創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 深化“實(shí)驗(yàn)生成” 培養(yǎng)創(chuàng)新思維

羅小春

摘 要：本文就初中物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)課堂實(shí)施， 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，特別是通過(guò)課堂生成與捕捉、評(píng)價(jià)與激勵(lì)、分組與合作、動(dòng)手與操作等方面達(dá)到目的。并進(jìn)一步通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引起學(xué)生在日常生活與學(xué)習(xí)中，關(guān)注身邊物理現(xiàn)象，主動(dòng)探究，深究“實(shí)驗(yàn)生成”，從實(shí)驗(yàn)的層面上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)；預(yù)設(shè)與生成；評(píng)價(jià)與激勵(lì)；創(chuàng)新思維與培養(yǎng)

構(gòu)建自主創(chuàng)新型社會(huì)是當(dāng)今我國(guó)提出的重要戰(zhàn)略目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)需要?jiǎng)?chuàng)新型人才[1]，中學(xué)新課程改革要求培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，物理課是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)創(chuàng)新思維成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主陣地[2]。就廈門(mén)農(nóng)村生源來(lái)說(shuō)，學(xué)生們從孩提時(shí)代起對(duì)身邊的物理現(xiàn)象充滿(mǎn)好奇，但隨著歲月流失，到初中時(shí)，這種好奇心漸漸缺失，甚至只留在潛意識(shí)中，所以，教師需要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，創(chuàng)造性地展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的“新、奇、美”，以創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新學(xué)習(xí)情境，誘導(dǎo)創(chuàng)新動(dòng)機(jī)，激發(fā)學(xué)生的好奇心與創(chuàng)新思維。通過(guò)大量的教學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，可以通過(guò)以下途徑培養(yǎng)創(chuàng)新思維[3]。

一、要有效地培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新思維，教師首先必須具有創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

“意識(shí)是思維主體對(duì)信息進(jìn)行處理后的產(chǎn)物，沒(méi)有思維主體及思維活動(dòng)就不可能產(chǎn)生意識(shí)”[4]。所以，教師必須要增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，深入思考，不斷對(duì)自己的教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新性地改變。

研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)三維目標(biāo)發(fā)現(xiàn)：“新、奇、美、易”當(dāng)之無(wú)愧成為實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目標(biāo)?！靶隆奔词莿?chuàng)新，也就是盡量通過(guò)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)展示學(xué)生少見(jiàn)或沒(méi)見(jiàn)過(guò)的科學(xué)現(xiàn)象，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思考；“易”是指盡可能利用身邊的課程資源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，只要有效，“樸素、草根”一點(diǎn)未嘗不可，還更容易引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)具體方法如下。

1. 運(yùn)用“相似聯(lián)想”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

[案例1]滬科版（2012年）八年級(jí)物理課本（以下同）P199實(shí)驗(yàn)：兩位工人從一樓搬運(yùn)物體到三樓，比較做功的快慢。這個(gè)實(shí)驗(yàn)在課堂上不能演示，只能借助課件展示。運(yùn)用相似聯(lián)想方法中的形式上相似的事物進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)：收齊數(shù)學(xué)課本，均分成兩半，完全一樣對(duì)稱(chēng)放置在講臺(tái)兩側(cè)，請(qǐng)兩隊(duì)分別派兩個(gè)代表上來(lái)實(shí)驗(yàn)，一位計(jì)時(shí)，另一位同學(xué)一本一本地對(duì)稱(chēng)疊放在講臺(tái)上，看誰(shuí)做功快。這樣設(shè)計(jì)還引入了競(jìng)賽機(jī)制，能獲得真實(shí)的體驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)了情境，活躍了氣氛，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維活動(dòng)，使學(xué)生感覺(jué)到，物理就在身邊。

[案例2] 在學(xué)習(xí)飛機(jī)升力產(chǎn)生時(shí)，運(yùn)用“相似聯(lián)想”引導(dǎo)學(xué)生自制簡(jiǎn)易飛機(jī)模型創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：不規(guī)定材料，用兩根長(zhǎng)短不一的細(xì)輕質(zhì)棒成90度交叉綁好，在短棒兩側(cè)向中間對(duì)稱(chēng)套上上面弧形，下面平的輕質(zhì)物體例如硬紙片，用膠水在交叉點(diǎn)粘緊，再在長(zhǎng)棒靠近末端對(duì)稱(chēng)做兩條尾翼，演示飛行實(shí)驗(yàn)。比引導(dǎo)學(xué)生單一用紙做飛機(jī)或用竹蜻蜓演示的實(shí)驗(yàn)開(kāi)放度與思維空間大。

