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一、科學研究的兩個關鍵因素
1、科研思維:我老板一直跟研究生說“一定要做scientist,而不能做technician”,然而這一點往往在研究生教育階段最容易被忽視。一般都是老板提出新idea,然后分工,每個研究生可能僅做其中某個環節或者是按照到導師的思路逐步去做,再加上研究生本身在實驗操作上可能一開始就要花大量的時間去適用新環境和永遠做不完的事情,可想而知,最終僅僅培養出一位“優秀技術員”,這在碩士研究生階段尤為突出。但是,科研思維就像人體中的包含大腦的軀干,更加像是大海航行中的指南針,離開了他,最終科學研究將會停滯不前。
2、實驗技術:有很好的idea,沒有很好的實驗條件和技能強的技術人員,科研思維也會變成“空想”。也許我們均沒有國外實驗室那樣高頂尖的實驗儀器,有的實驗室還可能沒有專門技能的技術人員,全靠研究生一屆一屆地帶著的干,時常會出現技術脫節。但是我們可以不斷創造條件進行實驗;若實在實驗條件不夠的話,我們還可以搞合作;當然,我們也可以充分利用當前的條件,通過科學思維來達到最終的實驗目的,即發高影響因子的文章。
二、如何在研究生階段學得更多
1、多付出。“不付出,你就很難獲得更多”。在我接觸的研究生同學中,許多學生“以自我為中心的弊病”十分突出,不知是當前獨生子女帶來的、還是深受家庭學校社會教育的不足所引起的。實踐中這些人表現為“先收獲再付出,甚至尋求不付出而有所收獲的捷徑”。然而,另一些人在表現“先付出再收獲,甚至不求收獲的付出”,與人相處融洽,雖然每天處于繁忙中,但最終的收獲是很大的,甚至終生受益。——學會了許多實驗技能。“在幫助別人實驗的同時也為自己后面實驗奠定了良好的基礎”
2、多交流。“不交流,你就很難飛得更高”。研究生階段中,許多研究生懼怕自己的導師,不敢主動與老板進行交流,這將會導致這部分研究生最終可能連自己實驗的目的和意義可能都不知道,這會在研究生論文答辯中時常發生。如果在不與身邊的同學交流,仍然保持本科生的自學精神狀態,那將會導致許多實驗挫折的重蹈,更不要學他人的其他優點了,永遠站在理論、書本的層面上,沒能充分結合實踐,最終是難以超過他人、難以成功的。——掌握了科研思維和許多實驗原理。
3、多謙虛。“不謙虛,你就很難交到朋友”。在日常交往中,我深深體會到“謙虛使人進步,驕傲使人落后”,為什么?對方謙虛,我可能會毫不吝嗇地把自己所知道的知識道出來與他進行分享和交流,他也可能從中學到他還沒掌握或沒理解的問題;但相反,我可能就不會說的太多,而且他也不會讓你說的多,否則他就不叫“驕傲”。一次,我的一位師兄的論文答辯PPT,老板要他給我看看,幫忙修改一下,我是十分認真地通讀了幾遍,提出了我認為十個非常中肯的建議,沒想到他找了十個相應的理由把我的建議一一否決(因為我自己還沒答辯,也可以理解。但我參加過國家級PPT大賽和給大學生多媒體上課),我只好忍痛點頭說他說的有道理。后來,論文答辯的當天,導師把他PPT看了一下,提了許多和我一致的意見,唉!——做人也是一門學問,許多人這方面很欠缺。
4、自我加壓。“不加壓,你就很難取得成功”。這樣的事例我見得太多了,從書本上的“傷仲永”到我親眼所見的小學生、初中生、高中生和大學生等等,無論在人生哪一階段,只要你松懈下來,你的同學、同事,甚至后來人都會把你丟得很遠。這些例子告誡我們只有不斷地自我加壓,全面提高自我的綜合素質,才能取得最終的成功。同樣,研究生不是終點,而是我們進行科學探索的起始,所以我們更要加快步伐去學習、探索未知。——壓力變動力,動力變能力,能力變效力。
三、科研實踐中技巧匯總——詳見下文
1、如何為申報基金奠定基礎?
