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一、巧妙设疑法
孔子云:学而不思则罔,而思考的源头就在于“疑”。疑问是开启学生思维器官的钥匙和启迪剂。只有存在疑,思维才会开启,也才会应运而生。所以在平时教学中我非常重视在教学中巧设疑难,触发思维。如我在教授《伟大的悲剧》这一课时,书上有这样一句“对人类来说,第一个到达者拥有一切,第二个到达者什么也不是。一切努力成了徒劳历尽千辛万苦显得那么可笑。”写出了斯科特上校痛苦、沮丧的心情。我适时地向学生抛出了问题:作家茨威格为什么不给胜利者阿蒙森作传,却充满激情地为失败者斯科特书写这悲壮的一幕呢?这一问题,就像沉静的水面上,一石激起千层浪,一下子激起了学生思维的浪花,叩开了学生的思维心扉。通过讨论,学生明白了:作为一位伟大的作家,茨威格想到的绝不主要是事业的成功者,而是许多历史事件背后给人精神上的震撼和启迪。按照这个价值标准,茨威格当然认为给斯科特作传会更有意义,会给人更长久的思考。
当然,必须指出的是,作为教师仅仅会设疑还是不够的,还必须重视对学生的“怀疑思维因素”的培养,使他们敢于对人们常见的事物提出怀疑,勇于向旧的传统和习惯挑战。这样才能调动学生学习的积极性和主动性,发展学生创造性思维,培养学生的探索精神。
二、通过比较开启思维
比较应该是开启确定对象间的相同点和相异点的思维方法。我们每个人在认识事物过程中要辨别真伪,见识好坏,就要进行比较。实际上,比较既是一种方法,更是一种思维过程。按照学习的范围分类,可以是中外比较、古今比较。按照学习的内容分类可以是题材比较、主题比较、写作艺术手法比较。按照学习的方法分类,可以是课文之间比较、课文与同类课文比较、单元与单元比较等。如我在讲授《最后一课》时,在分析小弗朗士上最后一课前和上课后的变化时,就引导学生思考:小弗朗士上课前后心情、态度有什么变化?最后一课上课时和平日上课有哪些方面的不同?设计这一问题的意图就是:通过对小弗朗士的心情态度变化情况的把握,理解小说的主体情节内容。小弗朗士是小说中的关键人物,他的心态就是作者所要着力表现的主题,理解了这一点,就能够比较容易地从整体上把握小说。
三、推根究底法
这种方法就是从语言现象认识思维实质的思维方法,或者说就是从人物、事件、环境等方面的描述去认识它所揭示的思想本质,或者从个别的人物事件中去认识它所代表的普遍意义。如《社戏》一文,作者通过在平桥村度假生活、看戏前风波、月下航船、船头看戏、月下归航、看戏风波几个片段部分描写了幼时看社戏的往事,表现对童年美好生活的回忆和留恋的心情。在讲授的过程中,我启发学生找出书中看戏带给孩子们感受的语句,学生很多找出“看的叫人打呵欠、破口喃喃的骂”等语句。再找出豆是怎样煮的――仅仅只是有盐。我让学生思考:结尾处为什么说“真的,一直到现在,我实在再没有吃到那夜似的好豆――也不再看到那夜似的好戏了”作者的表面写的是看戏,真正要表达的是什么?通过思考学生明白了:作者并非是停留在表面看戏和吃豆,而是对人生理想境界的渴望和追求。这样由表及里,步步深入地探究下去,不仅可以加深对课文的理解,而且对培养叙事的纵向思维的能力也颇有裨益。
四、分析解剖法
关键词:创新;本科教学;科研思维;创新思维;教学方式;计算机组成原理;计算机系统结构
近10余年来,各高校不断推进教学内容改革,设立各类激发大学生创新能力的实验室,提供各种增强大学生创新能力的平台和比赛。这些实践表明,高校的创新机制确实较好地培养和提高了学生的创新能力,在一定程度上推动了教学和科研的发展。不过,文献也指出,目前高校在创新人才培养方面还存在一些问题,如重知识传授而轻能力培养等。文献对大学生的创新能力进行了调查,表明当前高校的创新机制对大学生创造力培养有一定的帮助,但总体上大学生创造力有待进一步提高。
科学和技术发展史表明,创新能力培养必须依赖于合理而充分的科研思维和创新思维的训练。其中,科研思维是指个体运用一定的科学方法进行思考的过程;创新思维是指具有开创意义的思维活动,即开拓人类认识新领域、开创人类认识新成果的思维活动。科研思维将能在较大的程度上保证创新过程的合理性和创新的有效性;而创新思维将能在方向上较好地引导科研思维发挥更大的作用。然而,纵观我国中小学教育体制和传统的本科教学方式,大学生尤其是低年级学生在较大程度上都尚未经过良好的科研思维训练。现今的本科教学内容中,很少开设专门进行科研思维和创新思维训练的课程。因此,如何让大学生尤其是低年级学生接受科研思维和创新思维的熏陶和训练,是有效培养和提高大学生创新能力的关键问题。
事实上,本科课程中的相关知识,无一不是经过前人的深入研究并经系统整理而得到的,也就是说知识被发现或创造的过程本身就已经包含了科学研究思维和方法。因此,若能有意识地在授课时还原这一思维过程,就能较好地让学生了解、熟悉并掌握一定的科研思维和创新思维。
笔者在教学过程中对本科生的科研思维和创新思维训练进行了初步的探讨和有益的尝试,提出在教学中加强科研思维和创新思维训练的思路和方法。
1、教学中加强科研思维训练
为了方便学习,各类教科书都对相关知识,进行了系统化和条理化。传统的教学侧重于让学生理解和掌握这些知识,建立完整的知识系统结构,并在可能的情况下学会应用基本的原理和方法。这种传统的教学与学习方法,虽然让学生掌握了相关知识体系,却没能让其接受到知识本身被发现/创造的过程中所采用的科学的思维和方法,因而影响科研思维和创新思维的培养。
那么,如何在教学中加强科研思维的训练?首先,在教学准备中,授课教师将需要讲授的知识点所对应的问题找出来,经提炼后将此问题还原成一个科学问题。然后,梳理解决此问题的思路和方法。接下去在教学的过程中,教师可以逐步地还原该问题的解决思路和解决方法,并最终引导到书本的知识点上。
