讓學生的創(chuàng)新能力在實驗中成長

張元彩 浦江縣實驗中學 浙江金華 322200

創(chuàng)新是一個民族的靈魂，培養(yǎng)中學生的創(chuàng)新能力是我國素質教育的終極目的?？茖W作為以實驗為基礎的一門學科，歷來受到學校、教師、學生的高度重視。但在教學的實際中，教師往往重視基礎課程教學，忽視實驗能力的培養(yǎng)，抑制了學生的思維和創(chuàng)新能力，這與新課標教學要求不相符?？茖W實驗課是課堂的重要組成部分，很多結論都是通過實驗得出的結果。因此，上好實驗課對于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，提高學生的學習興趣，增強學生的學習能力至關重要。隨著新課改的全面實施，怎樣在新的教育理念下，通過實驗教學來培養(yǎng)和發(fā)展學生的綜合創(chuàng)新能力，從而提高學生自身的基本素質,是值得我們每位教育工作者深思的問題。為了探索在實驗教學中如何更有效地培養(yǎng)和發(fā)展學生的綜合創(chuàng)新能力，本人通過幾年的實驗教學實踐，談談幾點自已的看法和做法。

一、轉變教師的教育觀念，正確認識實驗對培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要性

目前實行的初中科學教師定量工作制中未考慮實驗這項繁瑣復雜的工作任務，消弱了實驗這一環(huán)節(jié)。由此而引發(fā)了某些教師“做實驗不如講實驗”，“講實驗不如背實驗”的荒謬作法。這一現(xiàn)象嚴重妨礙了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才。教師首先應該認識到，教育不應該僅僅是訓練和灌輸?shù)墓ぞ撸鼞撌前l(fā)展認知的手段。初中科學教學確定以實驗為基礎，用實驗來激發(fā)學生的學習興趣，充分發(fā)揮學生參與教學的主動性和積極性，培養(yǎng)他們操作實驗、設計實驗的實踐能力和創(chuàng)造能力。只有學生的積極參與，才能使學生達到掌握實驗技能、養(yǎng)成科學的實驗態(tài)度和提高自身實驗素質的目的，從而學會運用實驗手段解決科學問題。

其次，要認清的問題是創(chuàng)造力與智力的關系。心理學研究表明，創(chuàng)造力與智力的發(fā)展并不同步，而某些教師比較喜歡智商高的學生而不喜歡創(chuàng)造力強的學生，因為創(chuàng)造力強的學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“教學常規(guī)”要求的知識領域，為教師增加了教學負擔。實際上，教師的這種看法已經(jīng)束縛了學生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

再者，隨著科學技術的飛速發(fā)展，現(xiàn)代教育技術進入課堂，給傳統(tǒng)的科學教學模式注入了活力。但在具體的實施過程中，還必須根據(jù)實驗教學的內(nèi)容選擇恰當?shù)慕虒W手段，避免因使用現(xiàn)代化的教育技術而引出新的問題。有些教師過分追求先進的教學手段，迷戀于各種電教儀器和多媒體教學的模擬實驗，讓學生看看了事，不重視讓學生看實物，動手實際操作，放棄了運用實驗的直觀教學方法。這一做法只能造成學生記實驗、背實驗，使學生失去了鍛煉自己創(chuàng)新能力的機會，這樣不僅挫傷了學生學習的積極性，而且嚴重影響了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才。

二、改革陳舊的實驗教學模式

大膽改革不適應新形勢下中學實驗教學模式，科學設計實驗教學程序，優(yōu)化實驗教學過程、實驗教學方法和培養(yǎng)創(chuàng)新能力，建立起“引導—探索—實驗—掌握”的教學模式。這種教學模式應當充分發(fā)揮教師的主導作用，突出學生的主體地位。教師要充分相信學生，使學生主動參與實驗．課本讓學生看，實驗讓學生做，問題讓學生提，思路讓學生想，疑難讓學生議，錯誤讓學生析。讓學生獨立設計實驗，最大限度地調動學生自主學習的積極性和主動性，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造才能，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識，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)只講重點、關鍵點和注意點，發(fā)揮好主導調控作用。

