激活科学实验思维培养学生创造能力

林成琮

x

1变实验“观看”为实验“观察”

在科学教学中，演示实验教学是培养学生观察能力的最重要途径。教师做演示实验时，除交待实验器具、实验目的、实验注意点外，更重要的是要对学生提出观察的重点。教师对每一项演示实验都应制定相应的程序和方法，特别是依据学生的基础，预见到学生原有知识、经验的缺陷，精心策划富有启发性的引导措施，变学生简单的实验“观看”过程为实验“观察”过程，以培养学生的观察能力，打好创造的基础。

例如：在学习液体内部有压强时，可先让学生细致观察，然后出示以下问题：1.本实验需要研究观察什么?怎样观察?2.为什么当教师把手按在压强计的橡皮模上用力时，u型管中的红墨水会出现一个高度差?3.为什么把压强计放入盛有一定液体的烧杯中，不用手按橡皮模也会出现一个高度差?4.这两次实验有何特点?5.在相同深度处，即使橡皮模方向不一样，右边u型管中的高度差会一样吗?说明了什么问题?

通过预先设定的问题，学生在观察时就会认真、仔细的对待所出现的实验现象，并且动脑思考问题的答案。从而提高了课堂的效果。为使学生养成细致观察的习惯，培养他们的观察能力，教师应该在没有出示以上问题时先让学生自由观察。

2变演示实验为学生分组实验

变演示实验为学生分组实验，就是在教师的启发指导下将演示的过程转化为学生自己独立地运用实验去探求知识或获取必要的感性知识，从而自己总结得出结论的过程。它是有效解决上述问题的策略之一，因为这样做不仅可以在课堂上增加了学生动手动脑的机会，加强实验基本功的训练，更重要的是还可以通过实验探求知识，获取知识。对学生来说，按照思维发展获取新知识的过程，本身就是创造的过程。变教师演示实验为学生分组实验，增加的就是学生的创造体验，这种效果是单纯的演示实验所不能及的。

例如：在演示海波的熔化实验时，传统的做法是教师在台上演示，把装有海波的试管放到盛水的烧杯里，缓慢加热，和学生一起观察并记录。这样做有几个问题难以解决：①温度计的刻度比较小，即使前排的学生也看不清楚，中后排学生更难以看清。②海波在试管中的状态变化过程，学生在座位里也是无法看清的。整个实验都需要细致的观察和记录。如果把以上实验改为学生分组实验，让学生每两人为一小组，使教师的演示和学生分组实验观察互相配合进行，学生的观察效果就会大大增加，在此基础上加以总结并得出结论就变得顺理成章。

3变验证测量实验为探索实验

科学教材中属于验证性、测量性的实验较多。如果教师能选取一些灵活性大、变通性大的问题，积极创设情境，鼓励学生发散思维，进行多方位、多角度观察、思考、探索、想象，从而提出多种设想和解决问题的方案。在此基础上，再引导学生进行收敛思维，确定解决问题的最佳方案。这不仅能培养学生的基本操作技能，而且能训练学生思维的流畅性、变通性和独创性(发散思维的三个难度)。从而激活创造思维。

例如，在学习钢铁的锈蚀和防护时，在教学中利用投影片展示很多钢铁锈蚀和防护的图片，然后让学生设计解决本校自行车车棚锈蚀的方案，同学们争先恐后，回答热烈。有的认为刷油漆可以解决；有的回答在其表面涂上搪瓷或胶合一层塑料；有的说表面镀上不易腐蚀的其他金属：也有的认为干脆把钢铁换成不锈钢等不易被锈蚀的金属。方法有多种，从理论角度来讲都能够解决车棚锈蚀问题，但须告诉学生在实际生活中还应考虑到多个因素，比如成本因素，防锈时间长短因素等等，所以在多个方案中还要选出最切合实际的方案。然后我利用上网查阅的一些数据出示给学生，让学生在这些数据中自己找出解决的最佳答案。

在设计出众多方案后，引导学生进行多方案的选择，是培养学生发散思维的重要方式。学生通过分析、探索各方案的利弊，实验成功因素的影响，结果准确程度的比较等等，选择一种最合理、效果最好的实验方案，这就是发散后的收敛。通过发散和收敛，可以激活学生的创造思维。

4变封闭实验室管理为开放管理

除课堂实验教学外，积极开放实验室，让学生到实验室去通过“动手”自主做实验，也可以课外做些兴趣小实验，这样可有效拓展学生的创造空间，但实验室的开放应注意以下几点：

4.1开放目的。要让学生知道：为了鼓励学生的探究活动，为了实验学习的需要，任何一位同学都可到实验室借实验仪器。学生有了这一点保证，就大大增强了他们的实验操作兴趣，促进学生学习方式发生根本性的变化，使科学教育更为有利于学生的发展。通过科学探究，还能培养学生的观察能力、创新精神和实践能力，有利于学生理解科学的本质。

