激活科學(xué)實驗思維培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力

林成琮

x

1變實驗“觀看”為實驗“觀察”

在科學(xué)教學(xué)中，演示實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的最重要途徑。教師做演示實驗時，除交待實驗器具、實驗?zāi)康?、實驗注意點外，更重要的是要對學(xué)生提出觀察的重點。教師對每一項演示實驗都應(yīng)制定相應(yīng)的程序和方法，特別是依據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)，預(yù)見到學(xué)生原有知識、經(jīng)驗的缺陷，精心策劃富有啟發(fā)性的引導(dǎo)措施，變學(xué)生簡單的實驗“觀看”過程為實驗“觀察”過程，以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，打好創(chuàng)造的基礎(chǔ)。

例如：在學(xué)習(xí)液體內(nèi)部有壓強(qiáng)時，可先讓學(xué)生細(xì)致觀察，然后出示以下問題：1.本實驗需要研究觀察什么?怎樣觀察?2.為什么當(dāng)教師把手按在壓強(qiáng)計的橡皮模上用力時，u型管中的紅墨水會出現(xiàn)一個高度差?3.為什么把壓強(qiáng)計放入盛有一定液體的燒杯中，不用手按橡皮模也會出現(xiàn)一個高度差?4.這兩次實驗有何特點?5.在相同深度處，即使橡皮模方向不一樣，右邊u型管中的高度差會一樣嗎?說明了什么問題?

通過預(yù)先設(shè)定的問題，學(xué)生在觀察時就會認(rèn)真、仔細(xì)的對待所出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象，并且動腦思考問題的答案。從而提高了課堂的效果。為使學(xué)生養(yǎng)成細(xì)致觀察的習(xí)慣，培養(yǎng)他們的觀察能力，教師應(yīng)該在沒有出示以上問題時先讓學(xué)生自由觀察。

2變演示實驗為學(xué)生分組實驗

變演示實驗為學(xué)生分組實驗，就是在教師的啟發(fā)指導(dǎo)下將演示的過程轉(zhuǎn)化為學(xué)生自己獨立地運用實驗去探求知識或獲取必要的感性知識，從而自己總結(jié)得出結(jié)論的過程。它是有效解決上述問題的策略之一，因為這樣做不僅可以在課堂上增加了學(xué)生動手動腦的機(jī)會，加強(qiáng)實驗基本功的訓(xùn)練，更重要的是還可以通過實驗探求知識，獲取知識。對學(xué)生來說，按照思維發(fā)展獲取新知識的過程，本身就是創(chuàng)造的過程。變教師演示實驗為學(xué)生分組實驗，增加的就是學(xué)生的創(chuàng)造體驗，這種效果是單純的演示實驗所不能及的。

例如：在演示海波的熔化實驗時，傳統(tǒng)的做法是教師在臺上演示，把裝有海波的試管放到盛水的燒杯里，緩慢加熱，和學(xué)生一起觀察并記錄。這樣做有幾個問題難以解決：①溫度計的刻度比較小，即使前排的學(xué)生也看不清楚，中后排學(xué)生更難以看清。②海波在試管中的狀態(tài)變化過程，學(xué)生在座位里也是無法看清的。整個實驗都需要細(xì)致的觀察和記錄。如果把以上實驗改為學(xué)生分組實驗，讓學(xué)生每兩人為一小組，使教師的演示和學(xué)生分組實驗觀察互相配合進(jìn)行，學(xué)生的觀察效果就會大大增加，在此基礎(chǔ)上加以總結(jié)并得出結(jié)論就變得順理成章。

3變驗證測量實驗為探索實驗

科學(xué)教材中屬于驗證性、測量性的實驗較多。如果教師能選取一些靈活性大、變通性大的問題，積極創(chuàng)設(shè)情境，鼓勵學(xué)生發(fā)散思維，進(jìn)行多方位、多角度觀察、思考、探索、想象，從而提出多種設(shè)想和解決問題的方案。在此基礎(chǔ)上，再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行收斂思維，確定解決問題的最佳方案。這不僅能培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能，而且能訓(xùn)練學(xué)生思維的流暢性、變通性和獨創(chuàng)性(發(fā)散思維的三個難度)。從而激活創(chuàng)造思維。

