在探索活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

張愛娟

新課程教學(xué)理論認(rèn)為，新型的課堂教學(xué)不單是傳授知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，在課堂教學(xué)中，以探索活動(dòng)為主線，精心設(shè)計(jì)各種活動(dòng)方案，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、探索各種科學(xué)問題，盡可能多地讓學(xué)生去交流、體驗(yàn)新知識的形成過程，這對樹立學(xué)生勇于探索實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)是十分有益的。

一、創(chuàng)設(shè)探索活動(dòng)的問題情境

問題是探究創(chuàng)新的原動(dòng)力。在課堂教學(xué)中，教師只有重視問題情境的創(chuàng)設(shè)，學(xué)生的思維才會(huì)被激活，對新知識的探索才會(huì)主動(dòng)，才會(huì)在對科學(xué)問題的探索和思考中有所發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的創(chuàng)新意識、實(shí)踐能力才會(huì)得到培養(yǎng)和提高。正如蘇霍姆林斯基所說：“在人的心里深處，都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個(gè)發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者，而在兒童的精神世界中，這種需要特別強(qiáng)烈。”

心理學(xué)研究表明，學(xué)生的思維活動(dòng)是從有問題開始的，學(xué)生探究學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，往往來自一個(gè)對于學(xué)習(xí)者來講充滿疑問和問題的情境，在課堂教學(xué)中，教師要善于抓住教學(xué)時(shí)機(jī)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使其樂于學(xué)，創(chuàng)設(shè)探索活動(dòng)的問題情境的目的就在于此。

例如，在進(jìn)行“分子的大小”的教學(xué)時(shí)，筆者是這樣引入的：

先向?qū)W生提供如下物理事實(shí)：一個(gè)充滿空氣的氣球，過一兩天就會(huì)自然干癟。然后提出問題：“假設(shè)這個(gè)氣球在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣壓下的體積大小是1立方厘米，每秒有12億個(gè)分子跑掉，問需要多久氣球才會(huì)干癟?”最后鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想。

在學(xué)生熱烈猜測答案時(shí)，再提出下個(gè)問題：“一立方厘米的水大約有3.35×10²²個(gè)水分子，如果把相同數(shù)量的磚頭平鋪在地球上，會(huì)有多厚?”當(dāng)教師最后把答案公布：需要9000年氣球才會(huì)干癟，磚頭厚度會(huì)有120 km。此時(shí)學(xué)生往往會(huì)因這驚人的結(jié)論而全神貫注，同時(shí)也了解到分子確實(shí)很小，只有幾埃。

二、創(chuàng)設(shè)打破思維定勢的探索活動(dòng)

現(xiàn)代教育觀點(diǎn)認(rèn)為：科學(xué)教育是科學(xué)活動(dòng)的教學(xué)，是思維活動(dòng)的教育，科學(xué)是科學(xué)思維的活動(dòng)的過程與結(jié)果的統(tǒng)一，所以人們把科學(xué)學(xué)習(xí)稱為“思維的體操”。在教學(xué)中我們也發(fā)現(xiàn)，學(xué)生做順向性習(xí)題往往會(huì)出現(xiàn)思維定勢，而逆向性習(xí)題的練習(xí)能有效地訓(xùn)練學(xué)生思維的靈活性。我們再來反思一下傳統(tǒng)的教學(xué)方式后會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前多數(shù)教師都在按照單向思維方式，從題目的條件或結(jié)論出發(fā)，聯(lián)想到定理，或從某一方向，采用某一方法思考解決問題。當(dāng)然，這是解決問題的基本方式，但長期如此會(huì)形成思維定勢，嚴(yán)重制約學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維。在新課程教學(xué)中，我們要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一些有一定難度和靈活性的問題，啟發(fā)、激勵(lì)學(xué)生根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗(yàn)，從不同角度、沿不同方向進(jìn)行不同層次的思考和假設(shè)，多角度、全方位的尋求與探索問題的解決途徑，訓(xùn)練學(xué)生的多種思維素質(zhì)。

例如，將質(zhì)量為m1千克的銅塊放置于浮在水面的木塊上，恰能使木塊和銅塊全部浸入水中，如果把質(zhì)量為m2千克的銅塊掛在木塊下面，也恰能使木塊和銅塊全部浸入水中，求m1與m2之比。

解法一：習(xí)慣上選取木塊為分析對象，用隔離法來解。

解法二：以木塊和銅塊為整體且整體處于漂浮狀態(tài)，用整體法來解。

解法三：浮力的增加量等于物重的增加量，用等增量法來解。

解法四：可用等效法。

用上述方法，假如步入“歧途”，不能順利求解時(shí)，拋開原有的定勢思維，重新調(diào)整一個(gè)角度進(jìn)行思考：銅塊m1放在木塊上面和銅塊m1掛在木塊下面都使木塊恰能全部浸入水中，其效果是完全相同的，所以m1:m2=1:1。