1)科學研究離不開各種基金資助??蒲泄ぷ髡呖赡軙洑v校/院/所基金、省/市教育廳基金、省/市自然科學基金、國家自然科學基金、國家重大支撐計劃、國家863和973、國際合作項目等等申報,這些基金/項目的成功申報可能都需要擁有良好的基礎。
2)在學生時代,我們只要把學習成績弄好了,只要發表幾篇論文足以畢業了,“我行我素”不一定會影響到你什么,更加感受不到周圍的巨大壓力;但進入社會后,如果你仍然以自我為中心地埋頭苦干,可能很難快速地實現你的終極目標。人在不能改變環境的前提下,只能不斷地學會適應環境;對人的成功來說,情商和智商都十分重要,需要雙重發展。
3)結合以上幾點,打好基礎的方法:一方面在努力提高自己的能力的同時,也要增加與你本專業同仁的交流,如通過你以前的老板、同學或現在的同事、領導等等,通過交流,你可以從他們那里學到新的知識,甚至是前沿領域,同時也可讓人家留下你的好印象(人是有情感的高級動物,同等情況下,可能會優先資助你)。當然,選擇考博或出外進修可能更加方便與牛人的交流,可以考慮。
2、如何順利開展長期實驗(慢性毒性實驗)?
1)長期實驗的特點是:實驗周期長、投入的人力/物力/財力較大。一旦實驗成功,受益很大,發表文章也頗受歡迎;當然,也有很大的風險,有許多不確定因素的影響。
2)為何開展長期實驗?首先,許多慢性疾病的病因研究離不開長期實驗的開展,如腫瘤、高血壓、成年疾病胎生起源學說驗證等。其次,許多新化學品的慢性毒性評價需要開展長期實驗,如一般毒性中的慢性毒性和致癌作用評價等。最后,急性毒性實驗僅僅代表某一化學物的急性毒性,不能代表該化學品的其它毒性。
3)要順利開展長期實驗,必須做到:首先,研究設計全面,包括研究目的確立、研究對象的選擇、實驗過程的質控、實驗指標的確立、實驗中可能遇到的重大難題等。其次,做到各方面充分準備。課題負責人和成員要多請教相關熟悉專家和老師,讓他們傳授經驗和教訓,同時人員的崗前培訓和合理安排、動物和試劑的預先訂購、實驗過程的盲法進行、定期對前面實驗的總結和下一步實驗的計劃等也要準備。最后,慢性實驗中收集的生物材料十分珍貴,在進行分子生物學實驗或其它生化實驗之前,若方法不成熟,可以用急性染毒處理收集的材料先進行實驗,當方法成熟之后,再對珍貴的慢性實驗材料進行檢測分析。另外,一定要密切觀察實驗中研究對象的反應,盡量避免實驗中不良因素的影響,靈活應對實驗中的不良意外發生。
3、如何為課題組開辟新方向?
1)盡管我年資不大,但是我研究生階段經歷了三次研究方向的改變:肝臟毒性研究——生殖與發育毒性研究——神經發育毒性研究。前兩個方向分別均發表了2篇SCI論文和好幾篇中文論著,每一次的更換方向,我都從中學到了許多科學研究相關的精華。所以,我還是有許多經歷與大家進行分享。
2)研究生為導師開辟新方向的難點所在:導師本人可能也對這個新方向不熟悉、研究生本身對科學研究把握能力有限、研究生實驗時間較短(一般1-3年)、許多新的實驗平臺需要建立、對本方向的研究動態尚需要時間來不斷學習等等。
3)研究生想為課題組順利開辟新方向,必須做到:首先,大量閱讀與新方向相關的中外文文獻,以便了解該領域的研究動態和急需解決的難題,這一點十分重要。其次,逐步建立新的實驗平臺,由易到難、由宏觀到微觀,甚至可以先重復別人的研究,以驗證你所建立的方法的正確性。最后,研究設計前和實驗期間要多與該領域的專家、老師、同學請教,同時經常與導師探討該課題的研究進展和下一步的研究計劃?;蛟S過來人的一句話會讓你豁然開朗,少走許多彎路。另外,開辟新方向的研究生最好先發表1-幾篇論文墊底,以防影響順利畢業。因為開辟新方向是有風險的,倒不是一定失敗,而是因為時間的原因,很難說一定在短時間能。
4、如何培養創新思維?