例如，在學(xué)習(xí)鋼鐵的銹蝕和防護(hù)時，在教學(xué)中利用投影片展示很多鋼鐵銹蝕和防護(hù)的圖片，然后讓學(xué)生設(shè)計解決本校自行車車棚銹蝕的方案，同學(xué)們爭先恐后，回答熱烈。有的認(rèn)為刷油漆可以解決；有的回答在其表面涂上搪瓷或膠合一層塑料；有的說表面鍍上不易腐蝕的其他金屬：也有的認(rèn)為干脆把鋼鐵換成不銹鋼等不易被銹蝕的金屬。方法有多種，從理論角度來講都能夠解決車棚銹蝕問題，但須告訴學(xué)生在實際生活中還應(yīng)考慮到多個因素，比如成本因素，防銹時間長短因素等等，所以在多個方案中還要選出最切合實際的方案。然后我利用上網(wǎng)查閱的一些數(shù)據(jù)出示給學(xué)生，讓學(xué)生在這些數(shù)據(jù)中自己找出解決的最佳答案。

在設(shè)計出眾多方案后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行多方案的選擇，是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維的重要方式。學(xué)生通過分析、探索各方案的利弊，實驗成功因素的影響，結(jié)果準(zhǔn)確程度的比較等等，選擇一種最合理、效果最好的實驗方案，這就是發(fā)散后的收斂。通過發(fā)散和收斂，可以激活學(xué)生的創(chuàng)造思維。

4變封閉實驗室管理為開放管理

除課堂實驗教學(xué)外，積極開放實驗室，讓學(xué)生到實驗室去通過“動手”自主做實驗，也可以課外做些興趣小實驗，這樣可有效拓展學(xué)生的創(chuàng)造空間，但實驗室的開放應(yīng)注意以下幾點：

4.1開放目的。要讓學(xué)生知道：為了鼓勵學(xué)生的探究活動，為了實驗學(xué)習(xí)的需要，任何一位同學(xué)都可到實驗室借實驗儀器。學(xué)生有了這一點保證，就大大增強(qiáng)了他們的實驗操作興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式發(fā)生根本性的變化，使科學(xué)教育更為有利于學(xué)生的發(fā)展。通過科學(xué)探究，還能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、創(chuàng)新精神和實踐能力，有利于學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)。

4.2開放時間?？蛇x在每天自修課或課外活動課時間對學(xué)生開放。讓學(xué)生有條件研究和創(chuàng)造，使學(xué)生能自由地進(jìn)入實驗室，真正遨游在知識的海洋中。

4.3儀器擺放。傳統(tǒng)的做法教師是分類別，有條理地擺放各種儀器，而且每個實驗獨立擺布，這樣可能使學(xué)生的思維空間受到一定限制。我們可以嘗試根據(jù)“設(shè)計思想”，布置成幾塊，要求學(xué)生在設(shè)計思想下做實驗。

4.4材料利用。學(xué)生可充分利用實驗室內(nèi)各種儀器進(jìn)行實驗外，還可設(shè)立“廢料利用箱”，讓學(xué)生把平時生活中棄置的易拉罐、廢膠管等廢料收集起來，供同學(xué)們選用，也可用身邊的一些玩具做一些趣味小實驗(如溜溜球、沙漏等)，這樣做既可節(jié)省資源，又可培養(yǎng)學(xué)生勤儉節(jié)約的好習(xí)慣。

4.5擴(kuò)展空間。需要學(xué)校的配合，擴(kuò)充實驗器材，盡可能地提供實驗所需的一切器材，并補充自然科學(xué)小百科等知識讀本，可供學(xué)生查閱。

4.6組織管理。除了安排1～2名實驗員負(fù)責(zé)開放時間的宏觀管理外，重要的是還可考慮安排若干名能力強(qiáng)學(xué)生協(xié)助管理，輪流指導(dǎo)。這樣既節(jié)省了管理資源，又培養(yǎng)鍛煉了學(xué)生的實驗?zāi)芰?，使實驗室真正發(fā)揮出作用，做到有序、高效。

4.7儀器管理。學(xué)生借用實驗室儀器必須遵守實驗室原有的“儀器管理制度”，在此基礎(chǔ)上同時遵守以下新規(guī)定。實驗完成后，立即歸還實驗儀器，并附一份實驗報告，匯報實驗成果。在實驗操作過程中，若有儀器損壞的，按“儀器管理制度”處理。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生愛護(hù)公物的好習(xí)慣。

5變培養(yǎng)實驗知識為實踐能力

為更好地激發(fā)學(xué)生的求知欲望，進(jìn)一步調(diào)動學(xué)生探索研究的積極性，變實驗知識為實踐能力、啟迪創(chuàng)造活動。利用課外活動時間或雙休日、假日活動時間開展實驗活動和“小創(chuàng)作”、“小論文”等活動是最佳的途徑之一，以求升華創(chuàng)造意識+總結(jié)創(chuàng)造成果。

