在科學(xué)探究活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

顏志超

摘要：培養(yǎng)創(chuàng)新能力的關(guān)鍵在于培養(yǎng)創(chuàng)新思維，長(zhǎng)期以來(lái)人們一直在探求培養(yǎng)創(chuàng)新思維的有效途徑。當(dāng)前我國(guó)教育課程改革中，提倡運(yùn)用探究式科學(xué)教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)與學(xué)習(xí)，本文在結(jié)合科學(xué)探究含義及要素的基礎(chǔ)上，闡述了在科學(xué)探究學(xué)習(xí)形式下對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新思維；科學(xué)探究

中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2014）24-0414-02

當(dāng)前我國(guó)教育課程改革中，提倡運(yùn)用探究式教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)與學(xué)習(xí)。隨著新課程的不斷推進(jìn)，探究式教學(xué)正在被越來(lái)越多的教師所接受、認(rèn)同，并在教改實(shí)踐中加以運(yùn)用。如何在初中物理探究活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，如何讓教師不去替代學(xué)生的思維，如何能使學(xué)生思維在探究活動(dòng)中真正地開(kāi)啟、活躍、促進(jìn)、深化，是擺在我們初中物理教師面前重要的課題。

知識(shí)是能力的載體，創(chuàng)新是能力的靈魂。物理教學(xué)的重要課題之一就是使學(xué)生掌握科學(xué)方法，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，其核心就是創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。創(chuàng)新思維是指在已有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)新事物、創(chuàng)造新方法，解決新問(wèn)題的思維過(guò)程。包括邏輯思維能力、想象能力、聯(lián)想能力以及直覺(jué)和靈感等。創(chuàng)造和創(chuàng)新的核心是創(chuàng)新思維，因?yàn)閯?chuàng)造性結(jié)果主要是創(chuàng)新思維的產(chǎn)物，因此培養(yǎng)創(chuàng)新思維是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。

能力與素質(zhì)一直是教學(xué)中值得我們深入研究與探討的重要課題。而所有能力與素質(zhì)中的核心是創(chuàng)新思維能力。一個(gè)國(guó)家、民族要發(fā)展，就必須不斷創(chuàng)新，社會(huì)的任何一項(xiàng)改革都是建立在人的創(chuàng)新性思維的基礎(chǔ)之上的。一個(gè)人要發(fā)展，要有所成就，就必須有良好的創(chuàng)新性思維能力。新一輪基礎(chǔ)教育課程改革提出了科學(xué)探究，主要目的之一就是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，為創(chuàng)新教育打開(kāi)了一個(gè)突破口，那么究竟如何充分發(fā)揮科學(xué)探究的優(yōu)勢(shì)來(lái)培養(yǎng)創(chuàng)新思維呢？這是一個(gè)很值得探討的問(wèn)題。

在初中物理教學(xué)中實(shí)施科學(xué)探究活動(dòng)，既是教學(xué)的目標(biāo)又是一種教學(xué)手段。許多物理規(guī)律都是經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)總結(jié)出來(lái)的，物理學(xué)科也是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的。因此，筆者在物理教學(xué)活動(dòng)中，嘗試讓學(xué)生在探究活動(dòng)中來(lái)學(xué)習(xí)物理知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

1.在科學(xué)探究中質(zhì)疑提問(wèn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維的新穎性

善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、思考問(wèn)題，是一個(gè)創(chuàng)造品質(zhì)的具體表現(xiàn)。物理的發(fā)現(xiàn)始于問(wèn)題，愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)：一個(gè)問(wèn)題的產(chǎn)生通常要比它的結(jié)論的得出更為重要。物理探究活動(dòng)中，可以采用靈活多樣的引導(dǎo)方式，大膽鼓勵(lì)學(xué)生"求異質(zhì)疑"，引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，從而培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新思維。

