如何在思維行動中迸發出創新火花
科學是一門以實驗為基礎的自然學科,科學學科的形成和發展,新物質的發現和發明無處不閃爍著思維的光芒。作為一名科學教育工作者,我們應該把培養學生創造性思維方法滲透到科學教學中,教師要盡可能把教學過程設計成發現問題、分析問題、解決問題的創造性模式,著力營造情感溝通,信息反饋暢通,思維活潑流暢,創造精神涌動的最佳意境。一、圍繞實驗的“三大原理”引導學生開展思維活動
科學實驗的主體內容,可概括為(1)實驗原理(2)裝置原理(3)操作原理。教師應當在科學實驗教學過程中,引導學生圍繞對上述“三大原理”的探索、理解和辨析,自始至終滲透著思維訓練活動。
首先,是實驗原理的思維訓練。“實驗訓練”即反應原理,指的是每一個具體的科學實驗,反應或說明或推斷什么樣的物質發生何種變化的理論。可圍繞如下的角度引發學生思考。1.變化實質——什么化學物質?2.定量關系——反應物之間采用怎樣的物質的量?為什么要采用此種定量或過量關系?3.反應條件——實驗應選擇怎樣的物質狀態,變化溫度、壓強或催化劑條件?為何要選擇這樣的條件?(1)儀器選用——根據實驗原理、對特定的反應物或生成物,應選用哪種儀器?為何選用這些儀器更適宜?(2)配套組合——根據實驗需要,選用的儀器之間,大小、規格應怎樣協調、搭配?如若不這樣組合,會出現什么弊端?能否作某種調換或代用?(3)連接順序——為達到良好的效果,選用的儀器應采取怎樣的連接、安裝與拆除的順序?為什么要安排這樣的順序?不遵守此順序會帶來什么不良后果?
二、養成細心觀察的習慣,為創造性思維夯實基礎
科學與我們的生活息息相關,各種與科學有關的現象隨處可見。新買的鋁鍋燒過自來水后有黑色斑點,經常雷雨交加的地方禾苗長得的茂盛,等等。這些奇妙的現象激起學生的好奇心后,就能促使他們去學習水泥鋁和氮氣的性質等。
我們也會遇到一些奇特的實驗現象。
例如——鋁制的盛飲料的易拉罐內充滿CO2氣體,然后向罐內注入適量NaOH溶液,立即用膠布將罐口密封,反應一段時間后可能會出現什么現象呢?首先,易拉罐“內凹變癟”,接著“癟了的罐重新又鼓起來了。”對于前面的現象一般很容易解釋,這是因為學生很容易從固有的思維定勢出發,即分析NaOH溶液與CO2反應,就能得出易拉罐“內凹變癟”的現象。為什么會出現后面的現象呢?通過深入思考,不難得出這是因為本身“鋁”與氫氧化鈉的溶液也會發生化學反應。對這些現象的好奇,能引起學生的學習興趣,從而在自主化的思維行動中,迸發出創新火花。 三、運用典型實驗啟發創造性思維的方法
為了提高科學實驗教學中思維訓練的效能,教師應多借助典型的科學實驗來誘導、激發學生的思維活動,這主要從三個方面著手:一是教師宏觀地把握大綱教材的整體。通過哪些典型實驗,對學生進行哪些方面思維訓練的規劃,分階段、分層次實施。例如,物質燃燒時有不同的特征。氣體燃燒時產生的火焰,固體燃燒時產生的火星或火花。而硫在通常情況下不是固體,可是,它在空氣中燃燒時為什么產生火焰,而不產生火星呢?我們只要引導學生仔細觀察硫的特征,就能把握其中的奧妙。硫燃燒時,固態硫先液化后氣化,因此硫蒸氣在空氣中燃燒時產生淡藍色火焰也就不足為奇了。二是激發學生的主觀能動作用,將教材規定的某些演示實驗或學生實驗,改為實驗設計或實驗習題。讓學生根據實驗要求自己提出實驗方案,以提高其創造思維的能力。例如,給初三學生講鐵的性質,做鐵釘生銹這一演示實驗時,可先讓學生自己找材料,每人在實驗前10天準備三只干凈的醫用針劑小藥瓶,分別裝滿水、加少量水、干燥,三個不同的條件放入鐵釘一枚。讓學生每天觀察一次并作好記錄,講這部分內容時,讓學生帶成果,教師講解與學生討論結合,直到得出正確結論,效果就比較好。三是選用一些中考試卷的典型綜合實驗題,指導學生解題,乃至跟動手實驗結合起來訓練,中學教材和歷屆中考試題中不乏優秀的科學實驗題型,如氫氣、氧氣、二氧化碳、一氧化碳等的制作與系列性質實驗,這對于培養學生的思維能力頗有作用。
四、靈活運用演示實驗、分組實驗,為學生創造性思維創造展示平臺
演示實驗是科學教學中經常運用的教學形式,它生動、簡捷、有效,是培養學生觀察力、思維能力和動手操作能力最好的教學手段之一。我們在平時實施演示實驗教學過程中,將教材中的演示實驗分為三種形式教學:(1)對于主要實驗,教師演示,學生觀察分析得出結論;(2)對一些要求不高的實驗,可對學生開放實驗室,要求學生設計或改進后上臺演示;(3)對一些難度較大,要求較高,現象又不太明顯的實驗,教師先進行演示,讓學生在觀察中提出問題,討論、分析實驗的缺陷在哪里,使學生始終處于探究的思維狀態,進而改進實驗。將分組實驗改為單人實驗,這樣做使每個學生都能親自動手操作而且獨立進行。這樣有利于培養良好的學習習慣,使學生們懂得:辦任何事情都要有目的、有計劃,還要有堅持到底的決心。最重要的是有利培養獨立工作的能力,這也是教育本身所急需培養的一種能力。
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