在科学探究活动中培养学生的创新思维

颜志超

摘要：培养创新能力的关键在于培养创新思维，长期以来人们一直在探求培养创新思维的有效途径。当前我国教育课程改革中，提倡运用探究式科学教学方法进行教学与学习，本文在结合科学探究含义及要素的基础上，阐述了在科学探究学习形式下对学生创新思维的培养。

关键词：创新思维；科学探究

中图分类号：G633.7文献标识码：B文章编号：1672-1578（2014）24-0414-02

当前我国教育课程改革中，提倡运用探究式教学方法进行教学与学习。随着新课程的不断推进，探究式教学正在被越来越多的教师所接受、认同，并在教改实践中加以运用。如何在初中物理探究活动中培养学生的思维能力，如何让教师不去替代学生的思维，如何能使学生思维在探究活动中真正地开启、活跃、促进、深化，是摆在我们初中物理教师面前重要的课题。

知识是能力的载体，创新是能力的灵魂。物理教学的重要课题之一就是使学生掌握科学方法，激发和培养学生的创新精神和创新能力，其核心就是创新思维的培养。创新思维是指在已有经验和知识的基础上，发现新事物、创造新方法，解决新问题的思维过程。包括逻辑思维能力、想象能力、联想能力以及直觉和灵感等。创造和创新的核心是创新思维，因为创造性结果主要是创新思维的产物，因此培养创新思维是培养创新能力的关键。

能力与素质一直是教学中值得我们深入研究与探讨的重要课题。而所有能力与素质中的核心是创新思维能力。一个国家、民族要发展，就必须不断创新，社会的任何一项改革都是建立在人的创新性思维的基础之上的。一个人要发展，要有所成就，就必须有良好的创新性思维能力。新一轮基础教育课程改革提出了科学探究，主要目的之一就是要培养学生的创新思维，为创新教育打开了一个突破口，那么究竟如何充分发挥科学探究的优势来培养创新思维呢？这是一个很值得探讨的问题。

在初中物理教学中实施科学探究活动，既是教学的目标又是一种教学手段。许多物理规律都是经历了无数次科学探究实验活动总结出来的，物理学科也是建立在实验基础上的。因此，笔者在物理教学活动中，尝试让学生在探究活动中来学习物理知识，培养学生的创新思维。

1.在科学探究中质疑提问，培养学生的创新思维的新颖性

善于发现问题、提出问题、思考问题，是一个创造品质的具体表现。物理的发现始于问题，爱因斯坦说过：一个问题的产生通常要比它的结论的得出更为重要。物理探究活动中，可以采用灵活多样的引导方式，大胆鼓励学生"求异质疑"，引导学生自己发现问题，提出问题，从而培养学生善于发现的创新思维。

例如："物质的鉴别"课时，笔者曾设计了这样一个情境，拿出一杯无色透明的液体，叫学生针对这一杯液体提一些问题。结果学生马上来了兴趣，提出了很多问题：这是杯什么液体？它有气味吗？它是不是水？它是不是硫酸？它是不是单一的物体（纯净物）？它由哪些元素组成？它能喝吗？它有味道吗？……这样不但活跃了教学气氛又能培养学生的问题意识。

又如：在探究压力的作用效果跟什么因素有关时，创设这样的问题情境，将一张白纸绷紧，平铺在木头框架上，在白纸上放上一块砖，学生惊异地发现白纸没有被压破，此时笔者再叠放上一块砖，学生发现白纸还是没有破，再叠放上第三块砖后， 笔者让学生根据观察到的现象提出想要探究的问题.砖块、白纸都是学生再熟悉不过的物品，却能有如此出乎意料的现象，学生真切地意识到科学无处不在，创造就在身边，学生探索新的欲望被激活了，思维处于一种高度活跃的状态中，学生会整合头脑中已有的各种观念，试图从不同角度来思考问题，提出各种假设来解释这个现象，在一个个新问题，新想法不断涌现的讨论中，学生创新思维的火花也不断地迸发出来了。

2.通过实验设计制定计划，培养学生创新思维的全面性

实验设计是根据实验课题所提供的实验目的，让学生在已有的物理知识和实验技巧的基础上，选择恰当的实验方案来解决问题的过程，在这个过程中，学生的各种能力得到有效培养。

在过去的教学中，一线的物理教师都深有这样的体会：学生学习物理的现象是，教师一讲就会，学生自己一做就错。那么是什么原因造成这样的现象呢？笔者认为是教师对学生的思维能力的培养上出现了问题。在过去的教学中，都是以教师为中心的课堂教学，学生很少有自主学习的机会和空间。在教学中，教师多讲少问，学生多接受少思考，在课堂上学生是被动的接受知识，不管是否理解都得强行接受，这样的教学忽视了学生的思维能力的形成过程，限制了学生学习的主动性和创造性的发挥。