为了应对授课时间有限的问题,在还原知识被发现/创造过程的教学中,可以采用两种不同的教学方式:第一种是“步步为营”的探索引导方式,第二种是讲故事的形式。对第一种教学方式,可以将已还原的“待解决”问题与学生已掌握的某些知识或日常现象关联起来,引导他们思考解决该问题可以从哪些方向入手,然后再逐个方向去引导他们探索解决问题的具体方法。最后,去掉不能恰当解决问题的方向,留下可以解决问题的方向及解决方法,并籍此引导归纳得出书本的知识点。这种教学方式,适合于时间充裕的教学环节,它能充分调动学生的课堂参与度,激发学生的思考热情。长期坚持能较好地训练学生的研究思维和研究方法。
对于第二种教学方式,适合于授课时间不是很充裕的情况。主要是采用介绍性的方式还原问题的分析解决过程。例如,可以通过讲述当年的科研故事来说明相关研究人员是怎么思考这个问题的,怎么走弯路的,最后又是怎么正确解决问题的。通过讲述研究故事,既能够增加课堂的趣味性,又能让学生从中领略到探索研究过程的波折、思维、方法和经验。
通过上述两种方式的组合,可以让学生了解和熟悉相关的科研思维,并在潜移默化中得到科研思维的训练。
2、教学中加强创新思维训练
创新的实质是发现新问题和解决新问题,从而以更少的代价获得更好的结果。从不同方向发现或提炼新问题开始,进而用科学的研究思维和研究方法来解决新问题,这就是创新。因此,通过在教学中还原知识所对应的科学问题以及介绍问题的解决过程,也能有助于创新思维的训练。
在教学中,还原出知识点所对应的科学问题后,无论采用“步步为营”探索还是讲述故事的教学方式,都可以让学生了解和熟悉在解决问题之初是如何朝不同方向思考而打开思路的,以及如何从不同的角度去探索解决问题的方法。经过这种方式的反复训练及归纳总结,学生将能逐步认识和理解在解决问题之初可以朝哪些方向进行尝试和探索。因此,在需要创新或解决问题的实践场合,学生将能较好地朝不同方向进行探索尝试。这就是在创新思维上得到了一定程度的训练。
此外,针对同一个科学问题,不同的研究人员会从不同的角度进行分析,从而形成不同的解决方案。因此,在还原科学问题并介绍不同解决方案的时候,可以引导学生了解不同解决方案的出发点和解决思路。在一定数量的训练后,学生将能发现各种出发点和解决思路。经过不断的归纳总结,学生将能熟悉如何在已有的基础上尝试创新的方向与思路。
若教学时间受限,则可以通过以点带面的方式来进行。例如,教师可以引导学生根据已了解的创新方式设想不同的解决方向,然后用其中若干个与需要传授的知识点相关的方向在课堂上引导,而把其余方向留给学生作为课后作业。若后续的时间允许,可以在后续的课堂上适当选一些学生介绍他们对其余方向的探索过程和探索结果。另外,也可以将相关的最新研究成果与某个方向关联起来,引导学生去查相关资料以进一步深入理解该问题的现状和趋势。在这些过程中,将有可能激发学生找到新的问题,并产生新的成果。
综上所述,在教学中加强科研思维和创新思维的训练,都是从还原知识所对应的科学问题开始的,也都有比较相似的教学过程,甚至还有机地融为一体。不过,创新思维的训练侧重于如何打开思路,从而用不同的方向来形成不同角度的子问题,并尝试用不同的方法来解决;而科研思维的训练则侧重于如何用合理的、科学的研究思维和方法来解决已经提出的科学问题。
3、科研思维和创新思维训练实例
对于在教学中加强科研思维和创新思维训练的教学方式,我们在计算机组成原理和计算机系统结构等课程中进行了一些尝试和探索。
例如,在计算机系统结构课程中,有一个知识点涉及重叠执行和先行控制。该知识点先依次介绍顺序执行、一次重叠和二次重叠,然后再介绍先行控制原理。为加强科研思维和创新思维的训练,备课时可以根据课程内容提炼出一个科学问题:如何提高指令的执行速度,以便提升CPU的性能?为回答这个问题,首先考查传统的指令执行存在什么问题(如传统的顺序执行过程中,存在指令部件利用率低的问题),然后再考虑如何去解决存在的问题从而提高指令的执行速度(学生自然会想到要提高利用率来解决问题)。在考虑这个问题的时候,可以从不同角度不同程度去思考分析(如可以考虑一次重叠执行、二次重叠执行等;可以考虑增加指令执行部件资源;可以考虑提高CPU主频等)。
备课时梳理好上述思路后,授课的时候就可以用来进行科研思维和创新思维的训练。从创新思维训练的角度,侧重于让学生领悟到为回答该问题应如何打开思路,如先考查传统指令执行存在的问题,然后以此为突破口进行改进,进而想到一次甚至二次重叠执行的方法;或者另辟蹊径,考虑提升CPU的主频等。针对引导过程中提出的不同思路,可以逐一分析并尝试提出解决方案,如一次和二次重叠执行要怎么进行,在进行重叠的时候会引入什么问题以及又该如何解决等。这实质上就是训练科研思维,从中可以让学生学习到具体的解决问题的思路和方法。
上述过程,围绕同一个科学问题,同时兼顾科研思维训练和创新思维训练。若在时间允许的情况下,可以安排合适时间引导学生逐步完成,最后得出书本上甚至超越书本上的结论。
4、结语
关键词:初中数学;训练方法;理论
中图分类号:G633.6 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2012)10-0182-01
数学知识与数学思维密不可分,知识是数学思维的基本要素,是数学思维存在的基础,是数学思维的载体,离开了数学知识,就谈不上数学思维,更谈不上数学思维教学.由此可见,数学教学从某种意义上说是数学思维活动的教学,数学知识是思维活动的结果.在数学教学中如何实施思维教学呢?