就分組實驗來講，在同一時間全班同學用相同的儀器，同一種方法，在規(guī)定時間內(nèi)做同一個實驗，最后得出同一個結論，這樣就有可能導致部分學生看別人怎么做，自己就怎么做，特別是兩人合做時，有極少數(shù)學生只看不動手，也不留心觀察實驗，不記錄有關數(shù)據(jù)，更談不上去思考。這種教學模式不利于提高學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，不利于引導學生突破固定思維模式的障礙，不利于學生創(chuàng)新思維方法的形成，不利于學生智能的發(fā)展，更談不上培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。教師在教學中應該按照教學大綱規(guī)定必做的分組實驗，采用一人一組，總體安排，并將學生分成三種類型：第一類是理解能力差，反應較慢，動作緩慢；第二類是思維敏捷，動作粗糙；第三類是獨立思考，動手能力強。不管哪類學生整個實驗過程全部由學生自己獨立完成，教師必要時答疑引路。另外還要改革實驗報告的書寫，實驗報告不要求統(tǒng)一的格式，只要求與實驗相聯(lián)系，寫出本實驗成功的關鍵、有何不足等有關內(nèi)容。

三、引導質疑，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。

愛因斯坦曾說過：“提出一個問題，往往比解決一個問題更重要”。這表明了質疑對學習和創(chuàng)新的重要性。疑是創(chuàng)新的前提，是思維能力的動力，是創(chuàng)新能力形成的基石。引導學生質疑和釋疑的過程即是學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)過程。因此，鼓勵質疑問難和求新求異，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的關鍵問題。創(chuàng)新教育要求教師應積極主動地創(chuàng)設寬松的學習氛圍，鼓勵學生開動腦筋，大膽想象，積極提問，勇敢質疑。教師應因勢利導通過新奇有趣的實驗激發(fā)學生的求知欲望，多用探究、啟發(fā)教學，多刨根問底。

比如我在上生物部分“光合作用”這一實驗中，先引導學生質疑：為什么要預先讓天竺葵“饑餓”？加入酒精的目的是什么？為什么葉的遮光部分不變色，而曝光部分變成藍紫色？讓學生思考能否用其他方法來驗證光合作用。有些學生在實驗過程中因操作錯誤等，導致觀察不到正確的實驗現(xiàn)象。此時，教師應幫助學生進行分析，找出出現(xiàn)錯誤的癥結所在。通過親身實踐，學生對實驗中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象感到很好奇，教師要利用這一因素，激發(fā)他們對實驗現(xiàn)象進行分析、推理、綜合等，總結成功的經(jīng)驗，分析失誤的原因。

質疑是思維的開端，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力的動力源泉。因此，教師在教學中要鼓勵、放開學生積極討論、爭辯，敢于對書本、生活經(jīng)驗提出疑問。發(fā)現(xiàn)問題，大膽懷疑，探奇索引，尋根問底是創(chuàng)造的開端，是創(chuàng)造型人才的重要品質。要培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力，就要鼓勵學生敢想、敢懷疑、敢問。即使某些問題是可笑的，某些發(fā)現(xiàn)是錯誤的，某些探索是失敗的，教師都應及時表揚他們的創(chuàng)新意識，并幫助分析錯誤、失敗的原因，為學生創(chuàng)設民主寬松的環(huán)境，生動活潑的學習氣氛可讓學生愉快思考，大膽設想，從而最大限度地激發(fā)他們的創(chuàng)新思維火花，發(fā)展創(chuàng)新思維能力。

四、通過創(chuàng)新實驗設計，營造創(chuàng)造空間，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

實驗設計是教師對實驗教學內(nèi)容進行總體規(guī)劃過程，或者是學生根據(jù)自己所學的科學知識和技能，獨立或在教師的啟發(fā)指導下，靈活并創(chuàng)造性地對所提出的問題尋找解決方案。在設計實驗的過程中，學生主體參與意識強，思維異?；钴S，創(chuàng)造潛能得到了開發(fā)，當他們根據(jù)所設計的方案完成了實驗時，便會產(chǎn)生成功的愉悅感，從而使創(chuàng)新意識和創(chuàng)新興趣得到了強化，創(chuàng)新能力就得到了提高。所以在實驗教學中，教師通過不失時機地設置疑惑，制造懸念，營造強烈的問題情境，引導學生通過實驗進行積極的探索，這對促進其手腦結合和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是大有益處的。