例如："物質(zhì)的鑒別"課時(shí)，筆者曾設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)情境，拿出一杯無(wú)色透明的液體，叫學(xué)生針對(duì)這一杯液體提一些問(wèn)題。結(jié)果學(xué)生馬上來(lái)了興趣，提出了很多問(wèn)題：這是杯什么液體？它有氣味嗎？它是不是水？它是不是硫酸？它是不是單一的物體（純凈物）？它由哪些元素組成？它能喝嗎？它有味道嗎？……這樣不但活躍了教學(xué)氣氛又能培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)。

又如：在探究壓力的作用效果跟什么因素有關(guān)時(shí)，創(chuàng)設(shè)這樣的問(wèn)題情境，將一張白紙繃緊，平鋪在木頭框架上，在白紙上放上一塊磚，學(xué)生驚異地發(fā)現(xiàn)白紙沒(méi)有被壓破，此時(shí)筆者再疊放上一塊磚，學(xué)生發(fā)現(xiàn)白紙還是沒(méi)有破，再疊放上第三塊磚后， 筆者讓學(xué)生根據(jù)觀察到的現(xiàn)象提出想要探究的問(wèn)題.磚塊、白紙都是學(xué)生再熟悉不過(guò)的物品，卻能有如此出乎意料的現(xiàn)象，學(xué)生真切地意識(shí)到科學(xué)無(wú)處不在，創(chuàng)造就在身邊，學(xué)生探索新的欲望被激活了，思維處于一種高度活躍的狀態(tài)中，學(xué)生會(huì)整合頭腦中已有的各種觀念，試圖從不同角度來(lái)思考問(wèn)題，提出各種假設(shè)來(lái)解釋這個(gè)現(xiàn)象，在一個(gè)個(gè)新問(wèn)題，新想法不斷涌現(xiàn)的討論中，學(xué)生創(chuàng)新思維的火花也不斷地迸發(fā)出來(lái)了。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)制定計(jì)劃，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的全面性

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)課題所提供的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，讓學(xué)生在已有的物理知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技巧的基礎(chǔ)上，選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方案來(lái)解決問(wèn)題的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生的各種能力得到有效培養(yǎng)。

在過(guò)去的教學(xué)中，一線的物理教師都深有這樣的體會(huì)：學(xué)生學(xué)習(xí)物理的現(xiàn)象是，教師一講就會(huì)，學(xué)生自己一做就錯(cuò)。那么是什么原因造成這樣的現(xiàn)象呢？筆者認(rèn)為是教師對(duì)學(xué)生的思維能力的培養(yǎng)上出現(xiàn)了問(wèn)題。在過(guò)去的教學(xué)中，都是以教師為中心的課堂教學(xué)，學(xué)生很少有自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)和空間。在教學(xué)中，教師多講少問(wèn)，學(xué)生多接受少思考，在課堂上學(xué)生是被動(dòng)的接受知識(shí)，不管是否理解都得強(qiáng)行接受，這樣的教學(xué)忽視了學(xué)生的思維能力的形成過(guò)程，限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性的發(fā)揮。

而科學(xué)探究式教學(xué)是一種學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)過(guò)程，也是有效的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的過(guò)程。在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，甚至創(chuàng)設(shè)出問(wèn)題，能夠擇優(yōu)解決方案，從而獲取知識(shí)、體會(huì)科學(xué)方法、感受情感態(tài)度，從而使學(xué)生思維能力得到真正提高。

例如：在研究電流跟電壓的關(guān)系時(shí)，首先，筆者可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)了電路圖，學(xué)生發(fā)言非常積極勇躍，爭(zhēng)先恐后地上黑板畫(huà)圖，學(xué)生畫(huà)出若干圖形。接著，筆者和學(xué)生一起分析采用哪個(gè)圖更合適，讓學(xué)生各抒己見(jiàn)。學(xué)生認(rèn)為個(gè)別圖都可以測(cè)出R兩端的電壓和通過(guò)R的電流；但有的同學(xué)認(rèn)為要研究電流跟電壓之間的關(guān)系，還必須能夠改變R兩端的電壓和通過(guò)它的電流。讓學(xué)生去創(chuàng)造性的發(fā)揮，學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的目的出發(fā)來(lái)思考，設(shè)計(jì)符合要求的方案來(lái)，這樣學(xué)生既加深了對(duì)"電流跟電壓的關(guān)系"的理解，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