1.进行说理和操作训练,推动学生思维
语言是思维的工具,是思维的外壳,加强数学课堂的语言训练,特别是口头说理训练,是发展学生思维的好办法。皮亚杰曾说过:动作是智慧的根源.对于生来说,动手操作更有利于他们快速地掌握抽象的数学知识。例如在教学《平行四边形的判定》中,出示一个平行四边形,让学生先通过目测,说出这个图形有哪些特征,再说说准备用哪些方法和工具来验证自己的假设,学生通过自己的操作来验证平行四边形的确具有这些特征,然后在班级中介绍自己的验证方法和得出的结论。学生通过亲身经历假设——验证——结论整个过程,加深了对知识的理解,又推动了思维能力的发展。
2.数学思维训练与数学教学是不可分的、相互依存的
现化数学家对数学教育的认识发生了根本性改变。苏联数学教育家斯托西尔干脆把数学教学定义为数学(思维)活动的教学。他认为数学的含义有两种理解:一种理解成一种思维活动,另一种理解为思维活动的结果。于是对数学教学也相应有两种理解:一种是数学(思维)活动的教学;一种是数学理论(即数学知识)的教学。这两种不同的理解,反映了传统教育理论与现代教育理论在对待知识与能力、结果与过程的认识上的分歧。现代教育教学理论从培养创造人才的需要出发,更加强调教学的过程(学习的过程、获取知识的过程归根到底是思维的过程),更加强调培养学生的能力、特别是思维能力。
在皮亚杰看来,数学思维结构十分相似。他认为学生学习数学的过程,就是从一种思维结构过渡到另一种思维结构的过程,而数学知识是进行思维训练的结构材料。于是,数学教育的任务在于使学生形成完整的思维结构,即认识数学本身。因此,寻找数学结构和思维结构的相似点,就成为数学教育者的重大研究课题。
3.成功心理是进行数学创新思维训练的动力
教师对不同的学生提出不同的要求,制定不同的目标,且为学生提供展示自我的机会,让他们看到天天有小进步,月月有大进步,让学生在成功中体验到快乐、增添学习的自信心,为创新思维的训练提供源源不断的动力。
学生有了自信心,就会主动地参与学习过程,积极性高,具有自我牺牲精神,具有勇于克服困难的勇气,创新的意识不断涌现,创新的能力不断提高。
在学习圆与直线的位置关系时,教师提出:先画出一个圆,把直尺的一边看作一条直线,移动直尺,从交点的情况上看,你会发现有几种情况。学生人人都会动手,就让学习困难的学生演示过程,为他们提供表现自我的机会,并给予适当的鼓励,让学生增添战胜困难的勇气。探索直线与圆的位置和直线到圆心的距离、园的半径之间有什么关系时,大部分学生通过画图、测量、比较等方法找到了答案,为基础中等的学生提供机会,调动他们的积极性,使学生学习在良好的氛围中,相互促进,共同提高。应用直线与圆的位置关系的知识解决实际问题时,如台风是一种自然灾害,据气象观察,在距离城市A的正南方180千米海面B处有一台风中心,其中心最大的风力为12级,每远离20千米风力就减弱一级,该台风中心现在以15千米/小时的速度沿北偏东30度方向移动,且台风中心风力不变,若城市所受到风力达到或超过四级,则称为受到台风的影响。问该城市是否受到这次台风的影响?说明理由。一般学生感觉有一定的困难,让优秀的学生叙述思路:把台风的中心看作圆心,受到台风的影响的半径为160千米,实际上就是看运动的圆的圆心移动到过A 点的垂线与直线AB的交点时,和直线AB的位置关系。教师重在点评独到之处,使优秀的学生获得心理上满足。学生在不同的层次上得以展示自我,满足了学生的心理需要,有信心去克服困难,更加努力地去投入到创造性地学习中。
4.中学数学思维训练是提高全民素质的有效途径
中国科协高士其同志指出:“科学普及的三个层次是:科学知识的普及、科学技术的普及和科学思维的普及。“而”科学思维的普及是普及的最高层次,它把知识的普及、技术的普及、人的发明有机地联系起来,形成一个良性循环的发展机制和体系。”
其实,在每个人的思维中都存在某种思考与做事的方式方法,只不过在一般人思维中它们经常处于朦胧的状态,从未清晰地形成明确的概念与范畴。人在认识事物时,所获取的信息都不自觉地被大脑加以分类、归纳、综合、整理以至铭记与遗忘。人的思维在不自觉地合乎客观世界的分类与组成,从而形成各种知识门类与领域。同时,人的思维在不断地趋向自然规律,并在最大限度上与其契合。但这有利于科学的思维方式与方法。科学思维就是指在思考问题时,从客观实际出发,遵循科学规范得出结论,而不是主观唯心的做出判定。
工科学生有较强的塑造形象的创新思维,思维严密、逻辑性强。课程教学的关键是用什么样的教学方法和模式去激发他们的创造思维。传统教学模式是教师做简单的示范讲解,课堂上以学生动手设计、制作为主。这也是借鉴了国外设计类学科的授课特点和方式,相对于其他专业课程,工业设计类课程已经实现从“以老师为本”改为“以学生为本”的教学方法的转变,学生在学习的过程中可以充分发挥主观能动性,达到启发式教学的目的。工科学生与艺术生从中学阶段开始,在解决问题的思维方式方面就存在差异。工科学生的一个问题往往只有一个正确的求解,思路有所区别,结果却是唯一性的。而艺术生接受的是一对多的多向式的思维训练,即一个问题不存在一个标准答案,而是存在多个完全不同的可能性,这些可能性都可能是正确的解。相对而言,文科生不容易受书本条条框框和教师思维的约束,自主创新创新性较强,但逻辑性较差;而工科学生则喜欢遵循课程的理论指导和形式法则,更倾向于有章可循的创作方式。
思维模式不同决定了他们的形态创造方式也不相同,如何启发学生的创造性思维是理工类专业课程教学中的难点。在教学中要将基本理论与课堂实践相结合,调动学生的积极性让他们去发现和发挥自己的创造性。同时要求任课老师要对数学知识有较深入的理解,才能在学生思维创新过程中,积极引导工科学生自主发现问题和解决问题,激发他们的创造能力。
以逻辑性思维为导向
逻辑性思维是在感性认识基础上,运用概念、判断、推理等形式对客观世界间接的、概括的反映,表现方法有科学抽象、比较、分类和类比、分析和综合、归纳和演绎等方法。立体构成是逻辑语言和形象思维的统一。逻辑性的思维教学就是在感性认识的基础上对设计做进一步的分析、整合,并建立形态的设计过程。这种思维模式可以引入到学生对实际课题的设计中,将各类设计因素进行理性分类,再根据课题的需要、目的做形态的整合和概括。
培养创造性思维能力
在多数综合类型高校中,艺术类和理工类专业课设置基本相同,只是在学时上有所区分。理工类高校中,学生除专业课学习外,还有大量专业基础类课程,如高等数学、电工学、力学等。由于工科生入校之前很少接受过专业的美术知识,也没接受过形态造型的训练,如何在有限的课程之内,结合工科生所开设的课程特点,因材施教,培养他们特有的形态创造能力和艺术设计思维能力,成为工科院校工业设计教学的重要课题。