例如：Cu與濃HNO3反應的實驗，按教材的要求完成實驗，產(chǎn)生的NO2易污染空氣，為了減少污染，可設置下列問題并討論，①請同學們設計當實驗現(xiàn)象明顯時，若要及時停止反應，可采用什么方法？為什么？學生經(jīng)過討論提出多種方法：如加水沖??；用冷水冷卻試管；將試管中的混和物迅速傾倒入水槽中或傾倒入NaOH溶液中；將銅及時拿出等。顯然加水沖稀是違背實驗原則的，用冷水冷卻不能停止反應，而將Cu及時取出并迅速投入NaOH溶液的方法是可行的，但試管中的銅片如何取出？有沒有使操作簡單易行的銅片代替品？又是一個問題，再讓學生討論，最后得到答案是將一根一端繞成螺旋狀的銅絲代替銅片。這樣，如果要立即使反應停止，只要把銅絲拉出試管即可。②將一根銅絲插入到微熱的稀硝酸中，在接近液面上方容易產(chǎn)生紅棕色氣體，干擾實驗現(xiàn)象，為什么？如何設計實驗才能明顯觀察到試管內(nèi)的無色氣體呢？學生會動腦思考，討論得出在插入銅絲前先加入少量的NaHCO3固體把空氣排出試管，或先將燃著的木條伸入試管中直至熄滅，除去試管中的氧氣的結論，再提出問題，以上方法哪種較好？學生討論得出用NaHCO3較好。

其實，學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，主要是讓學生領悟如何進行知識、思維、能力的轉換，以基礎學科知識去應對千變?nèi)f化的實際問題，例如在演示氨氣的噴泉實驗時，可提出下列問題：

① 氨氣的噴泉實驗，可否用稀鹽酸代替水？為什么？

② 能不能用CO2和NaOH 溶液或氯氣和NaOH 溶液作噴泉實驗，為什么？

③ 可否不利用化學反應而產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象？為什么？

讓學生自己設計實驗方案，逐一認真實驗，仔細觀察實驗現(xiàn)象，并進行歸納總結得出正確結論：下邊氣壓大于上邊氣壓，且有足夠的壓強差。這樣的實驗教學，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神，豐富了學生的思維，學生的創(chuàng)新能力也得到進一步的加強。

通過實驗教學設計，引導學生通過手的操作，眼的觀察，腦的思維得出正確的結論，充分地培養(yǎng)了學生思維的嚴密性和思維的批判性，從而提高學生的創(chuàng)新能力。所以教師在實驗教學中應有意識地進行創(chuàng)新實驗設計的思維導向，這是知識點學習和創(chuàng)新能力培養(yǎng)之所在。

五、積極開展探究性實驗教學，發(fā)展學生的創(chuàng)新能力

探究性實驗是相對于驗證性實驗的一種新的學習方式，它是由學生自己運用實驗手段在獲得現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的基礎上得出實驗結論。探究性實驗突出了學生的主體地位，要求其自主地獲取知識。探究性實驗教學較課堂教學有更廣闊的活動空間和思維空間，可以激發(fā)和滿足不同層次學生的探索與創(chuàng)新欲望．學生在自己“探索”科學規(guī)律的實驗過程中可以把動手和動腦結合起來，鍛煉和培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力。因此，在教學中教師可以把某些學生實驗和演示實驗設計為探究性實驗，可以選取一些合適的、需要探索的問題作為實驗內(nèi)容，在教學中利用新舊知識間的聯(lián)系提出需要解決的問題，并設計一系列有針對性、啟發(fā)性的問題作為鋪墊，引導學生在運用知識的探索過程中有所“創(chuàng)新”地解決問題。教師應讓學生明確探究性實驗的基本環(huán)節(jié)，并在實驗儀器的選取與操作、實驗現(xiàn)象的觀察、實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗故障的排除及結論的得出等一系列環(huán)節(jié)中，及時對學生進行指導，使學生在相對獨立的實驗活動中體會創(chuàng)新的艱辛與愉悅。

例如：在學習了氯水的組成——水、氯氣、鹽酸、次氯酸后，有一個是驗證次氯酸漂白性的實驗（a為干燥的有色布條b為濕潤的有色布條），可以進行如下探究。①在反應開始前，根據(jù)廣口瓶中a、b顏色不變的現(xiàn)象可得出什么結論？（空氣和水沒有漂白性）。②實驗開始，往廣口瓶中通一會兒氯氣后，從a和b中的現(xiàn)象可得出什么結論？（氯氣沒有漂白性和氯水有漂白性）。③為了確證是使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色，你認為還應增加一個什么實驗？（將鹽酸滴入到有色布條不褪色，說明鹽酸沒有漂白性，證明有漂白性的物質只能是次氯酸）。這樣，經(jīng)過實驗探究既彌補了書上實驗的不足，滿足了學生渴望成功的心理，又提高學生創(chuàng)新能力。

