《小学科学课如何培养学生的创新能力》结题研究报告.doc
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1、1/23小学科学课如何培养学生的创新能力结题研究报告小学科学课如何培养学生的创新能力结题研究报告一、课题研究的背景“创新是一个国家兴旺发达的不竭动力。”1999 年中共中央关于深化教育改革,全面推进素质教育的决定中指出:“实施素质教育,就是全面贯彻党的教育方针,以提高国民素质为根本宗旨,以培养学生的创新精神和实践能力为重点,造就有理想、有道德、有文化、有纪律的德、智、体等方面全面发展的社会主义事业的建设者和接班人。”创新已成为近年来我国教育改革的一大主题。这一变化,无疑是将我国教育改革放在科学技术迅猛发展、知识经济加速到来、国际竞争日趋激烈、人才资源成为第一资源的全新背景下思考的结果。上世纪
2、80 年代初,我国就进行了自然课的教学改革,以默耕老师为首的一批自然教学改革的倡导者,打破的过去小学科学教育中那种“知识本位”的模式化教学方式,大力吸取国外科学教育的先进经验,特别是美国哈佛大学兰本达教授提出的“探究研讨法”,促进了我国科学教育的发展。激发学生探索自然奥秘的兴趣,培养学生自行探究知识的能力等教学理念被广大教师所接受并取得了丰硕的成果。如今,新一轮课程改革已全面铺开,小学科学教育中的自然课已经变为科学课,它坚决摒弃了过去“重结论轻过程”的课堂教学,更加注重学生探究学习的过程,更加注重学生能力的发展,特别是创新能力和实践能力的发展。虽然2/23在旧的自然教学大纲里也曾提出培养学生的
3、“创新精神”,但那只是作为能力培养提出的,没有把创新精神和创新能力的培养放在科学思想和科学精神的高度来认识,重视不够,缺少相应的专门教学容和教学措施。实际上,在自然课教学中培养学生的创新能力正是充分发挥了这门课程自身的优势,在科学课教学中更是如此。在科学教育中培养学生的创新能力,国外起步较早,受历史原因和应试教育的影响,我国在这方面重视不够,虽有一些研究,但也只停留在表面。学生的创新教育注意到课外活动或兴趣活动一个方面,且与课堂教学相脱离。多以描述已有事实、观察现象、仿制手工作品为主,没有形成有目的、有计划、有系统的培养学生创新能力的方法和途经。本课题研究的目的意义是:立足于农村小学,以自然(
4、科学)课教学为平台,改革课堂教学方法和教学手段,开发和利用多种科学教育资源,在农村小学如何发挥自然(科学)课教学特点,培养学生创新意识和创新思想,形成一定的创新能力方面探索出一条新路子,以适应新的时代对人才的需要。二、本课题研究的主要结构框架本课题研究紧紧依托自然(科学)课教学这个中心,从以下几个方面进行:1、自然(科学)课的课堂教学。主要研究在学生提出问题、做出假设、设计实验、搜集事实、合作研讨、得出结论3/23的过程中如何培养学生的创新能力。2、自然(科学)课程资源的开发利用。研究和实践怎样利用广阔的大自然和已有的教学资源以与先进的远程教育资源培养学生的创新能力。3、自然课外活动的开展。研
5、究怎样依托自然科学课兴趣小组活动,通过小制作、小论文、小创造、小发明等途径培养学生的创新能力。4、自然(科学)课教学评价。研究改革自然(科学)课评价方法,研究如何在自然(科学)课教学评价方面体现培养学生的创新能力。三、创新能力培养理论方面的成果1、对小学生创新能力的认识。创新能力就是创造新的想法、新的事物的能力,也就是“产生具有新设想的创造性思维能力和制造新物品的创新技能”。但我们认为:小学生的创新能力的发展有一个由低到高的发展过程,只要学生提出的问题,做出的假设和解释、得出的结论、想出的方法、做出的东西,不是听别人说的、从书上看来的、向别人学的、照别人做的,而是他经过独立思考得出的,并且有一
6、定的新颖性,都应当看作是创新。因为从他的生活围和知识经验来说,这些问题、想法、思想、方法、东西是新颖的,无论这些问题、思想、方法、东西是否在世界上早已有过,多么简单、幼稚可笑,甚至荒谬,都就看作是创新,都应该得到尊重和鼓励。4/23所以,我们所说的创新能力不是要求小学生一定要做出很大的发明,而是培养学生一种勇于抛弃旧思想、旧事物,创立新思想、新事物的精神和能力,包括创新意识、创新兴趣、创新胆量、创新决心和一定的创新技能。2、创新能力的形成因素课堂教学和兴趣活动是培养学生创新能力的两个基本渠道,其两者又是相互联系的;课堂教学主要从激发兴趣、引导探究、和发散思维三个方面入手培养学生的创新能力;兴趣