创新教学方法实践
课程讲授要理性与感性融合,工科生理性思维比重大,感性思维不够活跃。在教学过程中应加强感性思维训练。将科学与艺术紧密的结合,设计出独具特色的教学模式适应理科生的学习。立体构成凭借训练、技术知识、经验及视觉感受而赋予材料、结构、形态、色彩、表面加工等新的品质,从形态要素立场出发,研究三维形体的创造规律,利用抽象材料和模拟构造,创造纯粹形态的造型活动。针对工科生进行立体构成训练,主要是为了培养学生的艺术素养,培养学生对实体形态的概括能力和敏感性,训练学生对形态造型、形式美感、空间想象及形态表现手法的理解力和应用能力,包括对形态的力度、节奏、秩序、位置、体量等的训练。
1数学与设计结合模式
工科生思维方式普遍注重逻辑思维和理性认识,思考问题的方式和思维模式比较缜密。针对理工类工业设计专业立体构成课程,选择他们熟悉的数学知识来引入设计。用数字来解释设计的方法及思路,将设计的表现感觉转换成定量式。例如,在立体构成的要素点、线、面、块知识章节中,线的拉伸表现设计手法有多种方法,可以将此形象、感性的问题引入一道函数题来帮助学生理解。函数y=xsinx进行4次微分,可以得到下面的函数图像(如图1)。分析函数图像的特点,可以得到函数的线条是一组正弦曲线,学生在学习高数课程时,对此类函数图象印象深刻,可以在函数和其属相图像之间自如转换,在设计时却鲜有同学会由此获取灵感表达创意理念。此例中函数图象,线条之间是交错存在并有强烈的节奏美感,在立体构成体系中属于线材构成的软线设计,通过这种有益尝试,可以顺理成章引出线材拉伸设计方法的知识点,进而罗列出线材构成的拉伸设计方法(如图2)。此教学方法可以提高理工类学生学习兴趣,使其思维发散到文科生难以想象的程度,从而弥补理工类学生形象思维创造力不足的缺点。根据函数图像的特点,运用不同材料又可表现出形式丰富多样的立体构成作品,如图所示的软线材料设计作品(如图3)。这种训练能使学生很好地把握空间的表现,突显出作品的形态特征和变形规律。
2平面与立体结合模式
在本课程开始授课时学生对于形态的认知态度在大脑中尚未建立,还不具备空间形态的思考能力,也没有积累造型经验。应该加入三维空间的表达训练,加强空间的练习。对各种点、线、面、体的表现。通过各种体在空间中的变化练习,学生对物体在空间的变化、构成有比较系统的训练。平面构成的设计表现是在二维空间上的形态、形式的设计,立体构成是三维空间设计表现,是将在形态与材料在数量上、组合方式上进行变化。二者在设计理论上有相同的地方,这样就可以将其结合起来进行讲授。例如在硬线材质的设计时,要求学生结合平面构成相关知识点,创作完成立体构成作业。学生对立体几何元素进行发散思维和细节改进,结合平面构成中渐变、过度以及组合方式的变化等知识点,运用不同的色彩和材质最终完成立体构成作品(如图4)。这种命题构成训练立体构成教学目的为将来的产品设计服务,产品是具有特定功能的形态组合,进行命题构成训练可以增强构成教学的针对性,在实现功能的前提下,强调对不同形态之间结构关系的训练。
结论
关键词:实验设计;能力训练
中图分类号:G633.91 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2012)36-0184-02
在我国第8次课程改革中,科学探究在生物课程教学中受到了广泛重视。实验设计能力是科学探究能力的重要环节,在高中生物教学中有意识地对学生进行实验设计能力的训练,有利于发展学生的科学探究能力,提高学生的科学素养。
一、实验设计及其流程
实验设计是指在正式进行科学实验之前,实验者根据一定的目的和要求,运用有关的科学知识原理对实验过程中的材料、手段、方法、步骤等全部方案的制定。一个完整的生物学实验设计一般包括以下七个方面:把握实验目的、明确实验原理、选择合适的实验材料、确认变量、确定实验类型、设计合理的实验装置和实验步骤、预期实验结果。
二、高中生物教学中对学生进行实验设计能力训练的过程和方法
实验设计能力不是短时间内能达到的,需要较长时间的学习。在教学中,教师应遵循学生学习的认知规律来教学,才能更快、更好地提高学生实验设计的能力。现以人教版必修一第五章中《比较过氧化氢在不同条件下的分解速率》实验为例,阐述教师对学生进行实验设计能力训练的过程。
1.把握实验目的。准确把握实验目的,明确实验要解决的问题。把握实验目的才能确定实验设计中的自变量,才能明确运用相关原理进行实验设计。本实验的目的是比较过氧化氢在不同条件下的分解速率。
2.明确实验原理。实验原理是实验设计中的灵魂,是实验方法、实验手段、实验操作过程和实验结果分析等所依据的科学理论。本实验的实验原理是:新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。经计算,质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比,每滴FeCl3溶液中的Fe3+数,大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。
3.选择合适的实验材料。实验材料的选择要符合如下要求:一是易于实现实验的目的,二是符合实验原理,三是容易获取,四是便于观察,五是利于操作。本实验选取猪肝作为实验材料,是根据实验目的和实验原理,同时考虑了猪肝在当地容易获得,又比较便宜。
4.确认变量。变量,是指实验过程中可以变化的因素或条件。根据其在实验中的作用,通常可分为两类:一类是自变量与因变量,另一类是无关变量与额外变量。实验的关键在于严格地操纵自变量以获取因变量,同时要严格地均衡无关变量以减少额外变量。本实验中变量的确认主要包括自变量、无关变量和因变量三个方面,具体阐述如下:自变量是反应条件(即本实验研究的对象),操纵方法是2号试管水浴加热(即高温),3号试管加入质量分数为3.5%的FeCl3溶液(即无机催化剂),4号试管加入过氧化氢酶(即生物催化剂)。本实验探究的是在这三种条件下,过氧化氢分解速率的问题。所以因变量是过氧化氢的分解速率,通过观察试管中气泡产生量的多少及卫生香燃烧的情况来检测,无关变量是过氧化氢的量及浓度等,控制方法是每组实验都保持一样。