在科學(xué)教學(xué)中，教師運(yùn)用具有相對典型性的例題，積極創(chuàng)設(shè)能夠讓學(xué)生解決問題的情境，去多角度思考、探索，使學(xué)生的思維成禮花狀展開。所以我們盡量創(chuàng)設(shè)多解求異問題，訓(xùn)練學(xué)生發(fā)散思維，發(fā)展學(xué)生的求異品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新特質(zhì)。

三、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)猜想的探索活動(dòng)

根據(jù)認(rèn)知理論可知，課堂教學(xué)過程中應(yīng)該是以不斷地提出問題并解決問題的方式來獲取新知識的問題性思維過程。解決問題首先要提出問題，著名科學(xué)家牛頓曾說：“沒有大膽的推測就不可能有偉大的發(fā)現(xiàn)。”在問題探索活動(dòng)中，要及時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生憑借聯(lián)想對問題的答案做合理猜想，然后再通過邏輯推理，發(fā)散討論或?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證，探索猜想的正確性。

例如，滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)呢?在這個(gè)問題探索活動(dòng)中，我們要引導(dǎo)學(xué)生圍繞滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的原因(壓力和相對運(yùn)動(dòng))、產(chǎn)生的部位(接觸面)和方向(阻礙相對運(yùn)動(dòng))等幾個(gè)方面來猜想。經(jīng)過引導(dǎo)，學(xué)生會(huì)猜想出有關(guān)因素：滑動(dòng)摩擦力的大小與運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)；滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)；滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的材料(粗糙程度)有關(guān)；滑動(dòng)摩擦力的大小與運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)；滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面面積的大小有關(guān)等等。

在科學(xué)教育中，教師要經(jīng)常創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生對問題的條件與結(jié)論、拓展的走向、解法的思路等做出猜想，引導(dǎo)學(xué)生在充分理解題意的基礎(chǔ)上敢于打破常規(guī)，標(biāo)新立異，從而培養(yǎng)學(xué)生自覺的創(chuàng)新意識。

四、創(chuàng)設(shè)構(gòu)建科學(xué)模型的探索活動(dòng)

科學(xué)模型即把抽象問題用數(shù)學(xué)內(nèi)容表示，把實(shí)際問題抽象成數(shù)學(xué)問題，然后試圖用已有的數(shù)學(xué)模型來解決問題，最后用其結(jié)果來闡釋實(shí)際問題，這是教學(xué)中的一種“實(shí)際一理論一實(shí)際”的策略。它主要側(cè)重于實(shí)際問題中提出并表達(dá)數(shù)學(xué)問題的能力，運(yùn)用并初步構(gòu)建科學(xué)模型的能力，對科學(xué)問題及模型進(jìn)行變換歸化的能力，對科學(xué)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)和評價(jià)、闡釋和處理的能力。

例如：A、B兩物體質(zhì)量相等，溫度相同，先把A物體投入一杯熱水中，熱平衡后水溫降低了8℃，取出A物體(使水的質(zhì)量無損失)，再將B物體投入這杯熱水中，熱平衡后水溫又降低了9℃。由此可知()。

AA的比熱容大

BB的比熱容大

C兩者比熱容一樣大

D無法判斷

判斷A、B兩物體究竟誰末溫高，這是此題的難點(diǎn)。突破的關(guān)鍵是將條件字母符號化，采取數(shù)據(jù)釋例，搭建數(shù)學(xué)模型，簡單明了。如圖：依條件，A、B前后分別與水混合所吸收的熱量相同，要比較它們的比熱容，只需比較它們的末溫。

推論：B物末溫63℃，溫度提高了43℃。

結(jié)論：A物末溫72℃＞B物末溫63℃。

所以B物比熱容較大，選B。

要將實(shí)際問題抽象為數(shù)學(xué)問題是很不容易的，因此利用轉(zhuǎn)換方法即轉(zhuǎn)化某種類似的數(shù)量關(guān)系模型，可以幫助我們找到解決問題的途徑，也可以訓(xùn)練學(xué)生的思維，提高學(xué)生的概括能力，增強(qiáng)創(chuàng)新能力。

總之，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維是一個(gè)長期而艱巨的過程，只要我們針對相關(guān)的條件和特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，做到適時(shí)、適度貫穿于教學(xué)的始終，同時(shí)，針對學(xué)生的年齡特點(diǎn)，緊密聯(lián)系他們的生活實(shí)際，給他們提供一個(gè)自主的空間，讓他們的創(chuàng)造性思維能力在科學(xué)教學(xué)中得到充分的發(fā)展。