5.1將“小實驗”變成現(xiàn)實。在初中科學(xué)教科書中提供了許多“小實驗”，“小實驗”具有取材方便、方法簡單、趣味性強(qiáng)、效果明顯等特點。例如：在上到大氣壓強(qiáng)時，演示了氣“拿”杯子；在講到光的折射時，演示了這樣一個小實驗：“消失”的硬幣?！靶嶒灐笨膳囵B(yǎng)學(xué)生的觀察、操作、整理數(shù)據(jù)等能力外，還可培養(yǎng)創(chuàng)作能力、發(fā)現(xiàn)能力和設(shè)計能力。

教師除了可在授課過程中巧妙恰當(dāng)?shù)卮┎濉靶嶒灐蓖?。教師還要積極幫助學(xué)生創(chuàng)造實驗條件。組織課外實驗小組、興趣小組有計劃地進(jìn)行“小實驗”、“小創(chuàng)作”活動。

5.2開展實驗設(shè)計方案競賽。教師根據(jù)教材所涉及的內(nèi)容，可提出一些研究的方向，啟發(fā)學(xué)生自行設(shè)計實驗方案。(這也是符合當(dāng)今中考的趨勢之一)教師應(yīng)定期收集學(xué)生的實驗設(shè)計方案。認(rèn)真審閱，對合理性強(qiáng)、可操作性強(qiáng)、實驗結(jié)果準(zhǔn)確性高的“作品”，要給予表揚和鼓勵，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的動手興趣。

5.3開展“小創(chuàng)作、小發(fā)明”活動。在學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計方案競賽的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自行創(chuàng)造條件進(jìn)行實驗實踐活動?；顒臃绞娇啥喾N多樣，既可讓學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成所設(shè)計項目的實踐過程。又可搞現(xiàn)場制作比賽，還可將現(xiàn)成的教具改造、加工等，實踐表明，將科學(xué)實驗中的很多教具經(jīng)過改造加工后，效果明顯，材料簡單，操作方便等特點。

5.4展示、總結(jié)科學(xué)創(chuàng)新成果。為使創(chuàng)造活動進(jìn)一步得到升華。學(xué)校每年定期開展水日、地球日、環(huán)境日、以及植樹節(jié)、愛鳥周、科技節(jié)等活動，不管活動內(nèi)容比較單一，有的甚至還很“幼稚”，但通過科技節(jié)這樣的活動。即通過舉行全校性的實驗競賽、展覽評比活動，向全校師生展示出優(yōu)勝者的創(chuàng)造成果和表演操作技能，大大提高學(xué)生的各種創(chuàng)造活動。進(jìn)一步濃厚學(xué)校中學(xué)生的創(chuàng)造意識，濃厚學(xué)校的創(chuàng)造氛圍。

5.5課堂聯(lián)系家庭、社會創(chuàng)新。課堂結(jié)合家庭和社會培養(yǎng)創(chuàng)新能力。家庭小實驗是十分有效的方法。學(xué)習(xí)“金屬的防護(hù)和回收”這一課時，讓學(xué)生觀察家中鐵鍋、菜刀表面的銹斑。學(xué)生發(fā)現(xiàn)銹跡并不是均勻地分布在鐵鍋與菜刀的表面。在分析生銹的原因時，指導(dǎo)學(xué)生將三個鐵釘分別涂上機(jī)油、放在空氣中和放在潮濕的地面，并分析三個鐵釘生銹程度不同的原因，從而讓學(xué)生自主地得出教材中“鐵在潮濕的空氣中能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成鐵銹”的原理。

綜上所述，科學(xué)是科學(xué)家們創(chuàng)造性的勞動結(jié)晶，科學(xué)教學(xué)使學(xué)生獲得他們未曾擁有的科學(xué)知識，也是一種創(chuàng)造性的認(rèn)知過程，而科學(xué)實驗更是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一種載體。課堂教學(xué)改革的立足之地就是建設(shè)創(chuàng)新的環(huán)境，營造創(chuàng)新的氣氛，構(gòu)造創(chuàng)新的課堂教學(xué)秩序，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑、解疑的能力。培養(yǎng)創(chuàng)新能力是化學(xué)實驗教學(xué)的重要目標(biāo)，落實基礎(chǔ)知識、掌握基本技能、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度、采用研究性學(xué)習(xí)方法、課堂家庭和社會結(jié)合是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的有效策略。而其在科學(xué)實驗教學(xué)中的具體實施，也會給我們培養(yǎng)大量的適應(yīng)現(xiàn)代社會需要的人才提供一個可行的方式方法。