淺談《科學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

摘 要：浙教版初中《科學(xué)》是一門(mén)以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。

關(guān)鍵詞：科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)； 創(chuàng)新能力； 培養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.98 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2013）02-004-002

在進(jìn)一步深化“創(chuàng)新意識(shí)”與“實(shí)踐能力”為核心的素質(zhì)教育的今天，教師應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，提倡創(chuàng)新教育的精神，在科學(xué)教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。當(dāng)然，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也不是一蹴而就的，它是一個(gè)漸進(jìn)的、長(zhǎng)期的培養(yǎng)過(guò)程。認(rèn)真探討科學(xué)教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和提高創(chuàng)新能力的問(wèn)題是十分重要、勢(shì)在必行的。下面主要闡述在初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力所應(yīng)重點(diǎn)解決的幾個(gè)問(wèn)題。

一、轉(zhuǎn)變教師的教育觀念

在日常的初中《科學(xué)》教學(xué)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(xué)，輕實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的教育思想，他們很少去考慮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用與功能。在具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，他們往往會(huì)采用“做實(shí)驗(yàn)不如講實(shí)驗(yàn)”，“講實(shí)驗(yàn)不如背實(shí)驗(yàn)”的荒謬做法。這一現(xiàn)象嚴(yán)重妨礙了在《科學(xué)》教學(xué)中培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)生。教師首先應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，教育不應(yīng)該僅僅是訓(xùn)練和灌輸?shù)墓ぞ撸鼞?yīng)該是發(fā)展學(xué)生認(rèn)知的手段。初中科學(xué)教學(xué)確定以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，用實(shí)驗(yàn)來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮學(xué)生參與教學(xué)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)他們操作實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。只有學(xué)生的積極參與，才能達(dá)到掌握科學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能、養(yǎng)成科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和提高自身實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的目的，從而學(xué)會(huì)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段解決簡(jiǎn)單的科學(xué)問(wèn)題。

其次，要認(rèn)清“創(chuàng)造力與智力”的關(guān)系問(wèn)題。心理學(xué)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(xué)生，而不喜歡創(chuàng)造力強(qiáng)的學(xué)生，因?yàn)閯?chuàng)造力強(qiáng)的學(xué)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(xué)常規(guī)”要求的知識(shí)領(lǐng)域，為教師增加了教學(xué)負(fù)擔(dān)。實(shí)際上，教師的這種看法已經(jīng)束搏了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

再者，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代教育技術(shù)手段進(jìn)入課堂，給傳統(tǒng)的科學(xué)教學(xué)模式注入了新活力。但在具體的實(shí)施過(guò)程中，許多老師往往把各種電教儀器和多媒體教學(xué)的模擬實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生看看了事，不重視讓學(xué)生看實(shí)物，動(dòng)手實(shí)際操作，放棄了運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的直觀教學(xué)方法，沒(méi)有根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段。這一做法只能造成學(xué)生記實(shí)驗(yàn)、背實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生失去了親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)、鍛煉自己創(chuàng)新能力的機(jī)會(huì)，這樣不僅挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且嚴(yán)重影響了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才。

二、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)新教育，教師首先必須優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)目標(biāo)的制定既要考慮到學(xué)生所要掌握的知識(shí)、動(dòng)手操作能力以及情感價(jià)值方面等因素，更應(yīng)該考慮到學(xué)生所要發(fā)展的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造性思維、創(chuàng)造性想象和創(chuàng)新個(gè)性。