利用同樣的實(shí)驗(yàn)器材，改變實(shí)驗(yàn)條件，要求學(xué)生在新的條件下，運(yùn)用所學(xué)的物理規(guī)律，創(chuàng)造性地確定實(shí)驗(yàn)方案，創(chuàng)造性地測(cè)定相關(guān)物理量，創(chuàng)造性地處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而達(dá)到探究新問(wèn)題的目的。例如，在師生共同利用斜面及質(zhì)量不同的小鋼球及小木塊來(lái)探究影響動(dòng)能大小的因素后，教師可引導(dǎo)學(xué)生利用同樣的器材來(lái)探究一下影響重力勢(shì)能大小的因素，這樣改變了實(shí)驗(yàn)探究的內(nèi)容，用同樣的器材，通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)的條件，讓學(xué)生設(shè)計(jì)方案來(lái)探究重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量和高度的關(guān)系，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。又如：在師生共同探究完滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度和壓力的有關(guān)后，教師可讓學(xué)生想一想：你們能不能用手中的器材來(lái)定量的探究一下滑動(dòng)摩擦力的大小與受力面積的關(guān)系呢？這樣讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件的改變，來(lái)創(chuàng)造性地探究新問(wèn)題，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的目的。

比如在《實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)》一節(jié)中教師完全可以讓學(xué)生自己探究。為了使學(xué)生能夠順利完成我們?cè)O(shè)定的教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的能力。教師可以在課堂上互動(dòng)，讓學(xué)生自己動(dòng)設(shè)計(jì)，自己提出問(wèn)題，教師可以問(wèn)題串的形式讓學(xué)生進(jìn)行相互提問(wèn)，也可以讓學(xué)生之間相互討論。如：實(shí)驗(yàn)的目的是什么？怎樣研究平拋物體的規(guī)律？怎樣得到平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡？除了課本提供的實(shí)驗(yàn)方案以外，你還能設(shè)計(jì)出那些可行的實(shí)驗(yàn)方案？

在學(xué)生探究的過(guò)程中，教師以"問(wèn)題串"的形式讓學(xué)生進(jìn)行思考，在學(xué)生原有的基礎(chǔ)上提出問(wèn)題，層層推進(jìn)，把探究過(guò)程不斷推進(jìn)下去，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，經(jīng)歷探究的過(guò)程，把問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)、提出、探究、解決貫穿于教學(xué)的全過(guò)程，讓學(xué)生體驗(yàn)到解決問(wèn)題的喜悅感，解決問(wèn)題的成就感，從而形成正確的物理思維能力。

3.引導(dǎo)并激勵(lì)科學(xué)探究的進(jìn)程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的流暢性

初中物理課程培養(yǎng)目標(biāo)之一就是：經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過(guò)程，學(xué)習(xí)一定的物理基礎(chǔ)知識(shí)，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，在解決問(wèn)題或做出決策時(shí)能嘗試運(yùn)用科學(xué)原理和科學(xué)研究方法。為了加強(qiáng)和提高學(xué)生在科學(xué)探究中的觀察分析和解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)學(xué)生主動(dòng)參與科學(xué)探究，教師對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)是重要的，而引導(dǎo)工作的重要內(nèi)容就是根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)，通過(guò)激勵(lì)、鋪墊，使學(xué)生具有模擬科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的基礎(chǔ)，這樣才能通過(guò)科學(xué)探究來(lái)發(fā)現(xiàn)規(guī)律，得出正確結(jié)論。在探究過(guò)程中增強(qiáng)學(xué)生的基礎(chǔ)，增長(zhǎng)他們的能力，提高他們的創(chuàng)新意識(shí)。

