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创新思维是科学素养的重要标志之一.培养青少年的创新思维能力是提高广大青少年科技素质的重要途径;是深化教育改革、全面推进素质教育的新要求;也是时代赋予每一个教育工作者的历史责任.本文拟从实践中谈谈初中科学教学中学生创新思维能力的培养.
一、创新思维的含义
诺贝尔物理学奖获得者朱棣文讲过:要想在科学上取得成功,最重要的一点就是学会用与别人不同的思维方式、别人忽略的思维方式来思考问题.即创新思维是指人们在创造前所未有的思维成果时所进行的思维活动.创新思维的特点是:灵活、独特、新颖,而且人人都具有创新思维.就初中学生而言,创新思维包涵有:观察主动、敏锐;思维多向、求异;想象丰富、新颖;表述流畅、生动等.我们追求的学生创新思维,具有不拘一格、富于个性化倾向的特征,也就是每个学生都能有符合自己个性的创新思维.
二、创新思维培养的意义
温家宝总理在今年教师节同北京部分中小学教师座谈时讲到:“从国内外的比较看,中国培养的学生往往书本知识掌握得很好,但是实践能力和创新精神还比较缺乏.这应该引起我们深入地思考,也就是说我们在过去相当长的一段时间里比较重视认知教育和应试的教育方法,而相对忽视对学生独立思考和创造能力的培养.”的确如此,我们传统的课堂教学模式教出来的学生,几乎都有一种近于畸形的获取标准答案的思维惯性,缺少自主的创新思维能力.创新是一个民族的灵魂,是一个国家兴旺发达的永不枯竭的动力.因此,对青少年创新思维能力的培养,无论从教学改革本身,还是培养适应科技发展与社会进步所需的创新型人才都具有重要的现实意义和历史意义.
三、激发想象能力,培养创新思维
在课堂教学中教师应给学生多提供一些讨论、对话、即兴表演、实验实践等活动,激发想象能力,培养创新思维.
1.加强逆向思维训练,促进思维的流畅性
与常规思维不同,逆向思维是反过来思考问题,有时从正面去思考一个问题,可能很难得到答案,而从相反的方向或对立的角度去思考这个问题,可能豁然开朗.在科学发现上运用逆向思维的成功例子很多,如说话声音高低能引起金属片相应的振动,相反,金属片的振动也可以引起声音高低的变化,爱迪生就是在对电话的改进中,通过逆向思维发明制造了世界上第一台留声机.教师应该结合教学内容对逆向思维多做介绍,并在课堂上设计一些逆向思维训练题,加强训练,促进思维的流畅性.例如,关于给网球充气,按常规思维给球充气用打气针头,然而网球与足球篮球不一样,网球没有打气孔,那如何给瘪了的网球充气呢?这个问题从常规思维去思考可能很难得到答案,教师可以先让学生充分发挥想象空间,说出不同答案,然后跟学生一起分析和解决充气问题.首先分析网球为什么会漏气?气从哪里漏到哪里?我们知道,网球内部气体压强高,外部大气压强低,气体就会从压强高的地方向压强低的地方扩散,也就是从网球内部往外部漏气,最后网球内外压强—致了,就没有足够的弹性了.怎么让球内压强增加呢?运用逆向思维,考虑让气体从球外往球内扩散.怎么做呢?那就是把软了的网球放进一个密闭的钢筒中,往钢筒内充气,使钢筒内气体的压强远大于网球内部的压强,这时高压钢筒内的气体就会往网球内“漏气”,经过一定的时间,网球便会硬起来.让气体从外向里“漏”的逆向思维,让没有打气孔的网球同样可以实现充气.很显然,通过逆向思维,把不可能变成了可能.