教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要在吃透教材的基礎(chǔ)上充分考慮學(xué)生的現(xiàn)狀，更要有意識(shí)地滲透創(chuàng)新教育的思想。因此，教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)要始終滲透對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，并且要制定適用于不同層次學(xué)生的多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師都要力求做到“稚化”自身，即從學(xué)生的角度，以學(xué)生的眼光來(lái)審視所遇到的問(wèn)題，因?yàn)橛行﹩?wèn)題在教師看來(lái)是不起眼的小問(wèn)題，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)卻是一次難得的“創(chuàng)新”機(jī)會(huì)。教師要在挖掘?qū)嶒?yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，精心設(shè)計(jì)有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)切入點(diǎn)，這些切入點(diǎn)可以是實(shí)驗(yàn)中的有趣現(xiàn)象，也可以是科學(xué)家的創(chuàng)新經(jīng)歷和體驗(yàn)，或者是展示學(xué)生自己的創(chuàng)新成果等，以激發(fā)學(xué)生的求知和創(chuàng)新欲望。教師要善于引導(dǎo)和遷移學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，使其發(fā)展成為對(duì)科學(xué)真理的追求與探索者。

三、改革陳舊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

改革不適應(yīng)新形勢(shì)下中學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，科學(xué)地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)程序，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和培養(yǎng)創(chuàng)新能力，建立起“問(wèn)題——引導(dǎo)——探究——實(shí)驗(yàn)——掌握”的教學(xué)模式。這種教學(xué)模式應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，突出學(xué)生的主體地位。教師要充分相信學(xué)生，使學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)，課本讓學(xué)生看，實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生做，問(wèn)題讓學(xué)生提，思路讓學(xué)生想，疑難讓學(xué)生議，錯(cuò)誤讓學(xué)生析。讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造才能，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)，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(nèi)講重點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)和注意點(diǎn)，發(fā)揮好主導(dǎo)調(diào)控作用。

就當(dāng)前分組實(shí)驗(yàn)來(lái)講，教材從實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、儀器、操作步驟到注意事項(xiàng)，寫(xiě)的面面俱到。每次實(shí)驗(yàn)課教師還要花相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間根據(jù)教材講實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼缓笞寣W(xué)生做同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，最后得出同一個(gè)結(jié)論。這樣就有可能導(dǎo)致部分學(xué)生看別人怎么做，自己就怎么做，特別是兩人合作時(shí)，有極少數(shù)學(xué)生只看不動(dòng)手，也不留心觀察實(shí)驗(yàn)，不記錄有關(guān)數(shù)據(jù)，更談不上思考。這種教學(xué)模式不利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，不利于引導(dǎo)學(xué)生突破固定思維模式的障礙，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維方式的形成，不利于學(xué)生智能的發(fā)展，更談不上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。教師在教學(xué)中應(yīng)該按照教學(xué)要求規(guī)定必做的分組實(shí)驗(yàn)，采用一人一組，總體安排，并將學(xué)生分成三種類(lèi)型：第一類(lèi)是理解能力差，反應(yīng)較慢，動(dòng)作緩慢；第二類(lèi)是思維敏捷，動(dòng)作粗糙；第三類(lèi)是獨(dú)立思考，動(dòng)手能力強(qiáng)。不管哪類(lèi)學(xué)生，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程全部由學(xué)生自己獨(dú)立完成，教師必要時(shí)答疑引路。另外還要改革實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告不要求統(tǒng)一的格式，只要求與實(shí)驗(yàn)相聯(lián)系，寫(xiě)出本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵、有何不足等有關(guān)內(nèi)容。

另外，教師可以把某些學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)，使之達(dá)到不同層次創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)較課堂教學(xué)有更廣闊的活動(dòng)空間和思維空間，可以激發(fā)和滿(mǎn)足不同層次學(xué)生的探索與創(chuàng)新欲望，學(xué)生在自己“探究”科學(xué)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以把動(dòng)手和動(dòng)腦結(jié)合起來(lái)，鍛煉和培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力。教師應(yīng)選取合適的、需要探究的問(wèn)題作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在教學(xué)中可以利用新舊知識(shí)間的聯(lián)系提出需要解決的問(wèn)題，并設(shè)計(jì)一系列有針對(duì)性、啟發(fā)性的問(wèn)題作為鋪墊，設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)應(yīng)充分滲透創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，要利用學(xué)生的原有知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生在運(yùn)用知識(shí)的探索過(guò)程中有所“創(chuàng)新”地解決問(wèn)題。教師應(yīng)讓學(xué)生明確探究性實(shí)驗(yàn)的基本環(huán)節(jié)，并在實(shí)驗(yàn)儀器的選取與操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、實(shí)驗(yàn)故障的排除及結(jié)論的得出等一系列環(huán)節(jié)中，及時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，使學(xué)生在相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中體會(huì)創(chuàng)新的艱辛與愉悅。如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想，科學(xué)方法，實(shí)驗(yàn)技巧等。為了使創(chuàng)新能力的培養(yǎng)長(zhǎng)期化，教師可有計(jì)劃地組織學(xué)生進(jìn)行系列化的探究性實(shí)驗(yàn)，并把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和生活中的實(shí)際問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)，使創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)緊密結(jié)合。