2. 運(yùn)用“思維的變通性”進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在小組合作探究中，運(yùn)用思維變通，巧用身邊的課程資源代替一些常規(guī)器材進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，能更好地激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維。[案例3]八年級(jí)課本P29《探究：速度的變化》：若將用實(shí)驗(yàn)室的斜面、小車(chē)、停表等器材進(jìn)行的分組實(shí)驗(yàn)改為利用身邊的物體分組實(shí)驗(yàn)，并同步書(shū)寫(xiě)報(bào)告。同學(xué)們興致勃勃地開(kāi)始了：有的用電子表測(cè)時(shí)間，有的用手表，有的用脈搏估測(cè)。有的把書(shū)本一端翹起做斜面，用刻度尺測(cè)量書(shū)本的長(zhǎng)度，再分成兩段，把橡皮擦從上面溜下來(lái)，有的用乒乓球……一會(huì)兒，有的小組問(wèn)：“斜面短，時(shí)間不好測(cè)怎么辦？”、“能否想辦法加長(zhǎng)點(diǎn)?！保ā皫煛保┩瑢W(xué)們想了想，用兩本書(shū)連接起來(lái)加長(zhǎng)斜面，我會(huì)心的點(diǎn)點(diǎn)頭?！袄蠋?，我們組斜面已經(jīng)做得很長(zhǎng)了，但時(shí)間依然不好測(cè)？”、“你的斜面太陡了，再想想……”他們立刻放緩了斜面……。其實(shí)學(xué)生的創(chuàng)意不少，若教師善于引導(dǎo)學(xué)生變通思維，利用身邊的資源，多動(dòng)手創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，是可以做到讓物理走進(jìn)生活的。

3. 運(yùn)用逆向思維進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，運(yùn)用逆向思維中的反向求索的方式進(jìn)行創(chuàng)新思維，往往收到奇效。[案例4]八年級(jí)課本P157“鐵皮罐塌陷實(shí)驗(yàn)”： 罐口打開(kāi)、裝有少許水的鐵皮罐內(nèi)的水燒開(kāi)后，再蓋緊蓋子，用冷水澆鐵皮罐，鐵皮罐被壓扁了。運(yùn)用逆向思維深入一步：再往塌陷的鐵皮罐上用開(kāi)水澆，塌陷的鐵皮罐又膨脹起來(lái)，反過(guò)來(lái)佐證大氣壓的存在，能夠很好地激發(fā)學(xué)生的逆向思維。

4. 運(yùn)用分合發(fā)散進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，若發(fā)散思考找到所需實(shí)驗(yàn)器材，與實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行合并，就可以找到一種新的實(shí)驗(yàn)方法。[案例5]八年級(jí)課本P195實(shí)驗(yàn)：用一個(gè)動(dòng)滑輪拉一個(gè)重物來(lái)探究機(jī)械功的實(shí)驗(yàn)。為了更清楚地展示重物上升的高度與繩子移動(dòng)距離之間的關(guān)系，可以在實(shí)驗(yàn)裝置后面豎放一塊貼有白紙的大木板，實(shí)驗(yàn)前后分別標(biāo)出重物及繩子自由端所處的位置，再連成線(xiàn)，對(duì)比二者的長(zhǎng)度關(guān)系。這樣做看起來(lái)只做了很小的改進(jìn)，似乎小題大做。其實(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維， 就是從一點(diǎn)一滴的小處著手，引導(dǎo)學(xué)生一步步地養(yǎng)成思考、求新，最終創(chuàng)新的良好習(xí)慣的。

二、通過(guò)充分預(yù)設(shè)、三向捕捉、二次探究、多元評(píng)價(jià)深化“實(shí)驗(yàn)生成”，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

蘇霍姆林斯基說(shuō)：“教育的技巧并不在于預(yù)見(jiàn)到課堂的所有細(xì)節(jié)，而在于根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況，巧妙地在學(xué)生不知不覺(jué)中做出相應(yīng)的變動(dòng)?！边@反映了應(yīng)對(duì)課堂教學(xué)生成的重要性。對(duì)“實(shí)驗(yàn)生成”進(jìn)行預(yù)設(shè)，捕捉，探究，能拓展動(dòng)態(tài)課程資源，在學(xué)與教的“學(xué)習(xí)共同體”中通過(guò)深化“實(shí)驗(yàn)生成”培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