為了使創(chuàng)新能力的培養(yǎng)長期化，我們也可以密切聯(lián)系生活實際，讓學生在日常生活中展開實驗探究，對于學生想做的一些探究性實驗，可先讓他們?nèi)ゲ殚営嘘P資料并補充相應的知識，然后與他們一起形成探究方案，開放實驗室，放手讓他們獨立實驗。如：大氣壓是由于大氣受到重力而形成的，那么各地空氣密度不一定相同，大氣壓相同嗎？這一問題引導學生思考，可以讓學生自己利用針筒進行實驗，把針筒的針頭拔下用手堵住并向下推活塞，分析筒內(nèi)空氣密度及氣壓的情況，然后引導他們進行分析、延伸：平原到高山上氣壓怎樣變化？不同地區(qū)煮飯應用什么鍋？通過自主探究實驗一步步得出科學規(guī)律，學生既感興趣，又激發(fā)思維。

探究性實驗教學是一種依賴于實驗解決問題、獲取知識規(guī)律的教學模式，具有很大的開放性和靈活性。在此過程中學生以主動的方式掌握科學知識、提高科學素養(yǎng)，因此這種教學方法對激發(fā)學生思維、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力具有極其重要的意義。如果實驗中某些現(xiàn)象與書本結論不相符，應鼓勵學生自己提出獨到的見解，這樣探究性實驗在不知不覺中培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力。

六、課內(nèi)外結合，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

知識的積累只是學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的起點，但知識不等于能力。創(chuàng)新能力不是靠老師的“教”和學生的“學”得來的，而是必須通過學生的“練”和“做”養(yǎng)成?？茖W課外活動是課堂教學的延續(xù)和必要補充，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的重要陣地。正確引導學生走出課堂,進行課外實驗可以進一步引導學生關注社會，關注生活，利用科學知識解釋、解決實際問題，從而更好地拓寬實驗功能，培養(yǎng)實驗興趣，提高養(yǎng)創(chuàng)新能力。因此，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，就必需加強對學生的實驗訓練和實踐。除做好大綱要求的實驗外，要因時、因地、因人制宜地開展豐富多彩生動活潑的課外活動，讓學生到大自然中去，到社會中去，到日常生活中去，引導他們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、去體驗、去應用、去創(chuàng)造。

例如：我根據(jù)教材中植物根的向水性、向肥性教學內(nèi)容，增加了一個課外實驗，讓學生自己選材，自己設計操作步驟，把植物的根培養(yǎng)成各種幾何圖形。學生們的積極性被大大地調動起來了。他們絞盡腦汁，展開想象的翅膀，設計實驗方案，尋找實驗材料，精心護理。各式各樣的根培養(yǎng)出來之后，再以小組為單位進行評比，評出最佳設計獎，最佳效果獎，最佳創(chuàng)意獎……。教材設計了較多學生易學易做又有趣的課外實驗，我們要充分利用好這些資源，認真組織，使每一位學生都想?yún)⑴c到這些課外實驗中。學生參與課外實驗既鞏固了所學的知識，又提高了他們的動手能力、思維創(chuàng)新能力，拓展了他們的知識領域。學生的獨立思考、創(chuàng)造精神和良好的學習方法，將使他們終生收益。教師在實驗教學中應該大膽嘗試、大膽放手、不怕失敗、絕不代辦。

綜上所述，實驗為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力提供了最佳環(huán)境。它對學生都有很強的感染力，能激發(fā)學生的創(chuàng)造動機，在學生心里播下了創(chuàng)新的種子。因此，教師應重視實驗的教學研究，增強創(chuàng)新的教學意識，把實驗知識，實驗方法與實驗操作與培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力有機地結合起來，調動學生的多種思維因素，鼓勵學生思維的獨創(chuàng)性，使他們始終處于不斷探索的情境之中，主動實驗，仔細觀察，積極思考，這樣，學生的創(chuàng)新能力就能得到更好的提高。