7、活动主要是从兴趣小组活动、科技创新活动和农科教结合活动三个方面培养学生实际应用课堂上学到的知识和技能,在实践中发展学生解决问题的能力和创新能力。课程资源的开发主要是为课堂教学和兴趣活动服务。评价改革是引导和衡量自然(科学)课教学与学生兴趣活动的重要措施。(一)立足课堂自然(科学)课的课堂教学是培养学生创新能力的第一阵地。在课堂教学方面针对农村小学自然(科学)教学的特点,我们主要三个方面入手培养学生的创新能力。5/231、设境质疑,激发学生强烈的创新欲望激发学习科学的兴趣是培养学生创新能力的基础,在实践中我们摸索出了以下激发学生兴趣的方法:观察激趣:如在教学鱼一课时,先让学生分组观察水槽中游动的
8、鱼,边观察边引导,关于鱼你想知道些什么?学生经过讨论,提出了一系列的问题:鱼在水里为什么不会淹死?鱼嘴一一在干什么?鱼鳍有什么用处?鱼鳞有什么用?鱼在水里是怎样呼吸的?学生提出的问题五花八门,教师可以通过谈话引导学的问题,学生当然兴趣盎然,探究的积极性就特别高涨。生选择适当的容进行研究,由于问题是学生自己发现的,是它们迫切想要弄明白实验激趣:教学杠杆一课,教学前教师让学生到室外做搬动大铁架的实验。有的同学尝试用手去搬,可是搬不动;有的同学就用一根木棒来撬。围绕撬,同学们还想出了想出了怎样撬省力的办法。教师由此让学生提出问题:为什么大个子男生用手搬不动的铁架,小个子女生用木棒轻轻一撬就搬动了呢?
9、为什么把撬棍下面的石头越往里放,撬的时候就越省力?这样从学生亲身体验中得出的问题,学生当然欲罢不能,当然想弄个明白。游戏激趣:如在教学轮轴一课时,先让一个大个子男生和力气小的女生比手劲。大个子男生用手握住啤酒瓶的颈部,小个子女生用手握住瓶身,用力向两个相反的方向转动,6/23看谁的“力气”大。几个回合,大个子男生都“败下阵来”。问题自然从中产生了出来,为什么个子小的女生手劲比大个子男生要大呢?学生就从这一“矛盾”处产生强烈的探究兴趣。情境激趣:如在教学火山一课时,教师先用多媒体播放一段有关火山喷发的视频文件,火山喷发那壮观的场面让学生深深震撼,都想了解火山的成因,这种心理势能对激发探究欲望,起
10、了很好的推动作用。在自然(科学)课教学中,运用多种手段引导学生观察事实,然后从事实中深入思考,从不同的角度广泛地提出问题。看谁提的问题多,问题不一般,从而培养学生发现问题、提出问题的求异质疑的创新能力。2、放开手脚,让学生自由探究探究阶段是思维活动最活跃的时候,学生对问题的答案进行猜想和假设是培养学生想象能力、推理能力和创新思维能力的大好时机。因为每个学生都有一定的生活经验和已有的知识。这些已有的知识、经验是他们获取知识的基础。当他们发现问题之后,想知道“为什么”,脑海中即会出现一个个猜测性的答案。教师要抓住这个有利时机,鼓励学生大胆猜测或假想。如上电磁铁(二)一课时,学生在观察到各自制作的电
11、磁铁吸引大头针数量有多有少,从而提出电磁铁磁力大小与什么因素有关的问题。学生假设的因素很多:有的说,电磁铁磁力大小与串联电池的节数有关,电池节数越多磁力越大;有7/23的说:电磁铁磁力大小与缠绕的线圈匝数有关,但有的认为线圈匝数越多磁力越大,有的认为线圈匝数越少磁力越大;有的还认为磁力大小与铁钉(铁芯)的大小有关。在假想、猜测阶段,教师要努力营造一个宽松、自由的学习环境,让学生在心理上产生安全感,进入最佳的学习状态。要给予学生犯错误的权利,呵护他们的创新思想,只有这样,学生才能大胆地表述自己的看法,而无所顾虑。当学生的想法受到同学的嘲笑时,教师可以让他换个说法;当学生说了离奇的想法时,教师给予
12、肯定并引导分析。对学生提出的假设,教学中尽可能提供材料让学生研究,暂时做不到的要鼓励学生课后个人或共同研究,以保护学生的奇思异想。实验设计也有一个层次问题,低、中年级“扶”得可能要多一些,高年级可以尽可能地放开手脚,把主动权交给学生。就是“扶”也讲究策略,不是教师设计好了,让学生照着做,而是在关键处进行启发。如学生探究加快溶解的方法,有学生说,在烧杯放同样多的水,用搅拌的方法。教师追问:“几个烧杯?怎样做比较科学?”学生马上意识到刚才讲的不严谨:“应该是用两个烧杯,放同样多的水,加入同样多的糖,一个杯子搅拌,一个杯子不搅拌。”这样一引导,学生的设计就完整严密了。再如在设计“根是由植物吸收水分的