而科学探究式教学是一种学习方法的培养过程，也是有效的培养学生创新思维能力的过程。在教学过程中通过强调学生自己不断发现问题、解决问题，甚至创设出问题，能够择优解决方案，从而获取知识、体会科学方法、感受情感态度，从而使学生思维能力得到真正提高。

例如：在研究电流跟电压的关系时，首先，笔者可以让学生设计了电路图，学生发言非常积极勇跃，争先恐后地上黑板画图，学生画出若干图形。接着，笔者和学生一起分析采用哪个图更合适，让学生各抒己见。学生认为个别图都可以测出R两端的电压和通过R的电流；但有的同学认为要研究电流跟电压之间的关系，还必须能够改变R两端的电压和通过它的电流。让学生去创造性的发挥，学生从实验的目的出发来思考，设计符合要求的方案来，这样学生既加深了对"电流跟电压的关系"的理解，又培养了学生的创新思维。

利用同样的实验器材，改变实验条件，要求学生在新的条件下，运用所学的物理规律，创造性地确定实验方案，创造性地测定相关物理量，创造性地处理实验数据，从而达到探究新问题的目的。例如，在师生共同利用斜面及质量不同的小钢球及小木块来探究影响动能大小的因素后，教师可引导学生利用同样的器材来探究一下影响重力势能大小的因素，这样改变了实验探究的内容，用同样的器材，通过改变实验的条件，让学生设计方案来探究重力势能的大小与质量和高度的关系，培养了学生的创新能力。又如：在师生共同探究完滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力的有关后，教师可让学生想一想：你们能不能用手中的器材来定量的探究一下滑动摩擦力的大小与受力面积的关系呢？这样让学生根据实验条件的改变，来创造性地探究新问题，从而达到培养学生创新思维的目的。

比如在《实验：研究平抛运动》一节中教师完全可以让学生自己探究。为了使学生能够顺利完成我们设定的教学目标，培养学生动手动脑的能力。教师可以在课堂上互动，让学生自己动设计，自己提出问题，教师可以问题串的形式让学生进行相互提问，也可以让学生之间相互讨论。如：实验的目的是什么？怎样研究平抛物体的规律？怎样得到平抛物体的运动轨迹？除了课本提供的实验方案以外，你还能设计出那些可行的实验方案？

在学生探究的过程中，教师以"问题串"的形式让学生进行思考，在学生原有的基础上提出问题，层层推进，把探究过程不断推进下去，引导学生深入思考，经历探究的过程，把问题的发现、提出、探究、解决贯穿于教学的全过程，让学生体验到解决问题的喜悦感，解决问题的成就感，从而形成正确的物理思维能力。

3.引导并激励科学探究的进程，培养学生创新思维的流畅性

初中物理课程培养目标之一就是：经历基本的科学探究过程，学习一定的物理基础知识，养成良好的思维习惯，在解决问题或做出决策时能尝试运用科学原理和科学研究方法。为了加强和提高学生在科学探究中的观察分析和解决问题的能力和创新意识，对学生主动参与科学探究，教师对学生的引导是重要的，而引导工作的重要内容就是根据学生的基础，通过激励、铺垫，使学生具有模拟科学家进行科学探究的基础，这样才能通过科学探究来发现规律，得出正确结论。在探究过程中增强学生的基础，增长他们的能力，提高他们的创新意识。

再如："探究凸透镜成像的规律"实验探究中，对于实验中如何捕捉实像、观察实像，这本身就是实验探究的难点。在实验探究过程中，教师要适时对实验进程进行引导，实像怎么去寻找，如何才能得到最清晰的像，学生在动手探究中不太注重物距与像距的比较并记录。笔者在实验探究过程中针对这一环节对学生进行引导，必要时激励学生敢想、敢做，正确的给予肯定。学生认识到要完整地探究出凸透镜成像的规律，不仅要得到清晰的像，而且要观察像的大小、倒正，尤其还要比较像距、物距。有这一层引导，学生对这个实验的探究更增加了信心，从这一点上更是激励学生完成凸透镜成像的实验。随着实验探究的进行，探究的难点出现了，如何观察虚像？虚像是光屏承接不到的，这个时候笔者又因势利导，让学生回顾在平面镜成像、观察水中的鱼时，形成的像是如何观察的，同学们思考并找出虚像，既然在光屏不能得到，只能用眼睛直接观察。笔者引导学生，把凸透镜当成平面镜，把蜡烛火焰当游鱼看待，学生终于明白，虚像观察时需要逆着射出光线的方向去观察，才能发现它，物和像在凸透镜的同侧，于是同学们在笔者的引导下相互合作，都观察到了虚像。可以说，这个科学探究，在笔者的不断引导并激励下，同学们都完成了这个实验，探究的规律都很全面，更重要的是学生的观察、分析和解决问题的能力和创新意识都得到了提高。