2.加强发散思维训练,追求思维的灵活性
发散思维是根据已有的知识结构、经验方式进行多方位、多层次、多角度探究的思维活动.对青少年而言,从问题的要求出发,沿不同的方向去探求多种答案,是训练发散思维的重要方法.变换方式求出答案能够培养思维的灵活性,在教学中可根据教材内容,可以一问多答、一题多解、一题多变等变换方式训练学生的发散思维,以培养学生思维的灵活性.例如在学习“声速”之后,可提出这样的问题:声音在空气中的传播速度是340米/秒.假如声音在空气中的传播速度变成0.1米/秒,请你结合所学知识,回答两种以上的合理场景.这是根据已有的知识结构、经验方式进行多方位、多层次、多角度思考的发散思维训练题.学生在回答该问题时思维活跃,积极性很高.下面是学生描述的场景:
(1)马路上的汽车鸣笛没有效果,声音还没有听到,汽车已经开过来了.
(2)比赛时发令枪没有用了,离得近的选手已经跑出去了,离得远的选手还没有听到声音.
(3)人与人之间的交流只能靠手势了,因为说话就太慢了.
(4)老师在讲台上讲课,第一排的同学与最后一排的同学听到同一句话要相差近100秒,如果看演示实验,看到的与听到的会不一样.
(5)看电视要戴耳机,否则会图像声音不同步.
类似的还有:没有摩擦的世界将是什么样子?如果一切物体受到的重力都消失了,将会发生哪些奇怪现象?等等,这些都是训练学生发散思维的很好素材.
3.加强求异思维训练,实现思维的独特性
求异思维就是根據一定的思维定向,另辟蹊径,大胆假设,提出自己的不同意见或标新立异的思维活动,它是创造发明的动力.因此,教师不应满足于唯命是从、人云亦云的思维态度,而应有意识地安排创新环节,鼓励创新.例如,在学习了碱的性质后,知道氢氧化钠能与二氧化碳发生反应,但氢氧化钠吸收二氧化碳的过程肉眼不能直接观察到.我要求学生设计实验证明氢氧化钠能吸收二氧化碳,下面是学生的实验设计思路:(1)让二氧化碳和氢氧化钠溶液在密闭的软塑料瓶内发生反应,观察软塑料瓶是否会变瘪;(2)在装满二氧化碳的玻璃瓶内注入适量氢氧化钠溶液后马上用橡皮筋在瓶口套上一个小气球,看小气球是否会被吸进去;(3)用魔术“瓶吞鸡蛋”也可以证明氢氧化钠吸收二氧化碳;(4)在盛满二氧化碳的集气瓶(带橡胶塞)内放一个用玻璃管与外界相通的小气球,用针筒往瓶内注入适量的氢氧化钠,看瓶内的气球是否会鼓起来;(5)把盛满二氧化碳的集气瓶(带橡胶塞)用弯玻璃管跟一个盛满红墨水的烧杯连通起来,用针筒往瓶内注入适量的氢氧化钠,看杯内的红墨水是否会通过玻璃管流向集气瓶.设计实验是培养与发展学生创新思维的重要手段,它不仅训练了学生的求异思维,而且使学生获得了成功的喜悦,增强了创造的自信心.
4.加强集中思维训练,强化思维的综合性
集中思维是指对于由发散思维提出的各种方法和各种可能性逐一进行讨论,做出比较、评价和选择,从而选中其中获得解决问题的某一方案的思维过程.例如在进行浮沉条件的教学时,先把两个鸡蛋分别放入盛清水的玻璃水槽和盛浓盐水的玻璃水槽中,学生观察到其中一个鸡蛋沉在下面,另一个鸡蛋浮在上面的不同现象.学生推测其可能有两种原因:一是两个鸡蛋不一样,其中一个是做了手脚的空壳鸡蛋;二是两种液体不一样.教师提问如何排除第一种可能性?有的学生说“称一下.”课堂上没有称,不是最好的办法.有的学生说:“用手感觉一下.”不直观,也不是最好的办法.两个鸡蛋对换一下,是最直观的排除法.对换结果证明两个鸡蛋都是好鸡蛋,那肯定是两种液体不一样了.这时往盐水槽中加一些清水,鸡蛋会下沉;然后再加一些精细盐并轻轻搅拌,鸡蛋又会上浮;如果浓度合适的话,鸡蛋就会停留在盐水中间.根据这些实验现象和前面学过的浮力知识,引导学生分析总结出物体的浮沉条件,就可以大大提高学生的综合思维能力.