再如："探究凸透鏡成像的規(guī)律"實(shí)驗(yàn)探究中，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中如何捕捉實(shí)像、觀察實(shí)像，這本身就是實(shí)驗(yàn)探究的難點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，教師要適時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程進(jìn)行引導(dǎo)，實(shí)像怎么去尋找，如何才能得到最清晰的像，學(xué)生在動(dòng)手探究中不太注重物距與像距的比較并記錄。筆者在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中針對(duì)這一環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，必要時(shí)激勵(lì)學(xué)生敢想、敢做，正確的給予肯定。學(xué)生認(rèn)識(shí)到要完整地探究出凸透鏡成像的規(guī)律，不僅要得到清晰的像，而且要觀察像的大小、倒正，尤其還要比較像距、物距。有這一層引導(dǎo)，學(xué)生對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究更增加了信心，從這一點(diǎn)上更是激勵(lì)學(xué)生完成凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)。隨著實(shí)驗(yàn)探究的進(jìn)行，探究的難點(diǎn)出現(xiàn)了，如何觀察虛像？虛像是光屏承接不到的，這個(gè)時(shí)候筆者又因勢(shì)利導(dǎo)，讓學(xué)生回顧在平面鏡成像、觀察水中的魚(yú)時(shí)，形成的像是如何觀察的，同學(xué)們思考并找出虛像，既然在光屏不能得到，只能用眼睛直接觀察。筆者引導(dǎo)學(xué)生，把凸透鏡當(dāng)成平面鏡，把蠟燭火焰當(dāng)游魚(yú)看待，學(xué)生終于明白，虛像觀察時(shí)需要逆著射出光線的方向去觀察，才能發(fā)現(xiàn)它，物和像在凸透鏡的同側(cè)，于是同學(xué)們?cè)诠P者的引導(dǎo)下相互合作，都觀察到了虛像。可以說(shuō)，這個(gè)科學(xué)探究，在筆者的不斷引導(dǎo)并激勵(lì)下，同學(xué)們都完成了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究的規(guī)律都很全面，更重要的是學(xué)生的觀察、分析和解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新意識(shí)都得到了提高。

4.通過(guò)對(duì)探究活動(dòng)中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析提出新的探究問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的精進(jìn)性

從"學(xué)會(huì)"到"會(huì)學(xué)"，是教育理念的一次質(zhì)的飛躍。"學(xué)會(huì)"是知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的記憶，沒(méi)有多少創(chuàng)新的成分，是一種短期的行為；而"會(huì)學(xué)"是一種長(zhǎng)期的行為，它對(duì)人的學(xué)習(xí)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的作用?？茖W(xué)探究能力的形成依賴于學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究活動(dòng)，必須緊密結(jié)合科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，通過(guò)動(dòng)手動(dòng)腦、親自感知。如何在物理課中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維，成為我們研究的首要問(wèn)題。

學(xué)生在有目的的探究活動(dòng)中，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，采取抓主要因素，忽略次要因素，往往能得出一些實(shí)驗(yàn)結(jié)論及物理規(guī)律。但是，事物的發(fā)展總有兩個(gè)方面，如果我們?cè)谕ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)探究，得出一般性的規(guī)律的同時(shí)，不忘對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中的被我們忽略的其他因素的研究，就會(huì)提出一些更有價(jià)值的新的探究問(wèn)題，從而達(dá)到提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維的目的。例如：我們?cè)谔骄繙y(cè)量小燈泡的電阻的方法時(shí)，讓學(xué)生在探究小燈泡在不同電壓下發(fā)光時(shí)的電阻后，引導(dǎo)學(xué)生觀察小燈泡的電阻在不同電壓下，電阻是否相同呢？讓學(xué)生觀察，發(fā)現(xiàn)不同電壓下，燈泡電阻不同，從而得出"導(dǎo)體的電阻與兩端的電壓有關(guān)"的觀念，然后引導(dǎo)學(xué)生思考這與我們前面學(xué)過(guò)的影響導(dǎo)體電阻大小的因素與導(dǎo)體的本身的材料、長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)相矛盾。讓學(xué)生進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)行猜想，不難得出：導(dǎo)體電阻可能與導(dǎo)體的溫度有關(guān)，然后設(shè)計(jì)方案進(jìn)行探究。通過(guò)將一段電阻絲與小燈泡、電流表及開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電路中，然后閉合開(kāi)關(guān)用酒精燈對(duì)電阻絲加熱，發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光的亮暗及電流表的示數(shù)大小發(fā)生了變化，不難創(chuàng)造性的得出新的實(shí)驗(yàn)結(jié)論及物理規(guī)律，即"導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的溫度有關(guān)"的結(jié)論。若教師能在教學(xué)中持之以恒，讓學(xué)生做有心人，注重探究活動(dòng)中出現(xiàn)的細(xì)微現(xiàn)象的研究，一定能使學(xué)生的創(chuàng)新思維得到更好的發(fā)展。