5.确定实验类型。实验方法有多种多样,如按实验在科学认识中的作用可分为析因实验、对照实验、模拟实验等,其中对照实验是高中生物实验的常见类型。处理一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置对照组和实验组,从理论上说,由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的,被平衡了的,故实验组与对照组两者之差异,则可认定为是来自自变量的效果。因此,对照的目的在于进一步消除无关变量对实验结果的影响,以增加实验结果的可信度。按对照的内容和形式上的不同,对照实验分为空白对照、自身对照、条件对照和相互对照。本实验中1号试管属于就是空白对照组,因此本实验属于空白对照。
6.设计合理的实验装置和实验步骤。设计具体的实验装置和实验步骤时,要注重引导学生依据实验设计的原则来设计。实验设计的原则有平衡控制原则、对照性原则、随机性原则、重复性原则等,每一个原则的制定都有其科学理论的依据,都是在严密的科学思维的指导下制定的。因此,实验设计的原则为实验过程和实验结果的准确性提供了可靠保证,是实验设计必须遵循的理论准绳,同时也是评价实验设计正确与否的基本准则。根据本实验的目的、原理及实验设计的原则确定实验装置和实验步骤(略)。
7.预期实验结果。所谓预期,就是在实验设计方案确定之后,在实验正式实施之前,根据假设和原理,对实验可能出现的结果的判断。如果预期在实验结果中出现,则假设成立;否则假设被否定或可能是实验设计中或操作过程中出现了一些失误,这就需要寻找原因,修改设计方案,或重新进行实验操作。根据实验目的及原理,预期本实验的结果是:4号试管产生的气泡最多,卫生香燃烧最猛烈,3号试管次之,第三是2号试管,而1号试管几乎不产生气泡。
三、教师对学生进行实验设计能力训练的要点
1.研究经典实验寻找实验设计思想。生命科学史中的经典实验蕴涵着丰富的生物学知识,科学思维方法以及艰难的科学探究历程。经典实验在高中生物教材中列举了很多,如酶的发现、遗传定律的发现等。教师在教学过程中注意引导学生挖掘其中隐含的科学思维,领会科学研究的一般方法,并从这些经典实验中学习设计实验的方法。
2.注重学生思维能力的训练。在生物教学中,教师应注重学生思维能力的训练,激发学生的思维积极性,训练学生的思维操作技能(即分析、综合、比较、抽象和概括等),培养学生的思维逻辑性,从而提高学生科学的思维能力,为其实验设计的实作训练奠定基础。
语文素质的提高是语文学科素质教育的中心目标。因此,在语文教学中必须扎扎实实地增强学生的听、说、读、写能力,把语文课真正上成语言文字训练课。本文试从两个方面对阅读教学中语文素质的培养谈些粗浅的认识。
一、明确训练目标
美国教育心理学家布鲁姆反复强调:“有效的教学始于希望达到的目标是什么。”实践证明,教学目标是教学的起点和归属。所以我们进行素质教育时,更要以制订明确的、恰当的、切实可行的教学目标为首要条件。阅读教学的目标主要是培养学生正确理解语言文字的阅读能力,进行语言文字训练、思维训练和渗透思想教育。
《小学语文新课标》明确地告诉我们,阅读教学中的语言文字训练的目标包括两个方面:一是通过语言文字理解内容,懂得课文“写了什么”“为什么写”,这是阅读教学的起点;二是在理解内容的基础上,再认识作者运用语言文字表达情意的规律和方法,懂得课文是“怎样写的”“为什么这样写”,这是阅读教学的终点。因此,要统观全篇,以确定训练目标,要按照新课标对年级的要求,按作者的编写意图、本册教材的内容和课后作业提示与学生实际确定训练目标。训练目标的确立要准确、科学、鲜明、突出;确定训练目标时要注意连续性和阶段性,按新课标要求,系统把握好每项训练的“点”和训练的“度”,使训练要求到位。如《美丽的小兴安岭》确定四项训练目标:①读的训练,通过范读和自读,从整体上感知课文内容和篇章结构特点。②段的训练,重点讲解第2段,结合课后第2题理解作者如何按四季的顺序分别描述小兴安岭的美丽景色,并根据段的特点进行分层的训练指导。③句子的训练,结合收尾两个自然段中的比喻句和课后第3题进行指导,学习作者比喻手法的运用及用准确的词句生动形象地描写事物的方法。
二、注重训练方法
语文教学目标必须通过训练来实现,每节阅读课都应以文字为主线贯穿始终。语言文字训练的内容,从广义上来讲就是“字、词、句、段,听、说、读、写”。听、读训练旨在提升学生理解语言的能力,主要解决“怎么听、怎么读”的问题,老师要在听读训练中有意识地指导学生吸收说、写训练所需的营养。说、写训练旨在提升学生运用语言文字的能力,主要解决“怎么说、怎么写”的问题,要在说、写训练中指导学生恰当运用听、读训练中所获取的材料和方法,把握听、说、读、写之间的内在联系,从整体上设计训练方法,使之有机结合,互相渗透。
1.训练方法要讲求科学性
训练方法、程序要符合小学生认识事物、学习语言的规律,要从感性到理性、从具体到抽象、从理解到运用,由浅入深,由易到难,循序渐进。因此,教学过程中要精心设计训练步骤。如在单元教学中,讲读课文是示范篇,担负着“揭示规律”的任务;读写例话是桥梁和纽带,担负着指导读和写的任务。只有在讲读课文的教学中抓好重点训练项目,总结出方法规律,在二、三类课文的教学中才可能将以上知识巩固运用。为了更好地帮助学生掌握学习规律、学习方法,在教学中应将读与写有机结合,在教学方法上采取顺序组织教学的方法。实践证明,这种变序教学法比常规的顺序组织教学法对培养学生的语文素质的效果要好得多。
形象思维是指客观世界的形象信息经由感觉器官被大脑接受后,对产生的感觉、知觉和表象进行联想、类比等思维加工而获取知识的一种思维方式。形象思维的主要特点是直观性和具体性。由于理科知识大多较为抽象,这给中职学生的学习带来了一定的思维障碍,往往使中职学生产生理科难学的感觉。因此,中职物理教学应当努力提高学生的形象思维。在具体课堂教学中,可运用类比、想象等方法,采取插图、模型等手段来帮助学生提高形象思维能力。不仅如此,中职物理教师应当本着深人浅出、具体形象的教学原则,用形象生动的语言将教材中抽象、枯燥且难以理解的概念、公式和规律表述出来,为学生营造一个充满想象力和趣味性的物理学习情境,使学生的学习兴趣和学习主动性得到最大的激发,从而达到提高中职物理课程教学效果和教学质量的目的。
一、通过探索物理规律提高学生的概括思维能力
中职学校物理教师要在指导学生系统学习物理规律的基础之上,帮助学生对物理规律获取充足的感性认识。同时,教师要引导学生就日常生活中的一些典型物理事例进行分析,从而激发学生对物理知识的学习兴趣,帮助学生积累掌握物理规律所需的感性材料,为学习物理规律打下良好的基础。中职物理教师要培养学生探索物理规律的科学思维,就必须首先引导学生对已知的感性材料进行科学的思维加工,帮助学生发现并掌握物理规律所蕴含的各种现象与本质之间的联系,从而使学生能够独立地从所研究对象的表象中探究到本质,并从中熟练地提炼概括出其物理规律。这可以有效提高学生的思维能力。一般的思维方法有实验归纳法、理论分析法和类比推理法三种。