综上所述,学生创新思维的培养,要从多方位、多层次、多角度加以训练和提高.学生创新思维的培养是一项长期的过程,教师要持之以恒,把创新思维的培养贯穿到日常课堂教学中.
(责任编辑 廖银燕)
一、创新思维的含义
诺贝尔物理学奖获得者朱棣文讲过:要想在科学上取得成功,最重要的一点就是学会用与别人不同的思维方式、别人忽略的思维方式来思考问题.即创新思维是指人们在创造前所未有的思维成果时所进行的思维活动.创新思维的特点是:灵活、独特、新颖,而且人人都具有创新思维.就初中学生而言,创新思维包涵有:观察主动、敏锐;思维多向、求异;想象丰富、新颖;表述流畅、生动等.我们追求的学生创新思维,具有不拘一格、富于个性化倾向的特征,也就是每个学生都能有符合自己个性的创新思维.
二、创新思维培养的意义
温家宝总理在今年教师节同北京部分中小学教师座谈时讲到:“从国内外的比较看,中国培养的学生往往书本知识掌握得很好,但是实践能力和创新精神还比较缺乏.这应该引起我们深入地思考,也就是说我们在过去相当长的一段时间里比较重视认知教育和应试的教育方法,而相对忽视对学生独立思考和创造能力的培养.”的确如此,我们传统的课堂教学模式教出来的学生,几乎都有一种近于畸形的获取标准答案的思维惯性,缺少自主的创新思维能力.创新是一个民族的灵魂,是一个国家兴旺发达的永不枯竭的动力.因此,对青少年创新思维能力的培养,无论从教学改革本身,还是培养适应科技发展与社会进步所需的创新型人才都具有重要的现实意义和历史意义.
三、激发想象能力,培养创新思维
在课堂教学中教师应给学生多提供一些讨论、对话、即兴表演、实验实践等活动,激发想象能力,培养创新思维.
1.加强逆向思维训练,促进思维的流畅性
与常规思维不同,逆向思维是反过来思考问题,有时从正面去思考一个问题,可能很难得到答案,而从相反的方向或对立的角度去思考这个问题,可能豁然开朗.在科学发现上运用逆向思维的成功例子很多,如说话声音高低能引起金属片相应的振动,相反,金属片的振动也可以引起声音高低的变化,爱迪生就是在对电话的改进中,通过逆向思维发明制造了世界上第一台留声机.教师应该结合教学内容对逆向思维多做介绍,并在课堂上设计一些逆向思维训练题,加强训练,促进思维的流畅性.例如,关于给网球充气,按常规思维给球充气用打气针头,然而网球与足球篮球不一样,网球没有打气孔,那如何给瘪了的网球充气呢?这个问题从常规思维去思考可能很难得到答案,教师可以先让学生充分发挥想象空间,说出不同答案,然后跟学生一起分析和解决充气问题.首先分析网球为什么会漏气?气从哪里漏到哪里?我们知道,网球内部气体压强高,外部大气压强低,气体就会从压强高的地方向压强低的地方扩散,也就是从网球内部往外部漏气,最后网球内外压强—致了,就没有足够的弹性了.怎么让球内压强增加呢?运用逆向思维,考虑让气体从球外往球内扩散.怎么做呢?那就是把软了的网球放进一个密闭的钢筒中,往钢筒内充气,使钢筒内气体的压强远大于网球内部的压强,这时高压钢筒内的气体就会往网球内“漏气”,经过一定的时间,网球便会硬起来.让气体从外向里“漏”的逆向思维,让没有打气孔的网球同样可以实现充气.很显然,通过逆向思维,把不可能变成了可能.
2.加强发散思维训练,追求思维的灵活性
发散思维是根据已有的知识结构、经验方式进行多方位、多层次、多角度探究的思维活动.对青少年而言,从问题的要求出发,沿不同的方向去探求多种答案,是训练发散思维的重要方法.变换方式求出答案能够培养思维的灵活性,在教学中可根据教材内容,可以一问多答、一题多解、一题多变等变换方式训练学生的发散思维,以培养学生思维的灵活性.例如在学习“声速”之后,可提出这样的问题:声音在空气中的传播速度是340米/秒.假如声音在空气中的传播速度变成0.1米/秒,请你结合所学知识,回答两种以上的合理场景.这是根据已有的知识结构、经验方式进行多方位、多层次、多角度思考的发散思维训练题.学生在回答该问题时思维活跃,积极性很高.下面是学生描述的场景:
(1)马路上的汽车鸣笛没有效果,声音还没有听到,汽车已经开过来了.
