科学教学中培养学生创造性思维的策略探讨
【摘 要】 创新能力的培养应从激发学生的学习兴趣开始，创新教学方法，进行思维训练，对学生进行发散性思维，逆向思维，直觉思维的培养和训练，笔者用具体的事例来诠释课堂教学中对学生创造性思维的培养过程。
【关键词】 激发兴趣；教育无痕迹；发散性思维；逆向思维；直觉猜想
【中图分类号】G632.0【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2013）20-0-02
（一）背景
人类社会的发展与不断创新是密切相关的，没有前人的不断创新，就没有当今社会的兴盛，科技的进步和国家的繁荣，历史和现实都告诉我们，只有创新型的国家才能实现繁荣富强，只有创新型的民族才能兴旺发达，人类社会的发展史就是一部创新史。拥有大量具有创新精神和创新能力的人力资源，也就拥有了迎接未来科技挑战的实力。科学的历史和学科特点表明，科学学科教育，在创新能力的培养上具有独特的功能。尽管学生的知识不如老师丰富，但却很少保守思想，最具有创新精神，科学教师在塑造创新中华民族的现代灵魂上负有特殊使命！
传统的课堂上经常出现老师讲课，苦口婆心，学生听课，如小和尚念经的一幕，这样的教学场面，让老师和学生都苦不堪言，老师受累，学生受罪。如何摆脱这种被动的场面，让学生成为学习的主动者和享受者，激发学生学习的热情，培养学生创造性思维，是值得我们一线任课老师探究的课题。
（二）培养创造性思维的策略
一、以生为本，激发学生学习科学的兴趣
对中学生而言，创新可以理解为个体意义上有新意，如学生对某个问题有新的理解，在解题时发现一种新的解题方法、新的解题思路或独立设计一种新的方案等，都可认为是具有新意的创新，创新能力的培养应以此为起点。有一个成语叫做“熟能生巧”，意为熟练了之后能够以更巧妙的方法解决问题。对于学生而言，喜欢的东西，能欣然接受的知识他才能去认真思考，积极开拓思维，所以，作为培养创造思维的基础就是先激发学习科学的兴趣。
1.挖掘学科人文教育，培养爱科学的情感。
科学的发展史就是一部创新的历史，具有丰富的人文教育内容。无数的科学的发明，都源于科学家那种对科学真理的执著追求，视科学如生命的精神。阿基米德为探索皇冠的秘密，冥思苦想许多天没有结果，终于在浴缸洗澡时发现盛满的水外溢而找到了皇冠的秘密，发现了著名的“阿基米德原理”。富兰克林为研究雷电现象，不惜生命，在雷雨天通过风筝把导线接到空中，从而揭示了雷电秘密。在实际教学中，教师结合这些科学家的故事，有目的地对学生进行科学史上重大发现相关的人文教育，使学生懂得创新是科学的本质，创新来自于勇敢探索，来自于对科学的执著追求，从而培养学生热爱科学，献身科学的精神。科学道理本身是枯燥的，但是穿插故事和背景知识之后，这些定律也就变得有血有肉，让学生记忆深刻，并产生共鸣。
2.设置冲突的教学情境，激发学习探究的热情。
学生在学习科学之前，对很多自然现象已经有了自己的判断，这些“前科学概念”中当然包括了许多理解或误解。如浮力问题，学生在学习之前早已有了感性认识，但常认为木块能浮在水面是因为木块所受浮力大，而铁块要沉下水是由于没有受浮力或受浮力小。这些似是而非的前概念经常对正确概念的建立和巩固造成阻碍。教学设计时恰如其分地利用这种误解，造成思维冲突，将会有意想不到的效果。笔者在讲述浮力这一节内容时准备两个等大的铁块和木块，一把弹簧秤，让学生分别测出空气中两物块的重力，再分别放入水中测出拉力，分析这些数据，让学生得出结论——物体在水中的沉浮决定于物体受到的重力和浮力的大小比较，横向比较木块和铁块浮力没有多大意义。这一结论与学生头脑中原有概念相冲突，激起他们在自然界奥秘面前的惊异感，促使他们思考，探究一个个真相，从而对科学产生浓厚的爱好。
3.创造宽松的学习环境，让学生心理不设防。