其中,实验归纳法指通过对实验结果直接进行分析、归纳和概括,从而总结出物理规律的思维方法;理论分析法指通过已知物理概念和规律推理出新物理规律的思维方法;类比推理法指通过研究两种对象的某些相似属性,推导出其在其它方面的相似属性。类比推理法可加深学生对物理规律的理解能力,培养学生的思维能力。中职物理教师要帮助学生理解并掌握物理规律的真实含义、适用条件和应用范围。在具体实施物理教学的过程中,教师不论用文字形式还是用数学形式表达教学内容,都应以帮助学生明确物理规律的建立过程为目的。教师不能单从数学角度指导学生理解物理规律,这样很可能会导致错误结论的产生,也会让理科基础较差的中职学生更加感到物理知识难学难懂。教师应当指导学生正确运用物理规律对实际问题进行研究,以找到解决问题的最佳办法,避免因乱套物理规律而出现结论错误的现象。教师应当引导学生理解并掌握各物理规律间的相互关系,以及构建物理规律的系统知识结构,从而帮助学生从宏观层面把握物理规律,使学生获得运用物理规律解决实际生活问题的能力。
二、通过思维训练增强学生的思维敏捷度
中职物理教师在开展物理规律教学之前,可以有针对性地选取一些与即将学习的物理规律具有关联性和指导性的问题,让学生根据自己的知识储备,尽可能地思索问题的答案,并引导学生带着对问题的思索进行物理规律的学习。这样可以加深学生对物理规律的理解程度,提高学生的思维品质。同时,中职物理教师还应当注重对学生逆向思维、求异思维和发散性思维的训练。训练学生的逆向思维,可以采取从反方向求证的方法进行。在物理学科中,有相当多的问题可以运用逆向思维从反方向推导出结论。比如,教师在讲解光现象及其应用时,就可根据光路可逆性,从反方向切入推导问题答案。对物理规律进行反向探究的过程可以有效培养学生的逆向思维能力、联想力和想象力;训练学生的求异思维,可以通过一题多解的教学方式进行。教师在教学过程中,要根据教学任务与教学内容巧妙设疑,以培养学生的求异思维。具体来说,可采取一题多问、一题多变、一题多解的训练方式,让学生在不同的思路和知识应用范围中切换,使学生的思维能力不断得到提高和拓展;训练学生的发散性思维,可以通过灵活变通的教学方法来实现。在具体教学过程中,教师要依据自身的知识储备和经验积累,引导学生沿不同方向对同一材料进行探索与思考,并训练学生运用多思路、多维度、多模式的发散性思维来寻求不同的答案。对学生逆向思维、求异思维和发散性思维的训练不仅是增强学生思维敏捷度的关键,而且是培养学生创造性思维的基础,是提高学生综合素质的重要途径。
三、通过实验实践培养学生的感性思维能力
物理实验教学是训练学生感性思维能力的最有效途径。通过实验室操作和观察实践可以极大提高学生的创新思维能力。在开展教学实验过程中,教师应当引导学生对物理现象进行细致观察,并运用所学习到的知识进行联想式的深入思索与探究。教师应努力为学生创造有利条件,使其能够将思维转化为行动,并促进感性思维向创新思维的转变。学生对各种自然现象及其相关科学知识往往都存有好奇心。中职物理教师应充分保护并调动学生的好奇心,和学生共同进行物理实验,指导其认真观察实验现象并针对实验结果开展深入细致的思考。学生在教师的启发下,可以自行开展探索性实验,将所学物理知识应用到对实际问题的解决中来,从而进一步促进教学质量的提升。
关键词:化学实验 思维训练 策略
1问题的提出
前苏联教育家苏霍姆林斯基说“真正的学校应当是一个积极思考的王国”。可见加强思维训练,培养学生的思维能力,是教育工作的一项重要任务。我认为,在化学教学中这一点尤为重要。化学是一门以实验为基础的科学。实验教学可以激发学生学习化学的兴趣,帮助学生形成化学概念、获得化学知识和实验技能、培养观察和实验能力,还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法。因此,在化学实验教学中加强思维训练是十分必要的。可以肯定地说,加强思维训练是提高化学教学质量重要一环。
然而,长期以来,在我们的化学实验教学中,虽然或多或少存在一些思维训练,不少教师也有培养学生思维能力的愿望,但是缺乏科学的训练计划,忽略学生的心理和思维特点,导致思维能力培养的盲目性和无序性,因此学生的思维能力没有得到有效合理的训练,在实验过程中思想幼稚,思维迟钝,思路狭窄,思考问题不严谨,缺乏创造性的现象表现得相当普遍。因此,在化学实验教学中有目的地加强学生思维训练,培养学生的思维能力,提高学生思维的质量,使学生的思维具有良好的品质。具体地说,就是培养学生思维的敏捷性、发散性、创造性和深刻性,使他们的思维发达起来。
2化学实验教学中思维训练的策略
教师要有意识的、不失时机的、从不同方面、采取多种有效措施去培养学生的各种思维品质。
2.1利用求同训练,培养学生思维的敏捷性
使学生的思维具有敏捷性,就是使学生思考问题的速度快,在转瞬之间能够把应该想到的内容思考完毕,这是一个方面,另一个方面,就是思考问题要做到合情合理。这两个方面是并存的。思考问题速度很快,但不合情理,这样的“快”,其实是浪费时间。因为它没有实际意义;思考问题合乎情理,但缓慢异常,显然,这是思维质量不高的表现。所以,这两个方面全都做到,才可称之为思维敏捷。
在教学中要利用课本实验提供的多种信息,引导学生找出规律,成为解决某一类问题的有效思考模式。遇到问题时,只要学生对问题经过仔细分析、类比就能迅速找出解决问题的方法。例如,对不同的实验通过对实验原理、反应条件、反应物的状态、生成物的密度、水溶性等的对比,找出它们的相似之处,从而对实验装置进行选择。
不易或难溶于水的气体如O2、H2均可用排水法收集,而密度比空气大的气体如CO2、O2均可用向上排空气法收集。这些实验方法的选择都是找到了它们的相似之处,利用规律解决了问题。
显然,这种思维的准备性能够使学生快速而有效地找到解决问题的途径,对学生思维的敏捷性进行了训练。
2.2利用变式实验,培养学生思维的发散性
发散性思维,又称扩散性思维、辐射性思维、求异思维。发散性思维的特点是从不同的方向、途径和角度去设想,探求多种答案,最终使问题获得圆满解决。在教学过程中,要淡化标准答案,鼓励一题多解。应倡导让学生提出与教材、老师不同的见解,鼓励学生敢于和同学、和老师争辩,在思维时尽可能多地给自己提一些“假如……”“假定……”“否则……”之类的问题,才能强迫自己换另一个角度去思考,想自己或别人未想过的问题。