(2)比赛时发令枪没有用了,离得近的选手已经跑出去了,离得远的选手还没有听到声音.
(3)人与人之间的交流只能靠手势了,因为说话就太慢了.
(4)老师在讲台上讲课,第一排的同学与最后一排的同学听到同一句话要相差近100秒,如果看演示实验,看到的与听到的会不一样.
(5)看电视要戴耳机,否则会图像声音不同步.
类似的还有:没有摩擦的世界将是什么样子?如果一切物体受到的重力都消失了,将会发生哪些奇怪现象?等等,这些都是训练学生发散思维的很好素材.
3.加强求异思维训练,实现思维的独特性
求异思维就是根據一定的思维定向,另辟蹊径,大胆假设,提出自己的不同意见或标新立异的思维活动,它是创造发明的动力.因此,教师不应满足于唯命是从、人云亦云的思维态度,而应有意识地安排创新环节,鼓励创新.例如,在学习了碱的性质后,知道氢氧化钠能与二氧化碳发生反应,但氢氧化钠吸收二氧化碳的过程肉眼不能直接观察到.我要求学生设计实验证明氢氧化钠能吸收二氧化碳,下面是学生的实验设计思路:(1)让二氧化碳和氢氧化钠溶液在密闭的软塑料瓶内发生反应,观察软塑料瓶是否会变瘪;(2)在装满二氧化碳的玻璃瓶内注入适量氢氧化钠溶液后马上用橡皮筋在瓶口套上一个小气球,看小气球是否会被吸进去;(3)用魔术“瓶吞鸡蛋”也可以证明氢氧化钠吸收二氧化碳;(4)在盛满二氧化碳的集气瓶(带橡胶塞)内放一个用玻璃管与外界相通的小气球,用针筒往瓶内注入适量的氢氧化钠,看瓶内的气球是否会鼓起来;(5)把盛满二氧化碳的集气瓶(带橡胶塞)用弯玻璃管跟一个盛满红墨水的烧杯连通起来,用针筒往瓶内注入适量的氢氧化钠,看杯内的红墨水是否会通过玻璃管流向集气瓶.设计实验是培养与发展学生创新思维的重要手段,它不仅训练了学生的求异思维,而且使学生获得了成功的喜悦,增强了创造的自信心.
4.加强集中思维训练,强化思维的综合性
集中思维是指对于由发散思维提出的各种方法和各种可能性逐一进行讨论,做出比较、评价和选择,从而选中其中获得解决问题的某一方案的思维过程.例如在进行浮沉条件的教学时,先把两个鸡蛋分别放入盛清水的玻璃水槽和盛浓盐水的玻璃水槽中,学生观察到其中一个鸡蛋沉在下面,另一个鸡蛋浮在上面的不同现象.学生推测其可能有两种原因:一是两个鸡蛋不一样,其中一个是做了手脚的空壳鸡蛋;二是两种液体不一样.教师提问如何排除第一种可能性?有的学生说“称一下.”课堂上没有称,不是最好的办法.有的学生说:“用手感觉一下.”不直观,也不是最好的办法.两个鸡蛋对换一下,是最直观的排除法.对换结果证明两个鸡蛋都是好鸡蛋,那肯定是两种液体不一样了.这时往盐水槽中加一些清水,鸡蛋会下沉;然后再加一些精细盐并轻轻搅拌,鸡蛋又会上浮;如果浓度合适的话,鸡蛋就会停留在盐水中间.根据这些实验现象和前面学过的浮力知识,引导学生分析总结出物体的浮沉条件,就可以大大提高学生的综合思维能力.
综上所述,学生创新思维的培养,要从多方位、多层次、多角度加以训练和提高.学生创新思维的培养是一项长期的过程,教师要持之以恒,把创新思维的培养贯穿到日常课堂教学中.
(责任编辑 廖银燕)