成某一科學量的測定或某一科學現(xiàn)象的觀察研究；第二類型，只提出測量要求，不限定實驗方法和所用儀器，完成某一科學量的測量任務。

第三，設計性實驗的內容可以分為以下三類：第一類型，測量某一科學量的課題。如“測平均速度”的課題，給學生斜面、小車（或小球）、刻度尺、手表（或停表）、金屬片等，由學生設計出實驗裝置、實驗原理、注意事項、實驗結論等內容。這類實驗便于結合實際，促進學生把基礎知識轉化為能力。第二類型，探討研究和應用的課題。如在初中《科學》課本中測紙的厚度，要先測出一百張紙的厚度，而一張紙的厚度，只要把測出的厚度除以總數(shù)就可以知道了。我們在教學中向學生提出：“給你一個圓柱體、大頭針、刻度尺，測出一張紙的厚度”的課題。然后注意引導學生進行分析討論，設計實驗方案，最后得出計算表達式。這樣通過教師的引導，學生自己的探討和研究，消除了學生認為用毫米刻度尺測量一張紙厚度，必須取一百張的固定思維模式。這類實驗可以培養(yǎng)學生思維的靈活性，開拓學生思路，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性。第三類型，研究測量方法的課題。例如在伏安法測電阻后，我們提出：“一位無線電修理工手邊有最大阻值為50Ω的滑動變阻器R和未知電阻Rx各一只，除用伏安法測量Rx外，還有哪些方法能測出它的大小（器材自選）？”這樣的研究課題，讓學生根據課題要求，設計出六種測量方法。這類實驗可使學生學習和掌握一些實驗中經常用到的測量方法，可培養(yǎng)學生的變通能力。

初中《科學》實驗教學還要從課內擴展到課外，從校內擴展到校外，要加強與其他學科的交叉滲透。因此，我們還必須注意創(chuàng)設創(chuàng)新教育的大環(huán)境，使之與創(chuàng)新能力培養(yǎng)相適應。同時教師要注意減輕學生的作業(yè)負擔，使學生有時間和條件去接觸自然、參加社會實踐，在實驗教師的指導和幫助下，選擇進行發(fā)明創(chuàng)造的課題，并通過自己的創(chuàng)造性工作，以自己的創(chuàng)新行動，關心和滿足學校、家庭和社會的各種需要。學校還要采取措施構建創(chuàng)新教育的環(huán)境。如為學生提供自主性、首創(chuàng)性和個性化表演的機會；合理安排課程，積極開展第二課堂，組織學生開展小發(fā)明、小創(chuàng)造等活動，為學生創(chuàng)新才能的發(fā)揮留有余地；對學生的創(chuàng)新成就進行獎勵等。要在校園中形成濃郁的崇尚創(chuàng)新、尊重創(chuàng)新人才的氣氛，使學生能夠處處感受到創(chuàng)新的氣息，以創(chuàng)新的心態(tài)去學習和生活。