在实验教学中培养学生的发散性思维,就是要在充分认识实验的本质、规律之后,采用尽可能多的方法达到相同的目的。
例如,实验室制取CO2时,若要求能控制反应的随时发生与停止,会用到如右图所示的装置。原理是如右图加入药品后,打开弹簧夹,则反应开始,关闭弹簧夹,则试管内气压增大,试管内的液体顺着长颈漏斗回流,固体药品和液体药品分离,反应就停止了。学生抓住该装置的工作原理之后,就可以在此基础上进行变式练习,带有孔塑料板的试管还可用干燥管和烧杯组合、U形管、底部有小孔的试管和烧杯组合代替等。
2.3利用探究式训练,培养学生思维的创造性
以研究智力结构和创造性思维而闻名的美国心理学家吉尔福特(P.Guiford)认为创造性思维具有三个特点:流畅性、独创性和灵活性。创造性思维还要对新颖独特的观念具有高度的敏感性,具有及时把握它们的能力。在进行实验教学时,可从以下几个方面逐步培养学生的创造性思维:
第一,实验原理的选择。传统的实验教学一般以讲授为主,很少让学生探讨为什么要选择这个反应原理,为什么要选择这些试剂。例如,在学习实验室制取CO2时,教师往往直接告诉学生用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取。但是学生心里会存在疑惑,因为在前面的学习中,学生已经知道有好多种可以生成CO2的反应,如人和动植物的呼吸、木炭的燃烧、木炭还原氧化铜、高温煅烧碳酸钙、碳酸钠和盐酸反应等,为什么不能用以上这些反应制取CO2呢?为了增强实验的探究性,教师可以引导学生依据上面的反应设计对比实验进行研究,引导学生从可行性、简易性、安全性、环保性、反应速率、产物是否纯净等方面分析为什么不用上述的反应制取CO2,而是用大理石或石灰石和稀盐酸制取CO2的原因。在这个过程中,学生的思维经历了发散与聚合,使学生的创造性思维得到训练。
第二,改进实验装置。初中化学课本中的很多实验都可以进行改进。改进的原则是要有科学性、安全性、简易性、可行性。例如,人教版义务教育课程标准实验教科书《化学》上册分别介绍了实验室制取二氧化碳和氢气的发生装置,教师就可以引导学生分析这两套装置的不足之处。制取氢气的发生装置不足之处在于不能随时添加液体药品。制取二氧化碳的发生装置虽然避免了上述的不足,但是,由于初次加入的液体药品要浸没长颈漏斗的下端,否则产生的气体会从长颈漏斗逸出。因此初次加入液体的量可能会过多,有可能造成药品浪费,因此可将气体发生装置改为微型装置、或利用分液漏斗滴加液体。
第三,一装置多用。右图是一个多功能瓶。该多功能瓶的作用是:①用排空气法收集气体;②用排水法收集气体;③洗气;④给病人输氧时的湿化瓶;⑤在a端连接一个量筒可以用来测量气体的体积。
第四,课外小组实验。无论是课堂演示实验还是学生分组实验,在时间上和内容上都受到很大限制。因此,组织学生进行课外小组实验,更能锻炼学生思维的创造性。实验的课题可以由老师提供,也可以探究学生自己感兴趣的课题。例如,学生可以分组探究鸡蛋壳的成分、制作叶脉书签、探究所在地区雨水的酸碱性等。当问题解决时,学生会感到非常有成就感,也就有了继续探索的动力,促使学生不断创新,在这个过程中,学生思维的创造性会得到大大的提高。
2.4培养学生思维的深刻性
深刻的思维是指通过事物的表面现象认识事物的本质及事物间的本质联系。只有这样去认识事物,才可以说是真正的认识了该事物。培养学生思维的深刻性,其关键是教师采取措施,使学生的思维由表及里,步步深入。这就要求教师所设计的教学措施,应具有使思维向深层发展的导向性。在实验教学中,教师要善于引导学生对复杂的化学信息进行“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的思维过程,抓住事物的本质及内在联系,认识事物的规律性,是培养学生思维深刻性的一个有效途径。
例如,某混合溶液可能含Na2SO4、Na2CO3、NaOH中一种或几种溶质,为验证其组成进行如下实验:
(1)混合溶液的溶质中一定含有___________________。
(2)无色气体的化学式____________,产生该气体的化学方程式为___________________________。
(3)按该加入试剂的顺序,不能验证的物质是________________,原因是__________________。改变上述三步中所用三种试剂的滴加顺序,可以验证是否有这种物质,则这三种试剂的滴加顺序依次为___________(填写序号),加入过量盐酸时一定能观察到的实验现象为________________________。
本题的综合性较强,要考虑试剂的选择对后续离子检验造成的干扰,又要注意试剂使用的量可能产生的干扰,所以在设计时语言运用要准确到位,不能模糊不清。教师可引导学生作如下一步步深入思考:
①Na2SO4、Na2CO3、NaOH在混合溶液中解离出的离子有何异同?
②检验这三种物质可从鉴别什么离子入手?
③在第一步中加入过量的稀盐酸溶液,溶液中可能发生哪几个反应?
④在第二步中加入过量的Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生,能否证明溶液一定含有Na2SO4吗?
⑤联系问题③,最后滴入酚酞溶液,溶液不变色,能否证明溶液中一定不含NaOH吗?
⑥针对第一步中过量的稀盐酸溶液会干扰NaOH的鉴定,你能通过改变滴加试剂的顺序,找到解决的方案吗?
通过由浅入深的问题设计,既可以帮助学生全面准确地掌握知识,又能引导学生深刻思考问题,从而训练了学生思维的深刻性。
3结语
中学化学实验教学思维训练对学生的实验能力、思维能力和思维心理品质水平的提高有显著的效果,思维训练是发展学生智能的突破点。中学生化学实验教学思维训练能够使学生掌握一整套科学的思维方法和学习规律,使学生的思维和学习纳入科学化的轨道。中学生化学实验教学思维训练,能够大幅度地提高化学学科以及其它学科的教学成绩,是当前减轻中学生过重课业负担的好途径。中学生化学实验教学思维训练的成功能为其它学科的思维训练提供经验,而各学科思维训练的广泛开展,对中学生掌握科学的思维形式和思维方法,形成良好的思维心理品质,提高自身的思维能力,提高自身的文化素质,无疑是一种极好形式,这又能促进学生的化学能力的进一步提高。
参考文献:
[1][苏]瓦・阿・苏霍姆林斯基.给教师的建议.教育科学出版社,1999.