4.2开放时间。可选在每天自修课或课外活动课时间对学生开放。让学生有条件研究和创造，使学生能自由地进入实验室，真正遨游在知识的海洋中。

4.3仪器摆放。传统的做法教师是分类别，有条理地摆放各种仪器，而且每个实验独立摆布，这样可能使学生的思维空间受到一定限制。我们可以尝试根据“设计思想”，布置成几块，要求学生在设计思想下做实验。

4.4材料利用。学生可充分利用实验室内各种仪器进行实验外，还可设立“废料利用箱”，让学生把平时生活中弃置的易拉罐、废胶管等废料收集起来，供同学们选用，也可用身边的一些玩具做一些趣味小实验(如溜溜球、沙漏等)，这样做既可节省资源，又可培养学生勤俭节约的好习惯。

4.5扩展空间。需要学校的配合，扩充实验器材，尽可能地提供实验所需的一切器材，并补充自然科学小百科等知识读本，可供学生查阅。

4.6组织管理。除了安排1～2名实验员负责开放时间的宏观管理外，重要的是还可考虑安排若干名能力强学生协助管理，轮流指导。这样既节省了管理资源，又培养锻炼了学生的实验能力，使实验室真正发挥出作用，做到有序、高效。

4.7仪器管理。学生借用实验室仪器必须遵守实验室原有的“仪器管理制度”，在此基础上同时遵守以下新规定。实验完成后，立即归还实验仪器，并附一份实验报告，汇报实验成果。在实验操作过程中，若有仪器损坏的，按“仪器管理制度”处理。这样可以培养学生爱护公物的好习惯。

5变培养实验知识为实践能力

为更好地激发学生的求知欲望，进一步调动学生探索研究的积极性，变实验知识为实践能力、启迪创造活动。利用课外活动时间或双休日、假日活动时间开展实验活动和“小创作”、“小论文”等活动是最佳的途径之一，以求升华创造意识+总结创造成果。

5.1将“小实验”变成现实。在初中科学教科书中提供了许多“小实验”，“小实验”具有取材方便、方法简单、趣味性强、效果明显等特点。例如：在上到大气压强时，演示了气“拿”杯子；在讲到光的折射时，演示了这样一个小实验：“消失”的硬币。“小实验”可培养学生的观察、操作、整理数据等能力外，还可培养创作能力、发现能力和设计能力。

教师除了可在授课过程中巧妙恰当地穿插“小实验”外。教师还要积极帮助学生创造实验条件。组织课外实验小组、兴趣小组有计划地进行“小实验”、“小创作”活动。

5.2开展实验设计方案竞赛。教师根据教材所涉及的内容，可提出一些研究的方向，启发学生自行设计实验方案。(这也是符合当今中考的趋势之一)教师应定期收集学生的实验设计方案。认真审阅，对合理性强、可操作性强、实验结果准确性高的“作品”，要给予表扬和鼓励，进一步激发学生的动手兴趣。

5.3开展“小创作、小发明”活动。在学生进行实验设计方案竞赛的基础上，让学生自行创造条件进行实验实践活动。活动方式可多种多样，既可让学生在规定时间内完成所设计项目的实践过程。又可搞现场制作比赛，还可将现成的教具改造、加工等，实践表明，将科学实验中的很多教具经过改造加工后，效果明显，材料简单，操作方便等特点。

5.4展示、总结科学创新成果。为使创造活动进一步得到升华。学校每年定期开展水日、地球日、环境日、以及植树节、爱鸟周、科技节等活动，不管活动内容比较单一，有的甚至还很“幼稚”，但通过科技节这样的活动。即通过举行全校性的实验竞赛、展览评比活动，向全校师生展示出优胜者的创造成果和表演操作技能，大大提高学生的各种创造活动。进一步浓厚学校中学生的创造意识，浓厚学校的创造氛围。

5.5课堂联系家庭、社会创新。课堂结合家庭和社会培养创新能力。家庭小实验是十分有效的方法。学习“金属的防护和回收”这一课时，让学生观察家中铁锅、菜刀表面的锈斑。学生发现锈迹并不是均匀地分布在铁锅与菜刀的表面。在分析生锈的原因时，指导学生将三个铁钉分别涂上机油、放在空气中和放在潮湿的地面，并分析三个铁钉生锈程度不同的原因，从而让学生自主地得出教材中“铁在潮湿的空气中能够发生化学反应，生成铁锈”的原理。

综上所述，科学是科学家们创造性的劳动结晶，科学教学使学生获得他们未曾拥有的科学知识，也是一种创造性的认知过程，而科学实验更是培养学生创新能力的一种载体。课堂教学改革的立足之地就是建设创新的环境，营造创新的气氛，构造创新的课堂教学秩序，培养学生质疑、解疑的能力。培养创新能力是化学实验教学的重要目标，落实基础知识、掌握基本技能、培养科学态度、采用研究性学习方法、课堂家庭和社会结合是培养创新能力的有效策略。而其在科学实验教学中的具体实施，也会给我们培养大量的适应现代社会需要的人才提供一个可行的方式方法。