四、遵循“問(wèn)題實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)原則

提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力是創(chuàng)新能力的一個(gè)重要方面。在初中《科學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，教師要在激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、提出和解決問(wèn)題的能力。教師要為學(xué)生提供發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的機(jī)會(huì)和條件，并使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中體會(huì)到創(chuàng)新的成就感。教師要充分挖掘?qū)嶒?yàn)內(nèi)容在培養(yǎng)與訓(xùn)練創(chuàng)新能力方面的內(nèi)在因素，設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)問(wèn)題，這些問(wèn)題應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：一要有適當(dāng)?shù)碾y度，二要在實(shí)驗(yàn)中富有探索性，三要能培養(yǎng)與訓(xùn)練所有學(xué)生的創(chuàng)新能力。在實(shí)驗(yàn)中要啟發(fā)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，自己解決問(wèn)題，使學(xué)生逐漸養(yǎng)成獨(dú)立獲取知識(shí)和創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)的習(xí)慣。如對(duì)實(shí)驗(yàn)情境、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等提出具體要求，并給學(xué)生以適當(dāng)?shù)乃伎紩r(shí)間，使他們獲得“親自得出研究結(jié)論”的創(chuàng)新機(jī)會(huì)，在實(shí)施創(chuàng)新行為的過(guò)程中發(fā)展能力。

在解決問(wèn)題，特別是解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生的創(chuàng)新能力將得到進(jìn)一步的訓(xùn)練和發(fā)展。當(dāng)然，這類(lèi)題目絕對(duì)不是靠簡(jiǎn)單的死記硬背書(shū)本知識(shí)和套用公式就能解決的，而是需要從創(chuàng)新的角度，運(yùn)用創(chuàng)造性思維來(lái)解決。如這樣一道題：一同學(xué)要把懸掛在天花板上的兩根細(xì)繩系在一起，但這兩根細(xì)繩相距很遠(yuǎn)，他無(wú)法同時(shí)把它們抓住；房間里只有一把椅子和一把鉗子。此同學(xué)嘗試用椅子來(lái)解決問(wèn)題，但未能成功，那么該怎么辦呢？能否運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)解決此問(wèn)題呢？鉗子可以起什么作用？……學(xué)生經(jīng)過(guò)思考，也許會(huì)想到利用單擺的知識(shí)：把鉗子系在一根繩子的下端，使其擺動(dòng)，然后抓住另一根繩子站到二者的中間，待第一根繩子擺過(guò)來(lái)時(shí)把它抓住，這樣就可以把二者系在一塊了。這類(lèi)問(wèn)題，既鞏固了所學(xué)的知識(shí)，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

五、利用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

我們?cè)谧ズ醚菔緦?shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，努力開(kāi)拓實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新構(gòu)想，探索設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新路子。設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)需要靈活、綜合地運(yùn)用所學(xué)的科學(xué)知識(shí)及相關(guān)學(xué)科的知識(shí)和技能，還需要學(xué)生：（1）查閱資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，正確選擇實(shí)驗(yàn)儀器；（3）設(shè)計(jì)獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)構(gòu)思；（4）獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。因而利用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行У嘏囵B(yǎng)學(xué)生解決科學(xué)問(wèn)題的能力和創(chuàng)造能力，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育。