1)實例:本人幾年前剛進入研究生學習階段時,對科學研究和科學實驗一竅不通,完全從0開始,更不要談有創新思想。但是付出、交流、努力、再學習的全過程,讓我初步認識到科學研究的真諦。例如,幾年前我給大學生上課,只能是理論加理論,學生很乏味,但我盡力了,學生也可諒解?,F在給學生上課,我經常結合科研實踐,大談專業前沿知識,能全程把握課堂的學習氣氛。當然,更主要我也發表幾篇SCI論文、獲得過國家級獎勵,讓我很自信,也鞭策了我不斷地努力學習、再學習。
2)我從過去對本專業知識的理解不足到現在基本掌握了本專業的前沿領域和熱點研究內容,如成年疾病的胎生起源學說的進一步驗證、納米毒理學、組學研究、毒物的興奮效應、環境內分泌干擾化學物對生殖發育的影響、表觀遺傳學的研究等等??偨Y幾點如下:自我上進的心、多與自己導師和其他有影響的老師交流學習、多參加國內/國際大會進行交流、大量閱讀本專業和跨專業的外文文獻、定期閱讀高影響因子的文獻(如nature、science、cell、Plos等,他們中許多文章可能是未來幾年的研究內容的導向)等。
3)宏觀上,一味重視研究基礎,那無科研基礎、但有創新性和可行性的課題研究者永無出頭之日。我曾看到一普通學校的老師的早期標書及其后來標書的申請過程,第一份標書他一點基礎沒有,但標書很好,評審專家給了他小額資助,正因為這一資助,后來他連續獲得兩項面上項目的資助,現已經發表幾十篇SCI論文。若開始扼殺了他的第一份標書,我想他后來很難建立很好的科研基礎。我認為每個人的研究基礎都是從0開始的,而不是像海歸或大老板那樣有基礎。國人為什么一直拿不到諾貝爾醫學獎?我想這可能是主要原因,太看重以前的工作基礎,扼殺了許多人的創新思維。
5、如何提高實驗技能?
1)勤動手。這一點剛從本科階段過渡到研究生階段的學生可能不好適應,因為本科生實驗多是老師準備好,學生只要做一下就行了。而研究生階段從實驗準備、實驗過程、實驗結束整理收拾等均需要自己動手。研究生階段有許多方法值得學習,如生化實驗、分子生物學方法、常規的試劑配制、動物的選擇和染毒處理、生物材料的收集等,這些都離不開不斷地動手鍛煉。
2)多思考。光會動手,不會用腦的研究生永遠是一名技術員。而且實踐離不開許多理論知識的指導,要多考慮實驗中每一步為什么這樣做,不這樣做會出現什么樣的結果,最終,實驗原理搞懂了,即使實驗結果出現了問題,也可通過大膽改進方法而達到預想的結果。理論指揮實踐,而理論又離不開實踐,否則是空談、空想。
3)廣交流。一項實驗,對于新手來說每一步都是重要的。如果不進行交流,你只能按照操作指南一步一步地做,不敢變通實驗步驟,更不敢改變方法,往往重蹈前人所犯的低級錯誤。但是,通過向老手或做過的老手進行交流,學習了其中的關鍵步驟和他人失敗的教訓,避免重犯錯誤,往往起到事半功倍的效果。
【關鍵詞】科學 課程資源 科技創新 中學
