浅谈《科学》实验教学中，培养探究创新能

摘 要：随着新课程标准的全面实施，新理念、新教学方式已取代了传统教学方法，新课标倡导的自主探究、勇于创新的学习方式，让学生积极主动参与学习，不仅要在学习中获取知识，更要在学习中学会学习，获取各种能力。通过自已的实验教学实践，我认为，培养学生的探究能力和创新精神应从：转变教育观念，创设实验情境，提供探究机会，激发探究兴趣，引导学生实验操作观察、质疑、释疑，大胆想象等方面着手。关键词：实验教学 探究能力 创新精神《科学》课程是一门实验科学，许多概念、定理和规律的产生、发展和验证都离不开科学实验。伟大的教育家孔子说过：“知之者不如好知者，好知者不如乐知者。”实验不仅是锻炼学生实践能力的重要途径，更是激发学生探究兴趣、培养学生创新精神的切入点，而且《科学》教学应把培养学生探究创新能力作为教学的主要任务。在教学中，结合《科学》学科的特点，对学生进行探究创新能力的培养，激发学生的创新意识、创新潜能。新课程倡导的学生学习的三种重要方式是：动手实践、自主探究、合作交流，而实践活动是培养学生进行探究与交流的重要途径。学生的智力结合了知识，再通过实践可以转化为能力，学生的能力无论是通过教师的教学和辅导，还是通过自己的探索和体会，都是经过实践训练才能获取的。因此，通过学生的动手实践，一方面可以巩固知识，加深对概念的理解；另一方面可以培养学生严谨认真、实事求是的科学态度，坚持不懈的创新精神。一、转变教育观念要培养学生有探究能力和创新精神，首先教师要有创新的观念和创新的方法，应从传统的教育方法和“应试教育”中解脱出来，具备明确而深刻的素质教育理念。目前，科学探究已被作为新课程理念提出的首要目标来实施。实践性是探究教学的四大特点之一，探究性学习是以学生的实践活动为主，在组织探究学习时，要在学习间接经验的同时，主要提供直接经验，学生的实践活动是动手与动脑的有机结合。因此，我们在教学中不能把传统教育中只以学生是否听懂、学会解题作为衡量课堂教学效果的标准。而现在应把学生是否学会了学习、探究、具有创新意识作为课堂教学成功与否的关键。而今的课堂教学应倡导让学生当主演，教师当职员的服务性教学。改变过去学生带着预习中的问题走进教室，到无问题走出教室。而现在则倡导学生带着预习中的几个“问题”走进教室，到学生带着更多的“问题”走出教室。过去学生带着结论、规律走进实验室，到验证结论、规律的正确性走出实验室。而现在则倡导学生带着一些自然现象、生活实际问题走进实验室来探究规律，得出结论，发现新的问题，进行新的探索，来寻找新的规律，得出新的结论……，教学的模式发生根本性的变化。因此，教师应把全面提高每个学生的科学素养作为核心理念；面向全体学生，立足学生发展，体现科学本质，突出科学探究，反映当代科学成果。对于突出科学探究，我们还应该让学生认识到，现在《科学》中的规律、定理、结论，也可能不是完整的科学理论，而只是在一定时期、一定领域里是正确的。随着科学的不断发展，将来也许被更加完备的科学理论所取代。比如，托勒密的“地心说”被哥白尼的“日心说”所取代。在教学中有必要鼓励学生树立科学信念，激发学生的学习积极性，培养学生努力探索、大胆实践，敢于创新的精神，在科学领域攻尖破难，开拓进取。二、创设探究情境谈到探究创新，学生往往有一种神秘感和可望而不可及的惧怕心理，认为那是科学家的事，我们学生没有资格，也没有能力去探究、创新。其实，人人都有创新的潜能，且我们平时做的实验也是一种探究问题的活动。教师在教学过程中通过有机引导，就能使学生在获得知识的同时，培养创新意识。实验是学生探究科学知识的重要方法，实验以其丰富多彩、直观形象博得学生的喜爱，探索性实验是激发学生求知心理状态，让学生参与重演科学事实的产生过程。教师要适时抓住学生的心理，创设实验教学的最佳情境，以激发学生强烈的探究兴趣。培养学生的探究创新精神，首先要培养学生的问题意识。教师无论在课内、课外都要为学生创设民主、和谐、平等和宽松的氛围与情境，自始至终鼓励学生大胆地发现问题、思考问题、解决问题。使学生在宽松的情境中敢于设疑，并引导学生学会设疑，鼓励学生善于设疑。在设计实验过程中发展学生的创新思维，善于幻想、勇于探究以及实事求是的科学态度。教师应勇于抛弃旧的传统教学模式，大胆进行改革。比如《科学》教材中的实验，它的课题目标、思路、器材、步骤都是教材和教师拟定的，学生在实验中只能成为被动的接受者，这种实验形式不能激发学生的学习兴趣，很难发挥学生的积极性和创造性。