第一，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不要求突出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的復(fù)雜性，題目只給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅蓪W(xué)生根據(jù)目的要求去獨(dú)立查閱資料，獨(dú)立制訂實(shí)驗(yàn)方案，在自己認(rèn)真思考的基礎(chǔ)上，提出自己分析、解決問(wèn)題的設(shè)想，然后在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立地去解決，最后寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

第二，從設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)形式上，我們將設(shè)計(jì)性課題分為兩種類(lèi)型：第一類(lèi)型，給定某種儀器設(shè)備，要求完成某一科學(xué)量的測(cè)定或某一科學(xué)現(xiàn)象的觀察研究；第二類(lèi)型，只提出測(cè)量要求，不限定實(shí)驗(yàn)方法和所用儀器，完成某一科學(xué)量的測(cè)量任務(wù)。

第三，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容可以分為以下三類(lèi)：第一類(lèi)型，測(cè)量某一科學(xué)量的課題。如“測(cè)平均速度”的課題，給學(xué)生斜面、小車(chē)（或小球）、刻度尺、手表（或停表）、金屬片等，由學(xué)生設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)原理、注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等內(nèi)容。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)便于結(jié)合實(shí)際，促進(jìn)學(xué)生把基礎(chǔ)知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力。第二類(lèi)型，探討研究和應(yīng)用的課題。如在初中《科學(xué)》課本中測(cè)紙的厚度，要先測(cè)出一百?gòu)埣埖暮穸龋粡埣埖暮穸龋灰褱y(cè)出的厚度除以總數(shù)就可以知道了。我們?cè)诮虒W(xué)中向?qū)W生提出：“給你一個(gè)圓柱體、大頭針、刻度尺，測(cè)出一張紙的厚度”的課題。然后注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，最后得出計(jì)算表達(dá)式。這樣通過(guò)教師的引導(dǎo)，學(xué)生自己的探討和研究，消除了學(xué)生認(rèn)為用毫米刻度尺測(cè)量一張紙厚度，必須取一百?gòu)埖墓潭ㄋ季S模式。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性，開(kāi)拓學(xué)生思路，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性。第三類(lèi)型，研究測(cè)量方法的課題。例如在伏安法測(cè)電阻后，我們提出：“一位無(wú)線(xiàn)電修理工手邊有最大阻值為50Ω的滑動(dòng)變阻器R和未知電阻Rx各一只，除用伏安法測(cè)量Rx外，還有哪些方法能測(cè)出它的大小（器材自選）？”這樣的研究課題，讓學(xué)生根據(jù)課題要求，設(shè)計(jì)出六種測(cè)量方法。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)可使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握一些實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的測(cè)量方法，可培養(yǎng)學(xué)生的變通能力。

初中《科學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)還要從課內(nèi)擴(kuò)展到課外，從校內(nèi)擴(kuò)展到校外，要加強(qiáng)與其他學(xué)科的交叉滲透。因此，我們還必須注意創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新教育的大環(huán)境，使之與創(chuàng)新能力培養(yǎng)相適應(yīng)。同時(shí)教師要注意減輕學(xué)生的作業(yè)負(fù)擔(dān)，使學(xué)生有時(shí)間和條件去接觸自然、參加社會(huì)實(shí)踐，在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)和幫助下，選擇進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造的課題，并通過(guò)自己的創(chuàng)造性工作，以自己的創(chuàng)新行動(dòng)，關(guān)心和滿(mǎn)足學(xué)校、家庭和社會(huì)的各種需要。學(xué)校還要采取措施構(gòu)建創(chuàng)新教育的環(huán)境。如為學(xué)生提供自主性、首創(chuàng)性和個(gè)性化表演的機(jī)會(huì)；合理安排課程，積極開(kāi)展第二課堂，組織學(xué)生開(kāi)展小發(fā)明、小創(chuàng)造等活動(dòng)，為學(xué)生創(chuàng)新才能的發(fā)揮留有余地；對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新成就進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)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(xué)生能夠處處感受到創(chuàng)新的氣息，以創(chuàng)新的心態(tài)去學(xué)習(xí)和生活。