如果教学形式单调，内容陈旧，知识面窄，老师讲，学生听，学生容易疲劳。如果一个劲的提问，也会使学生心理紧张，严重影响学生对科学知识的全面认识，难以激起学生的求知欲，创造欲。在教学中教师微笑面对学生，奠定和谐的氛围，以故事、典故，趣味实验引入新课，让学生自觉投入问题的探究。例如：在讲授力的分解时，用视频引入：“一指断金”：一人把铁丝两端固定好，只用一根手指用力斩铁丝中点就令其断掉。这时老师可以向学生说：其实你们也可以做到，想知道其中的奥秘吗？学生的好奇心就被激发起来，接下来的课便会顺理成章变成了学生主动索取知识的过程了。
教育而又没有教育的痕迹，下课之后学生意犹未尽不让老师离开，那才是教学的最高境界！学生如果对科学学科有着强烈的探索欲望，对科学知识及规律有着强烈的拥有欲望，同时极力想将所学所知科学知识应用于日常生活来造福人类，就可能激发出创新潜能，产生出创新欲望。
二、创新教学方法，注重思维训练
学生爱上学习是创造性思维培养的前提，只有敞开了胸怀，对老师完全信任，爱上科学课，接下来的思维培养才成为现实。科学是一门实践性很强的学科，学生创新思维能力的培养，离不开实验动手操作能力，它可以培养学生严谨的科学态度，观察能力，分析问题，解决问题的能力，从而为学生的创新能力打好基础。
1.理论联系实际
在科学教学中强调理论联系实际，并在理论联系实际的过程中突破难点，从而提高学生学习科学的兴趣。比如在讲授压强这节内容时，我准备了吸盘式挂钩，疏通马桶用的吸盘，医院里常用盐水瓶，针筒，学生带来了吸管式饮料，钢笔，课程由对吸的吸盘挂钩模拟马德堡半球实验引入，边讲理论边分析这些物品使用的原理，学生听得津津有味，都跃跃欲试想上台来自己体会并给全班同学分析一下。用这些学生亲身经历的事件来帮助学生理解可以起到举一反三的作用，让学生充分理解科学来自于生活服务于生活，只有知道学习的实际意义才能提高学生学习的兴趣，从而提高教学效果。
坚持在课堂上让学生动手，可以把部分演示实验改为学生试验，学生分组实验中的验证性实验改为探索性实验、设计性实验。如：在学习几何光学中，我们自制了一些教具：玩具店里的激光笔只能看到墙上的小红点，但看不到路线，我们利用空气清新剂，让光路显形，完美的直线让学生惊叹，将一面小镜子放入滴有牛奶或豆浆的水中，用激光笔照射后明显的看到反射路径，变化入射角，反射角也不断变化。学生自己动手并总结规律，得出“光的反射定律”的结论。这种通过自己做一做发现科学规律的方法，既满足了他们的好奇心和求知欲，又使他们从中体会到成功的乐趣，并且使所学的知识不容易忘记。
2.发散性思维培养
①一题多解发散性思维，是一种不按常规、寻求变异、多角度多途径寻求结果或解决问题方法的科学的创造思维。一题多解，就属于发散思维的范畴。在教学中加强一题多解训练，既可以巩固学生的知识基础，又发展了学生发散思维，从而培养了学生的创造能力。
例：有一铜球，体积是20cm³，质量为89g，问此球是空心还是实心？（已知铜的密度是8.9g/cm³）
〖分析〗这题可以有三种思路解决：1、已知质量和体积，求出球体的密度与铜的密度比较。2、如果20cm³是实心铜该有多少质量，与实际球的质量进行比较来判断。3、89g铜该有多少体积，与铜的体积进行比较，得出结论。
本例题分别训练了ρ=m/V，m=ρV，V=m/ρ三个公式的应用，促进了学生从不同角度考虑问题，用不同方法解答问题的能力，培养了学生多种解题方法的发散思维能力，深刻体会到了殊途同归的效应。
②一题多变求同思维也是创造思维形式。一题多变的训练，是培养学生求同思维的有效途径之一，练习一题多变，是为了让学生从种种变化中找出本质，学会既可“以不变应万变”又可“举一反三”。
例：如图，烧杯中装着一定量的水，水面上浮着一块冰，待冰溶化后，水位会_________（填“升高、降低、不变”）。
〖分析〗因冰块漂浮在水面上，所以F浮=G冰，又由阿基米德原理可知F浮=G排水，于是，G冰=G排水。故当冰溶化成水后，烧杯中的水位不变。
变1：水面上漂浮着一块冰，冰中有一小气泡，待冰溶化后，杯中的水位将如何变化？变2：水面上漂浮着一块冰，冰中夹有一个小木块，待冰全部溶化后，杯中的水位将？变3：水面上漂浮着一块冰，冰中夹有一小铁块，待冰溶化后，杯中的水位将？变4：盐水中浮着一块冰，等冰块溶化后，杯中水位将？变5：如图，水槽中的水面上漂浮着一只烧杯，烧杯中装着一些木块，现在把木块取出，直接置于水中，则水槽中的水位将？