科學課作為一門全新的課改課程,在傳授學生科學知識、培養學生科學探究精神的同時,也在提升學生科學素養、培養創新能力方面起到了重要的作用。但是僅僅依靠課本知識、課堂教學遠遠無法滿足學生,尤其是部分科學興趣濃厚的學生對諸方面的追求。而科技創新有科技實踐活動、科技論文、科技發明等類別,又涉及環境、生物、工程等各個細分領域,因此,可以根據科學課程的特點,結合教師的學科背景,充分挖掘課程資源,借助科技創新平臺,不斷豐富科學的內涵,把科學的范圍拓展的更廣、知識挖掘的更深、方法應用的更透、創新思維訓練得更深邃。
1、挖掘科學課程中的環保資源來開展科技創新
在科學教材中,有大量圍繞環保的知識,但是由于課標的要求以及課時量的限制,只能點到為止,而且大多課本上的知識脫離了深圳特區的實際情況,與學生的體驗相差很遠,在落實“環保”這一態度價值觀教學目標上,很多時候都是蜻蜓點水。所以挖掘這些環保資源,在課堂之余開展科技創新活動,即落實了這一目標,又獲得了很好的科技創新題材。如浙教版科學第三冊《水的利用和保護》一節,提到了我國水資源的分布以及我國缺水的狀況。筆者在這節教學后,組織學生開展了《南山區水污染調查及研究》的科技實踐活動。先后帶領學生前往西麗水庫、紅樹林公園、深圳沙河調查水資源以及水污染狀況,并分別取樣,進行PH值測試,并用小蝌蚪、小金魚在不同水樣中進行培養等,鼓勵引導學生在知識所能及的范圍內進行實驗,通過活動讓學生真正感受到保護水資源的迫切性。
活動結束后,筆者還結合深圳建設循環型城市的時事,更是把《南山區水污染調查》項目上升到循環經濟層面,對循環型深圳的點點滴滴進行追蹤調查,如降噪路面的降噪效果對比調查、社區家庭垃圾減排及循環回收調查、學校周邊小區車位、實際停車與周邊停車的調查與研究等。有的甚至進行實驗探索,如家用電器省電方法研究等。各個小課題均在區科技節上獲獎,其中《好管家節能減排行動》、《循環型深圳建設》學生小論文集等項目均在市科技創新大賽中獲獎。
筆者指導的《智能節水澆花器》就是在“水資源調查”的科技實踐活動基礎上,針對節約用水的話題,結合剛學過的濕度知識,開發出的小發明。該發明在市里參賽時,得到了專家的認可,對這個項目提出的建議是“希望能繼續完善,爭取發明出“智能節水型城市綠化灌溉系統”,將來能應用于各大城市的綠化灌溉”。在論文方面指導的《深圳灣入海污染物對金魚過氧化氫酶活性的影響》等項目獲得省級獎。
2、挖掘科學課程中的動手、動腦資源,開展小制作與小發明
在教學中注重挖掘科學課程中的動手資源,同時善于適時捕捉學生針對科學知識方面的奇思妙想,引導鼓勵學生進行小制作、小發明非常重要。如在學習《水的浮力》后可以鼓勵學生制作密度計,學習《水的利用》后可鼓勵學生制作家用凈水器等。筆者在執教《能的多種形式》以后指導學生發明了《利用風力和太陽能的自行車照明燈》、《夜用撐衣桿》等。在這些小制作、小發明中,再進行精選、輔導、升級、包裝等,少部分作品可脫胎換骨。同時學生在動手動腦過程中,也會碰撞出更有價值的科技創新作品?!妒覂燃兹┪廴緳z測電子鼻研究與應用》、《可開發智能體能的多功能嬰兒床》就是筆者在小發明的基礎上升級出來的,均在市科技創新中獲獎,其中《可開發智能體能的多功能嬰兒床》還申請了專利。
3、挖掘科學課堂內外學生的心動話題,開展“準科學研究”