13、实验”时,我们是这样引导的:师:怎样证明植物是由根吸收水分的?8/23生 1:可以把植物的根放在水里,水减少了就说明是被吸收了。生 2:这样不行,因为水要蒸发,也会减少,不能完全证明都是被根吸收的。师:那么怎样阻止水分蒸发呢?生 1:可以给瓶子加个盖。生 2:加个盖,植物又怎么放呢?生 1:可以在盖子上打一个和茎差不多大的洞,把茎夹住。师:洞和茎之间还有空隙,水分还会蒸发,不够严密。生:可以在空隙处滴上蜡烛油把它封住。师:好主意,谁还有好办法?生:我认为可以在水面上加一点菜油,因为油比水轻,浮在水面上,可以把水和空气隔开,阻止水分从水面蒸发。师:不错,那么,怎样才能使根吸收的水看起来明显一点呢
14、?生:选一棵叶子多的植物。生:用细一点的瓶子。师:想想看,谁还有更好的办法呢?9/23生:我们可以这样做:用两个同样的瓶子,里面装同样多的水,把一棵植物放在其中一个瓶子里,另一个瓶子里不放植物。这样做,瓶子就不用加盖,也不用滴加菜油了。虽然两个瓶里的水都会因蒸发而减少,但放有植物的瓶子里的水就会减少得多一些,这样,就可以证明水是被植物的根吸收了。学生的创新是可贵的,有时显得零散,不成熟,有时是不经意的发现。教师在教学中要注意帮助学生整理自己的思维,也可以激起学生之间的“争论”,在思维的碰撞中冒出创新的火花。3、发散思维,培养学生创新智能发散思维是创新能力的核心,它是对已有的信息进行多方面、多角
15、度的思考,不局限于既定的理解,从而提出新问题、探究新知识或发现多种解答和多种结果的方式。在教学中,要鼓励学生敢于打破常规,别出心裁、标新立异,甚至是异想天开,寻找与众不同的途径。教师要积极鼓励学生从多角度、多侧面、多方法进行大胆尝试,勇于创新,提出合理、新颖、独特的解决问题的方法。发散思维具有以下四个特征:想到许多的方法(思维的流畅性);想到不同类别或不同的新观点和方法(思维的灵活性);10/23想出不同寻常的方法(思维的独创性);为已有的方法增加细节,使之变得更完美(思维的精细性)。在教学中,我们通过问题和评价来鼓励流畅的、灵活的、独创的和精细的思维。例如:用“你能想出多少种方式来?”以鼓励
16、流畅性;用“有什么其他不同的想法吗?”鼓励灵活性;用“努力想出一些别人想不到的东西”之类的话来诱发独创性;用“我们怎样使它(方法)更好呢?”来鼓励精细性。比如在教学三年级科学物体的分类一课,要学生将带来的玩具进行分类,学生按形状、颜色、材料、大小等分类标准给玩具进行了各种各样方法的分类,有些方法尽管不是很科学,比如把这些物品分成头上戴的和玩的两类。但这是学生自己想出的方法,我们都给予了充分的肯定。学生还在一级分类的基础上尝试二级分类,如先将玩具按材料的不同分为塑料类、布类、瓷类,然后又将塑料类玩具按颜色分为黑色、红色、黄色、蓝色等四类。这是学生创新能力的充分体现。再如教学摩擦起电一课时,让学生
17、探究“摩擦起电现象”,我把尽可能多的材料交给学生,让他们自由地去摆弄。结果学生设计出十几种实验方法:如用手摩擦塑料包扎带,使包扎带向四面散开,摩擦吹塑纸使之“粘”在手心不掉下来,摩擦气球去吸引女同学的长头发,摩擦泡沫塑料粘在身上像雪花,摩擦塑料笔杆去吸引粉笔灰等等。学生在获取知识的同时,11/23也尝到了成功的快乐,创新能力和科学兴趣也得到了培养。总之,在课堂教学中,我们坚持“同一问题,多向思维;同一实验,多法演示;同一难点,分步突破”的原则,引导学生逐步形成灵活、独创、精细的发散思维能力,培养学生的创新智能。(二)走向自然认知心理学告诉我们,思维产生于动作。作为自然科学的兴趣活动,是学生获取
18、知识、应用知识,培养创新能力的重要途径。这就要求自然(科学)课要开放教学时空,树立“大自然”的教学观,突破教学空间、时间的封闭性,把自然(科学)课教学与大自然、与社会生活、与学生活动结合起来。但是,所谓拓展学生的学习时空,并非简单地课堂加课外的加法,而是容和思维有机结合的深化,给足学生感知、探索的时空,让创新的火花跳跃起来。在实践中我们注意了四点:课外兴趣活动要有明确的目的;要有合理的容组织;要有恰当的方法指导;要有有效的反馈途径。在课外活动方面,我们在以下两个方面进行了实践:1、开展丰富多彩的科技活动,培养学生的科学探究精神“科学技术是第一生产力。”作为学校的科学教育,我们更应该在孩子还小的
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