我国教育思想的源头可以追溯到《易经》中的蒙卦,“蒙”有启蒙,蒙昧之意。后来的教育学者从蒙卦又引申出教育教学理念,其中“匪我求童蒙,童蒙求我”“山下出泉,蒙”“然非吝也,蓄极求通,一言顿解”这三点教育理念亦可以结合到小学科学思维训练的方法中。下面笔者结合教学实践,从三方面谈谈自己是如何在小学科学课堂教学中 促进学生科学思维的发展。
一、“匪我求童蒙,童蒙求我”――巧妙导入激发求知欲,促进科学思维的发展
“匪我求童蒙,童蒙求我”强调学生在心理上必须有强烈的求知欲,思想上有很强的积极性和主动性,行为上表现出强烈的探究和高度的参与,然后再实施有针对性的教学,成效会更加明显。因此,应巧妙地、有效地导入,以激发学生的求知欲,使他们更主动、积极地思考。在这样的前提下,才能培养学生的科学思维,促进学生科学思维的发展。
以苏教版五年级下册《国旗怎样升上去》的两个同课异构课为例。
课例一:
教师播放升旗视频。12个小组桌上各有一个模拟升旗装置,每个学生模拟升旗,并且要求学生仔细观察装置顶端的滑轮。体验结束,教师请学生描述滑轮的样子,然后告诉学生,这个轮子就是滑轮,是本课要研究的简单机械。
课例中,教师虽用心准备了模拟升旗的装置,学生也都体验了一次升旗,却没有给足学生思考的空间,过早植入滑轮的概念,过后只是形式上的“假探究”,没有思考,科学思维就不能得到训练,更难以激发学生的求知欲。
课例二:
教师通过问答,帮助学生回忆每星期一升旗的场景,并问学生:“为什么人在下面拉绳子,绳子就能升上去呢?”学生给出了各种答案:
生:可能是上面有个东西,可以让绳子转起来。
生:上面应该有个装置之类的东西,绳子可以挂在这个装置上,装置上可能也有个槽。这个装置应该可以转动,绳子拉,轮子也转动,这样绳子就可以升上去,国旗也就上去了。
生:上面可能有个挂钩吧,绳子挂在挂钩上,拉绳子,绳子就动起来了。
生:这个装置可能是个轮子,轮子上可能有凹槽,可以把绳子放在轮子上。
教师并没有对学生的想法做出评价,而是请这几位学生把想法画到黑板上。
相比课例一,课例二简单直接的提问,使学生对这个“神秘”的装置充满好奇,这个让学生跳一跳就能够得着的难度,充分调动了学生的求知欲。教师接着让学生比较自己想象中的滑轮和真实滑轮之间的不同,更激发了学生强烈的想要研究滑轮的欲望。学生在思考的过程中,也潜移默化地进行了科学思维训练。
二、“山下出泉,蒙”――题给足思维空间,是训练科学思维的保障
“山下出泉,蒙”意指学生思维的闸门打开时,想法如泉涌,四散游走,最终汇入知识的大海,到达彼岸。在此之前,“流水”常要走弯路,这时,教师就要以问题启蒙学生,引“流”入海,促使其形成理性的科学思维,方能“水”到渠成。然而,要想实现这个目标,首先要打开源头,给学生足够的思维空间和时间,使“泉水”能够充分涌出。
以笔者两次执教苏教版五年级上册《肺和呼吸》不同的教学设计为例,分析如何让思维的“泉水”充分涌出。
初次设计:
首先,教师带领学生唱长音,导入课题。然后,教师提问学生呼吸需要用到身体的哪些器官,学生边答,教师边在黑板上贴出器官图片,没有用到的器官图片就简单否定掉。接着,教师让学生用器官图按照气体进入呼吸器官的顺序,拼出呼吸系统图。12组基本相同的拼图很快完成,教师肯定学生后,就接着进行各个器官作用的教学。
用呼吸器官拼图,虽然是教师用心准备的,但学生已经看到呼吸器官的样子,失去猜测、思考器官的结构和作用的机会。这就好比堵住学生思维的泉眼,泉水无法涌出,教师也就无“水”可引,就会限制学生科学思维的发展。
二次设计:
首先,闻花香,引导学生感受花香进入身体的哪些器官。接着,请学生观察看得见的体外的呼吸器官,并想象看不见的体内的呼吸器官。然后,再给每个小组一张白纸和一盒水彩笔,要求学生用10分钟的时间,以香气进入人体的顺序,讨论画出香气经过的器官,并将画出的呼吸系统图贴在黑板上,供全班一起比较、分析、讨论。最后,请学生分析自画的器官结构与实际器官结构的异同,分析结构和功能之间的联系,得出结论。
在第二次设计中,教师给学生的白纸和彩笔是打开思维源头的钥匙,学生的想法充分体现在纸上。像这样,给足了学生充分的科学思维空间,教师再指明方向,通过启发、分析、比较、讨论等科学思维方法的使用,达到训练科学思维的目的,并且“水”到渠成,使学生亲历了科学知识产生的过程,思维得到了真正的锤炼。
三、“然非吝也,蓄极求通,一言顿解”――引导学生设计实验,是提升科学思维的方式
“然非吝也,蓄极求通,一言顿解”意指在教学中,教师并不是吝啬教授知识,而是通过启发学生思考,使学生在思考中获得知识,同时又能加以运用到实践中,是提升科学思维、收获终身学习能力的方式。
1. 引导学生自主设计实验,提升科学思维。
以苏教版五年级下册《斜坡的启示》为例,要验证斜坡是否省力需要进行实验。教师不出示实验方法,而是以问题引导学生自己设计实验。比如,“你想怎么证明斜坡省力?”“你需要用什么工具帮助实验?”“你认为用什么材料模拟重物合适?”根据不同学情,提出问题引导学生讨论出实验方案。
学生在教师引导下自主完成实验设计,是教师重视学生思维过程的体现。而教师直接出示实验方案,然后学生做实验,就只是为了得出实验结论,学生甚至不明白为什么要这样做实验,学生科学思维训练效果较低。
2. 关注学生回答,师生科学思维共同发展。
课堂上,教师尽可能关注学生的想法,学生好的想法也能启发教师,产生更好的教学设计。
如,一教师执教苏教版五年级下册《拧螺丝刀的学问》时,在引导学生设计实验证明螺丝刀省力的过程中,遇到瓶颈。此时,有学生说:“让两人各抓住螺丝刀的一头,朝不同的方向用力,看谁赢就可以啦。”执教者大赞好办法,便请了两个学生上台实验。实验中又发现螺丝刀太小,不利于抓握,于是该教师课后特地做了一个放大版的螺丝刀模型,回到课堂重新实验。
在这个案例里,反而是学生的“一言”促使教师顿悟,获得解决的方法。教师细心捕捉学生的想法,不轻易否定,就有可能获得学生的启发,教学便成了一种双赢的局面,促使师生的科学思维共同发展。