Question

如何培养学生在科学方面的创新能力

Answer 1

摘 要：培养学生科学探究能力，要把握科学探究程序，把握科学探究方法，探究实验计划的制定要具有开放性和可操作性，要将教学目标与科学探究有机的结合，要将物理方法与实验教学相渗透，在实际的探究实验中，要引导学生主动提出科学问题，要给学生交流与评价的互动空间，要给学生提供展示的机会，并要尽量肯定学生的创新能力，激励学生获取成功的信心，还要把探究实验深入到课外和家庭中去做，这样才能促进基础知识向实际能力转化，才能培养学生的创造性思维。
关键词：科学探究 创新能力 实验教学
引 言：培养学生的科学探究及创新能力，是现代教育的核心内容，物理学科在培养学生科学探究及创新能力方面又走在各学科前列。
所谓科学探究，就是让学生去模拟科学家的工作过程，按照一定的科学思维程序去探索学习的过程，从中学习科学方法，发展科学探究所需要的能力，增进对科学探究的理解，体验探究过程的心理感受。
创新是一个民族的灵魂，随着经济的发展，科技的日新月异，知识在社会生活发展中的含量越来越高，以知识为基础的知识经济越来越受到世人的瞩目，决定个人命运的主要因素也已不再是掌握知识的多少，而在于更新知识、创造知识的能力大小，创新教育是以培养创新精神和能力为基本价值取向的教育，是培养学生学习解决问题的方式方法，而不仅仅是知识的本身。新课标指出，物理学是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学，物理学由实验和理论两部分组成，物理学实验是人类认识世界的一种重要活动，是进行科学研究的基础，应适当增加设计性实验，尝试利用实验手段和已知的规律进行有目的的实验。因此物理实验教学不能只局限于培养学生熟练的操作技能上，而应把教学的根本目的界定为培养具有创新精神、创新意识和创新思维等创新能力的具有开拓发展特点的复合型人才。
一、把握科学探究程序，将教学目标与科学探究有机的结合起来
科学探究的过程是一个创造的过程，而创造力的核心是创造性思维，因此，探究实质是一个思维的过程，这个思维的过程是模拟科学工作者进行科研的思维程序来进行的。这种思维程序也就是学生科学探究的程序步骤。这种思维程序有如下的各个要素组成：
提出问题→猜想与假设→制定计划与设计实验→进行实验与收集证据→分析与论证→评估→交流与合作。
这一思维程序对教师来讲是进行探究教学的一种重要的参考模式，对于学生来讲是他们进行探究学习、创造活动的重要参考步骤，也是学生应该掌握的重要的学习目标。
另外，在探究过程中，为了完成探究的各个要素还离不开一些具体的方法，如控制变量法、等效替代法、归纳法等等。
但是科学探究课题的选择以及活动的范围、层次都要考虑学生的年龄特点，注意循序渐进。课题应该从小到大，活动要从简单到复杂，要求从低到高，要有一个逐步深入的过程。整个探究活动中要体现教师的引导作用。不同阶段的探究实验，有不同的达成目标。如科学探究的几个要素的掌握，在八年级物理中，安排了不同达成目标的探究实验逐一展开。探究能力的培养可以循序渐进。学期过半时，探究物质熔化和凝固后学生的探究能力已初步具备。在八年级（上），最初的几个探究都是非常简单的、定性的，例如第14页“探究：声音怎样从发声的物体传播到远处？”、第21页“探究：响度与什么因素有关？”……这几个探究都是一两步就能解决的。此后的几个探究逐渐复杂，到八年级（上）的最后，关于串并联电路电流、电压关系的探究已经是十分完整的、典型的探究活动了。同时要对初中阶段的探究实验有总体的把握，将三维目标的达成渗透到各个探究实验之中，最后使学生的探究能力实现质的飞跃。
二、把握科学探究方法，将物理方法与实验教学相渗透
探究式学习，是通过探究过程，让学生体会探索真理的方法的一种学习方式。在探究式实验教学中，要学生适时进行物理学研究方法的教育十分必要。比如我在“磁场”一节的教学中，首先举例：电流看不见摸不着，我们怎样知道它的存在？空气也看不见摸不着，我们怎样感知它的存在？学生回答：用电流表测或接入小灯泡即可，而有风时我们知道空气的存在。紧接着我马上指出，这就是物理学中常见的转化法，而我们今天开展的探究磁场这种物质的存在也要用类似的方法。用小磁针的转动来说明磁体周围的特殊物质磁场的存在。然后让学生进行探究，学生探究后我们又顺势引如磁感线来描述磁场，这时又让学生回忆光线的引入用到了什么方法？学生马上回答：建模法。我又问：那我们引入磁感线用到的正是这种方法，这样物理研究的一些方法就顺利地教给了学生。又如我们讲过的等效电路、等效电阻、分力与合力等效等又应该渗透等效法，等效法是常用的科学思维方法。所以在探究式实验教学中，教师应结合具体学习内容，适时对学生进行上述研究方法的教育，让学生在学习知识的同时，掌握一些物理学研究问题的方法，并把这些方法迁移到其他学科的学习中去，提高学生的探究能力，
三、