5.在科學(xué)探究中合作交流，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新思維全面性

許多資料研究表明，創(chuàng)新人才一個(gè)顯著特點(diǎn)就是具有較強(qiáng)的溝通能力。合作交流能有效地提高溝通的能力，在合作交流中學(xué)生學(xué)會(huì)相互幫助，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)互補(bǔ)，增強(qiáng)合作意識(shí)，提高合作能力，順利地進(jìn)行探究活動(dòng)，并分享探究性學(xué)習(xí)的成果，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

創(chuàng)新思維的全面性也就是思維的嚴(yán)密性，是指思維活動(dòng)中善于嚴(yán)格估計(jì)材料和仔細(xì)地檢查思維過(guò)程的品質(zhì)，是有自我反省的思維。科學(xué)探究中合作交流內(nèi)容呈現(xiàn)形式多樣且具有不同的層次。教師引導(dǎo)或啟發(fā)學(xué)生思考，組織學(xué)生分組討論，讓他們的思維充分發(fā)散，形成各抒己見(jiàn)、百家爭(zhēng)鳴的熱烈氣氛，在質(zhì)疑、釋疑的爭(zhēng)辯過(guò)程中提高其辯證批判思維能力，同時(shí)也能夠提高其問(wèn)題意識(shí)。通過(guò)學(xué)生前面的自主學(xué)習(xí)，課堂的互動(dòng)探究調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，發(fā)揮學(xué)生的合作精神。在此過(guò)程中讓學(xué)生提出自己的問(wèn)題，討論自己的問(wèn)題，解決自己的問(wèn)題，老師的始終是處于指導(dǎo)的地位，不過(guò)多的干擾學(xué)生的思維和行動(dòng)，學(xué)生的思維空間得到了充分的發(fā)揮。但是，當(dāng)學(xué)生充分討論回答問(wèn)題以后，教師要做好點(diǎn)撥、歸納、拓展問(wèn)題的工作。如果課堂時(shí)間不夠，可以作為課后延伸。或以課后作業(yè)的形式，讓學(xué)生深究下去，以鞏固學(xué)到的知識(shí)或規(guī)律成果。

科學(xué)探究是一種創(chuàng)新活動(dòng)，是推動(dòng)創(chuàng)新思維的一種強(qiáng)烈和穩(wěn)定的動(dòng)力源泉，也是創(chuàng)新教育的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我們?cè)趯?shí)際的教育教學(xué)活動(dòng)中，要充分運(yùn)用科學(xué)探究的方式，采用科學(xué)探究的內(nèi)容，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)新思路，形成科學(xué)的創(chuàng)新思維培養(yǎng)模式。培養(yǎng)學(xué)生的思維，要求教師在教學(xué)過(guò)程中充分體現(xiàn)教學(xué)的雙邊性，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生大膽思考、敢于創(chuàng)新、想出各種各樣的思想觀點(diǎn)。教師不可包辦、代替，只有在學(xué)生出現(xiàn)思維障礙時(shí)，方可給予指導(dǎo)，從而真正做到"貴在引導(dǎo)，要在轉(zhuǎn)化，妙在開(kāi)竅"。

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