1. 實(shí)驗(yàn)前的充分預(yù)設(shè)

“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢?！睘榱溯^好地應(yīng)用“實(shí)驗(yàn)生成”培養(yǎng)創(chuàng)新思維，教師事先應(yīng)做好充分預(yù)設(shè)。雖然“實(shí)驗(yàn)生成”不一定按預(yù)設(shè)的方向發(fā)展，但教師依然要進(jìn)行預(yù)設(shè)，因?yàn)椋海?）充分的預(yù)設(shè)能使教師處于一種對(duì)“實(shí)驗(yàn)生成”隨時(shí)進(jìn)行激發(fā)、捕捉的活躍的潛意識(shí)狀態(tài)；（2）“實(shí)驗(yàn)生成”課程資源的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用需要相應(yīng)的預(yù)案，教師事先要做到心中有數(shù)；（3）“實(shí)驗(yàn)生成”預(yù)設(shè)是教師對(duì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)向縱深發(fā)展的探索，是提升教師實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的有效途徑。高質(zhì)量的預(yù)設(shè)可以這樣做：（1）深入鉆研教材，分析實(shí)驗(yàn)的知識(shí)背景；研究學(xué)情：包括學(xué)生的思維特點(diǎn)、知識(shí)狀況、心理世界等；（2）針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中知識(shí)、現(xiàn)象等的生成點(diǎn)和學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”巧妙自問(wèn)；（3）運(yùn)用發(fā)散思維充分預(yù)設(shè)學(xué)生的回答以及可能出現(xiàn)的情況；針對(duì)可能出現(xiàn)的有價(jià)值的生成設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)方案。

2. “實(shí)驗(yàn)生成”的三向捕捉與引導(dǎo)

（1）正向捕捉與引導(dǎo)：演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，同步關(guān)注學(xué)生反饋生成的與實(shí)驗(yàn)結(jié)論有關(guān)的正向信息，進(jìn)行分析，對(duì)有價(jià)值的生成資源進(jìn)行正向引導(dǎo)；分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師主動(dòng)觀察、交流，挖取正向生成；（2）反向捕捉與引導(dǎo)：在以上的施教行動(dòng)中，對(duì)于生成的錯(cuò)誤的課程資源，如果能引導(dǎo)學(xué)生求證它是錯(cuò)誤的，反過(guò)來(lái)佐證結(jié)論，也是值得開(kāi)發(fā)與利用的；（3）泛向捕捉與引導(dǎo)：如果出現(xiàn)與本節(jié)課無(wú)關(guān)的有價(jià)值的生成，照樣不要放過(guò)，運(yùn)用整個(gè)課程一盤(pán)棋的思想，進(jìn)一步加大開(kāi)放度，進(jìn)行捕捉與引導(dǎo)。

3. “實(shí)驗(yàn)生成”的二次探究

教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中捕捉到有價(jià)值的“實(shí)驗(yàn)生成”時(shí)，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行二次探究，是直接利用“實(shí)驗(yàn)生成”促使學(xué)生形成創(chuàng)新思維的重要途徑。若出現(xiàn)新的有價(jià)值的生成，激勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探究，引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思維往更深方向發(fā)展。

4. “實(shí)驗(yàn)生成”的多元評(píng)價(jià)與激勵(lì)

新課程要求對(duì)學(xué)生進(jìn)行多元評(píng)價(jià)，其中形成性與發(fā)展性評(píng)價(jià)要關(guān)注學(xué)生的情感、合作交流能力、創(chuàng)新思維能力、動(dòng)手操作能力等。評(píng)價(jià)要著力于對(duì)后續(xù)創(chuàng)新學(xué)習(xí)行為的拓展、外延進(jìn)行激勵(lì)?！皩?shí)驗(yàn)生成”探究的評(píng)價(jià)也適用此道。評(píng)價(jià)表見(jiàn)表1。

當(dāng)然，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的方法很多，通過(guò)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、深化“實(shí)驗(yàn)生成”是其中重要的一種，因?yàn)樗プ×宋锢碚n是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科本質(zhì)。在創(chuàng)新思維培養(yǎng)的過(guò)程中，我們會(huì)遇到很多問(wèn)題，只要針對(duì)問(wèn)題，不斷鉆研，尋求解決辦法，達(dá)成新課程要求的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的教學(xué)目標(biāo)，為我國(guó)構(gòu)建自主創(chuàng)新型社會(huì)，在中學(xué)階段打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)是能實(shí)現(xiàn)的。

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