要转变学生在实验中的地位，让学生通过实验对新知识的探索，去体会求新、求异的乐趣，达到培养探究能力和创新精神的目的。必须要为学生创设探究求新、求异的实验情境和机会，让学生去实践、去探索。例如：学习二氧化碳的制取时，我有意把学生分成A、B、C三类实验组进行对比实验，去探索实验室制取CO2的最佳方法：A组用石灰石和稀H2SO4反应，B组用石灰石和稀HCl反应，C组用Na2CO3和稀H2SO4反应。实验前，提醒学生仔细观察实验现象（如产生气体的时间，反应的剧烈程度，反应物的量变等）。实验中，教师巡回指导。实验后，组织学生进行讨论，并由师生共同得出结论：A组方法不可取，原因是生成微溶的CaSO4要覆盖在石灰石的表面使反应中止；B组反应速度适中且便于收集，是实验室制取CO2的最佳方法；C组反应很快结束，速度迅猛，不便收集，适宜灭火器原理。通过这样的实验设计，为学生提供了实验探究的机会。通过比较、鉴别，举一反三，既使学生牢固地掌握了知识，又激发了他们的探究兴趣。三、培养探究创新能力实验多、探究性广、趣味性强、学科知识与人类生活关系密切是《科学》新课标的主要特点，因此，应通过大量的实验来培养学生的思维能力，创造能力和探索精神。探究创新能力主要是观察能力、想象能力、操作能力和创造能力。观察能力是探索活动的门户，又是探索活动的起点。培养学生的观察能力需要教师指导和传授好的方法。如在观察“水的沸腾”实验时，要指导学生随着水温的升高，观察水中发生了什么变化（水中气泡的多少、大小、产生的部位及上升过程中的变化等），来加深对“水沸腾”的感性认识。又如，在“观察蚯蚓”的实验时，有的学生提出，我带的蚯蚓没有环带，它不是环节动物？这时教师应因势利导，表扬该学生观察仔细，善于发现问题，大胆提出疑问。然后指导学生继续仔细观察，幼小的蚯蚓和成熟的蚯蚓有什么不同？通过比较、归纳，得出“成熟的蚯蚓才有环节”的结论。从而对环节动物的特征得到进一步论证。想象力是最活跃的思维发展，在科学探究和创新活动中起着“形象设计”的作用。在实验教学中常对一个问题提出种种假设或对微观事物通过想象加以理解。这是培养学生想象力和探究创新能力的最好途径。如在进行“磁感线”实验时，撒在纸板上的铁屑在磁场中会有规律地排列起来，此时，教师及时引导学生想象磁场中是否确实存在这些线条呢？从而得出磁感线为什么用虚线表示的原因。又如，在讲“分子运动论”时，可结合实验，让学生看到50ml水和50ml酒精混合后，总体积不到100ml的现象；用松香水敞口放在讲台上，教室里都能闻到刺激性气味等。教师应及时引导学生发挥想象、提出猜想，进而归纳出“分子间有间隔”和“分子永不停息地作无规则运动”等结论，使抽象的概念形象化，理性的知识感性化。通过这些实验，有了这些想象的基础，学生才能根据现象产生的问题进行大胆地探索创新。动手操作是观察、想象的基础。活动的顺利进行，只有充分的身体活动，才有大脑的活跃；只有大脑的活跃，才有思维的顿悟。例如，在“电路”教学中可以直接让学生尝试利用教师提供的桌面器材（导线、电池、灯泡、开关）使灯泡发亮来引入。然后让学生合作实验，连接之后，引导观察、讨论、交流，得出电路组成的四要素，同时也训练了学生的动手操作能力。创新能力是观察能力、想象能力、操作能力的升华，教师可借助实验手段，培养学生大胆质疑、求新求异的创新精神。例如，在做二氧化碳与石灰水反应的实验时，发现该实验反应较慢，可观察到沉淀是逐渐变多，而且还发现通入的CO2气体会很快地、无多大变化地变成溶液。由此，有的学生提出：教材上为什么规定不能用排水法收集CO2气体呢？我对学生提出的问题作了妥善引导，提倡敢于怀疑、勇于探索、求新求异的创新精神。于是同学们查找了CO2气体在常温下的溶解度，并做了大量的对比实验（用排水法和向上排空气法在同等条件下收集CO2气体，并比较收集满气体所用的时间及收集气体的纯度等）。结果发现，CO2气体不仅可以用排水法收集，而且用排水法收集CO2气体更纯更快。学生的探究创新能力有了质的飞跃。由此可见，在《科学》实验教学中，只有不断“设疑—动手—观察—质疑—探究—讨论—释疑—结论”，才能激发学生的创新意识，发展学生的创新思维，培养学生的创新能力，达到培养创造人才的目的。总之，要培养学生探究创新的能力，必须要充分发挥学生的主体作用，调动学生积极参与实践，让学生在自己观察、动手操作的基础上，积极主动地动手、动脑、观察、探究、总结、创新，获取知识、发展潜能，真正把学生培养成为具有创新意识、创新精神和创新能力，并适应时代发展需要的创造型人才。