变6：右图中，烧杯中装着适量的小铁块，现在把铁块取出，直接置于水中，则水槽中的水位将？
这些问题都是紧紧围绕着漂浮F浮=G，这一知识展开。水位升降要看V排，V排变化看F浮有没有变化，F浮是否变化要对物体受力分析，物体是不是沉底，有没有支持力，有支持力，必然F浮减少，V排减少，水位降低，如果F浮不变则V排不变，水位不变。这几道题看似不同，原理相同。看似相同，结论却又有不同。这种联想，类比的思维方式，能“迁移”知识技能，发展能力，培养创新精神。类比法是一种富于启发性的有效方法，解题中要注重用类比法解题的训练，以培养学生的联想思维。
3.逆向分析
逆向思维又称反向思维，是把人们通常的思考问题的思路倒过来加以思考，从而获得解决问题的思路。加强逆向思维的训练，可以培养思维的灵活性和深刻性，提高分析和解决问题的能力。
例：锌粉、铁粉、镁粉的混合物4g与一定质量25%的稀H 2SO 4恰好完全反应，蒸发水分后，得固体物质100g，则生成的氢气质量为（ ）
A、2g B、3g C、4g D、5g
〖分析〗本题如果采用正向思维将锌、铁、镁的质量分别设未知数进行分析、计算，则过程繁杂，头绪也较多。而采用逆向思维可按以下思路分析：反应前后各元素的质量不变，由题意知：锌、铁、镁三种金属全部参加反应，分别生成了硫酸锌、硫酸铁、硫酸镁，蒸发水分后所得100g固体物质（硫酸锌、硫酸铁、硫酸镁的混合物）中，包含锌、铁、镁三种元素总质量4g，其它的96g则为SO4的质量，继而根据反应中H 2与SO 4的关系，求得生成的氢气的质量为2g。
逆向思维是逻辑思维中的一种重要思维方式，是从常规思维相反的方向认识问题，从对立的角度思考问题，以达化难为易、事半功倍之效果。逆向思维对培养思维的灵活性和敏感性是非常有益的。
4.直觉猜想思维培养
爱因斯坦曾强调：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，……标志着科学的真正进步。”任何科学的发现，都是从提出问题开始的。因此，在教学中，要鼓励学生大胆质疑，在探究中善于发现问题，敢于提出问题，精于分析问题，巧于解决问题。在一次科学实验比赛中，学生在养金鱼的鱼缸内装上两个电极，通上电源，发现鱼都聚集在阳极附近，学生都很奇怪，纷纷讨论，有一学生思索之后得出了可能是阳极附近电解水产生氧气，鱼儿为了得到充足的氧气而聚集在阳极的猜想。孩子的发言得到参会老师的热情肯定，使他学习科学的热情大涨。
想象是创新意识的起点，一切创新活动都是从创新性想象开始的。中学生有时会有稀奇的想法和奇特的表现，这些都是创新意识的萌芽，教师要鼓励诱导，决不可讥笑、讽刺、打击伤害学生，毁灭创新的萌芽。问题，有时听起来很幼稚可笑，但在问题里面，往往闪烁着学生求异创新的思想，应给予充分的肯定，才能激发和带动更多的学生大胆质疑，敢于挑战。
（三）小结
培养学生创新意识的方法多种多样，但应明确，前提是教师必须树立学生的主体意识，造就学生的独立人格，这样才能使创新意识具有活的源泉，具有强大的生命力。让学生爱上科学，有学习的热情和激情，熟知科学学习的方法和策略，以人文知识为积淀，热爱科学探究，让解决科学问题成为学生学习幸福的源泉，创新能力培养便水到渠成。
总之，教育的主要目标是学生能力的培养，创新能力是能力培养的核心。中学科学教学不仅是传授知识，更是指导解决问题方法，启迪创造思维，培养学生的创造性思维能力。创新能力的培养，不是一朝一夕就能形成的，它是一项系统工程，是学校教育所追求的重要目标。在科学教学实践中，只要我们努力探索，勇于革新，把学习与创造，模仿与创新，理性与幻想有机地结合起来，营造空间，搭建平台，让学生的思维在物理时空中畅游，让学生的创新精神，创新能力在科学学习平台上得到充分的发挥，培养出不唯书、不唯上的创新型人才，这是素质教育的最高目标，是科学发展观对教育的必然要求。
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