Answer 2

一、创设科学环境，营造创新氛围
教学环境和学生学习有着密切的关系，营造民主、宽松、愉悦的科学教学环境，可以使学生在心理放松的情况下形成一种无拘无束的思维空间，能够促进学生积极思维、大胆想象、主动参与；反之，如果课堂气氛严肃，死气沉沉，就会抑制学生的积极性，阻碍学生的思维。因此，教师要尽可能从学生生活实际出发，善于创设民主、平等、宽松、和谐的科学教学情境，不失时机地利用丰富的科学知识、科学故事激发学生对科学的学习兴趣，不断激励，调动学生求新的情感，鼓励学生积极创新。例如在《科学是……》一课，学生（包括教师）都会对科学有一种神秘感，认为那都是科学家们的事，高不可攀。如何打消学生的这种顾虑呢？我为此创造了一种轻松、和谐的氛围。首先以故事“鲁班发明锯子”入手，把科学与现实生活紧密地联系在一起，并与小孩吹泡泡进行比较，吹泡泡每个人都玩过，你能提出哪些问题？怎样解决这些问题？从而得到启示：科学就是提出问题并想办法解决这些问题。
二、培养学生质疑，点燃创新火花
针对小学生的心理特点，他们有很强的好奇心，所以我总是让学生自己动手尝试，通过实验对身边的现象作出解释。如在一杯装满水的杯中投入一块海绵，结果会怎样呢？学生有的说：“海绵会浮在水面上，水不会漫出来。”有的说：“海绵吸了水沉入杯底，水会漫出来。”到底哪种结果正确？我让学生自己试一试，告诉他们，有些事情只有自己动手试一试才能得出正确的结论。我还利用晨会、周会课通过实验激发学生探知科学奥秘的求知欲。如：点着的蜡烛为什么熄灭了？我在一个搪瓷杯里放入一小截燃着的蜡烛，然后小心地倒入一些米醋，再放入几粒黄豆大小的石碱，很快会发现石碱上冒出不少气泡。过了一会儿，燃着的蜡烛突然间熄灭了。此时孩子们瞪大了双眼，流露出惊奇与渴求答案的急切。我让学生猜猜这是为什么，然后揭开谜底：原来石碱和米醋能起化学反应，生成了一种叫二氧化碳的气体。这种气体不能燃烧，而且比空气重，在搪瓷杯里会往下沉，把杯中下层的空气赶得一干二净，燃着的蜡烛因为没有氧气的供给，当然就不能燃烧了。事后我告诉孩子，科学是神奇的，是来不得虚假的，只有认真学习，长大后我们才能用知识解开神奇的科学现象。
三、开发学生思维，架设创新桥梁
人的思维方式和习惯不是与生俱来的，而是在后天的教育和环境影响下发展形成的。开发学生思维训练，在科学课程中尤为重要。因此，在教学中要特别注意对学生进行发展思维训练，通过顺向思维、逆向思维、多向思维的训练，培养学生思维的广阔性、灵活性、独特性，鼓励学生自由思考、大胆“假设”，关注极其普通甚至一闪念的想法，并对它反复推敲、逐渐充实。例如在上《水的变化》中的云、雾、雨、露、霜、雪、冰等自然现象的形成时，教师不应先做模拟实验，而应让学生“想一想”、“猜一猜”、“议一议”，让学生自己设计解决问题的方案，然后自己去实验。这样既充分发挥了学生的主体作用，又积极开发了学生的想象和思维，让学生真正成为知识的探索者。
四、进行科学探究，掌握创新技能
大科学家卢瑟福说过：科学不是用来死记硬背的一个个现成的事实或一条条定理定律；科学研究是使我们放眼世界并提出问题的一种方法。这就是说我们的科学教育不仅仅是让孩子知道一些科学事实、定理定律和规律，更重要的是引导他们参与研究科学的过程，掌握科学探究的方法，热衷于科学探索活动之中。例如《观察和测量》，通过教学，让学生认识观察是认识事物、发现问题和解决问题最常用、最基本的研究方法，也是学习科学最重要的方法，让学生了解观察和测量的重要意义，掌握观察和测量的基本方法。学会观察、善于观察，是学习科学的基本功。又如通过制作纸飞机，让学生掌握综合探究技能——假设、搜集证据、记录、分析数据、得出结论。
五、开展自由研究，提倡创新空间
课堂是有限的，而探究是无限的。在课堂上很难满足学生的需求，因此，教师要创设有利于学生积极探究的空间，让学生主动、自由地进行研究。创造性思维的培养，要求学生在深刻认识事物的特征、本质、相互关系及其变化的规律之后，进行实事求是的分析，再找出切实可行的新办法来。当然，在找出新办法的过程中也少不了教师的点拨。在学生认识了车和船的发展史后，我让学生设想未来的车和船又是什么样子的。我鼓励他们把想象中的车和船画出来，并举行一次画展。同学们的兴致非常高，都展开了想象的翅膀，有“空中飞的车”、“没有方向盘的车”、“绚丽多彩的新娘船”、“巨大无比的登月船”等，真是奇妙极了。这时，我还适时向他们讲述一些“小发明大道理”、“小小爱迪生”之类的知识，拓宽了他们的知识视野，激发了他们创新的欲望。要给学生留有充足的探究时间，让他们能够多维度、多层次地观察思考，进行多角度的分析、比较，以获得丰富的感知材料，加深对问题的认识与理解；要给学生提供一个宽松的创新空间，促使每一位学生都能在科学课上得到不同的发展，使人人都能体验到成功的喜悦、体验到学习科学的快乐。
总之，在小学科技教学中，教师立足培养学生的科技创新能力，善于点燃学生创新的火花，开发学生的思维，运用科学探究方法，自由研究，定能为社会主义现代化建设塑造出一批批具有开拓精神和创新能力的合格人才。