4.通过对探究活动中实验现象分析提出新的探究问题，培养学生创新思维的精进性

从"学会"到"会学"，是教育理念的一次质的飞跃。"学会"是知识经验的记忆，没有多少创新的成分，是一种短期的行为；而"会学"是一种长期的行为，它对人的学习的可持续发展有着重要的作用。科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动，必须紧密结合科学知识的学习，通过动手动脑、亲自感知。如何在物理课中培养学生的探究能力，发展学生的创新思维，成为我们研究的首要问题。

学生在有目的的探究活动中，通过对实验现象的分析，采取抓主要因素，忽略次要因素，往往能得出一些实验结论及物理规律。但是，事物的发展总有两个方面，如果我们在通过实验探究，得出一般性的规律的同时，不忘对实验现象中的被我们忽略的其他因素的研究，就会提出一些更有价值的新的探究问题，从而达到提高学生的创新能力，培养学生的创新思维的目的。例如：我们在探究测量小灯泡的电阻的方法时，让学生在探究小灯泡在不同电压下发光时的电阻后，引导学生观察小灯泡的电阻在不同电压下，电阻是否相同呢？让学生观察，发现不同电压下，灯泡电阻不同，从而得出"导体的电阻与两端的电压有关"的观念，然后引导学生思考这与我们前面学过的影响导体电阻大小的因素与导体的本身的材料、长度、横截面积有关相矛盾。让学生进一步分析实验现象，进行猜想，不难得出：导体电阻可能与导体的温度有关，然后设计方案进行探究。通过将一段电阻丝与小灯泡、电流表及开关串联在电路中，然后闭合开关用酒精灯对电阻丝加热，发现灯泡发光的亮暗及电流表的示数大小发生了变化，不难创造性的得出新的实验结论及物理规律，即"导体的电阻与导体的温度有关"的结论。若教师能在教学中持之以恒，让学生做有心人，注重探究活动中出现的细微现象的研究，一定能使学生的创新思维得到更好的发展。

5.在科学探究中合作交流，促进学生的创新思维全面性

许多资料研究表明，创新人才一个显著特点就是具有较强的沟通能力。合作交流能有效地提高沟通的能力，在合作交流中学生学会相互帮助，实现学习互补，增强合作意识，提高合作能力，顺利地进行探究活动，并分享探究性学习的成果，促进学生的创新思维。

创新思维的全面性也就是思维的严密性，是指思维活动中善于严格估计材料和仔细地检查思维过程的品质，是有自我反省的思维。科学探究中合作交流内容呈现形式多样且具有不同的层次。教师引导或启发学生思考，组织学生分组讨论，让他们的思维充分发散，形成各抒己见、百家争鸣的热烈气氛，在质疑、释疑的争辩过程中提高其辩证批判思维能力，同时也能够提高其问题意识。通过学生前面的自主学习，课堂的互动探究调动了学生学习的主动性，发挥学生的合作精神。在此过程中让学生提出自己的问题，讨论自己的问题，解决自己的问题，老师的始终是处于指导的地位，不过多的干扰学生的思维和行动，学生的思维空间得到了充分的发挥。但是，当学生充分讨论回答问题以后，教师要做好点拨、归纳、拓展问题的工作。如果课堂时间不够，可以作为课后延伸。或以课后作业的形式，让学生深究下去，以巩固学到的知识或规律成果。

科学探究是一种创新活动，是推动创新思维的一种强烈和稳定的动力源泉，也是创新教育的关键环节。我们在实际的教育教学活动中，要充分运用科学探究的方式，采用科学探究的内容，学会发现新问题，发现新思路，形成科学的创新思维培养模式。培养学生的思维，要求教师在教学过程中充分体现教学的双边性，充分调动学生大胆思考、敢于创新、想出各种各样的思想观点。教师不可包办、代替，只有在学生出现思维障碍时，方可给予指导，从而真正做到"贵在引导，要在转化，妙在开窍"。

参考文献：

[1]马昌法 《物理创新思维及其培养》

[2]《安徽师范大学学报（自然科学版）》 2002年03期 P13

[3]黄文强 《运用科学探究式教学培养学生物理创新思维能力》

[4]《中学课程辅导·教学研究》2013年11期 P25