借助科技創新平臺對研究論文進行撰寫,學生在探究問題的方法、對未知事物的研究思路、實驗設計、小論文寫作技巧等方面均能有大幅度的提高。筆者在執教浙教版科學《聲音》一節內容時,學生課后紛紛討論學校附近施工工地的不同噪音,探討哪種噪音人最難受,甚至有學生用刀尖刮玻璃進行搞怪。筆者迅速抓住孩子的話題內容,引導他們利用學校的聲音傳感器探究“人對噪音污染的敏感區間”,用頻率數值把該敏感區間探究出來。形成了論文《關于人對噪音污染敏感區間的研究》。
學生心動話題不一定全部集中在科學課本范圍內,有的時候會有部分八卦的內容,而恰恰一些八卦的內容最令學生心動。有一次學生聊到韓劇《大長今》,里面將強行灌入附子湯作為一種刑罰,使其中毒身亡,也提到綠豆漿可解附子湯之毒。學生邊八卦邊過來向老師求證。筆者借助學科背景,指導學生利用小金魚和小白鼠進行了三個多月的實驗,形成了《綠豆黑附子煎劑解毒作用的研究》論文,在省市科技創新大賽論文評比中均獲好評。
4、挖掘當前科技熱點,開展科技創新活動
開發科學課程資源,開展科技創新,升華學生科學素養,培養學生創新能力,兩個方面很關鍵:
一是選好主題。選擇的主題越貼近學生生活實際越好。因為開展過程有時很枯燥、甚至會遇到阻力,要讓學生堅持下來,主題必須讓學生心動,還沒開始就讓學生“蠢蠢欲動”,這樣既能保證主題的進行,又能使探究過程真正豐富多彩。當然,課題具有創新性也很關鍵。
二是典型引路。孩子剛進入中學,學習可能都還不適應,更不用說對開展科技創新了。所以采用典型引路給孩子以啟示是一個很好的舉措。指導孩子從高年級學生帶領設計實驗到自己設計實驗;從自己模仿、模擬到自己完成小課題;從科技實踐活動升級到小論文;從區科技節升級到市省科技創新大賽,循序漸進,方能真正達到升華學生科學素養,培養學生創新能力的目的。
豐富的科學資源是科技創新的保證,廣袤的科學空間是科技創新的舞臺。通過幾年來的實踐,也讓我們感受到了科技創新的無窮魅力:獲不獲獎并不重要,重要的是學生在活動中獲得了多元感受,在活動中獲得新知,在活動中掌握了方法,也在活動中提升了創新能力。
參考文獻
[關鍵詞]課外實踐 創造能力 實踐活動
物理課外實踐活動是對青少年進行科技普及教育的一種重要形式,它能較好地激發青少年的物理學習興趣和創造力,加強各種知識的聯系,提高觀察和動手能力,對思維能力的培養也大有促進作用。
一、課外實踐活動的設計原則
1.簡單性原則
一些簡單的小制作,設計原理簡單明了,操作方便。學生如法炮制,既體驗了實驗的樂趣,鞏固了所學知識,又得到了動手、動腦的鍛煉,提高了自己的實驗能力。
2.可行性原則
進行實驗時,盡力從學生的興趣、愛好、知識水平、實際能力出發選題,切記貪大求全。進行實驗時,還要注意同本地的自然環境,資源的開發、保護、利用結合起來,做到因地制宜、有的放矢。
3.體驗性原則
物理課外實踐,學生是主體,指導者盡力為學生在小制作過程中自己發現問題、提出問題、判斷問題而使自己的才能得到發揮留下足夠的空間。使學生在獲得信息、處理信息、動手設計、解決問題方面有體驗的切身感受,最終實現學生的自主發展,變被動為主動。
二、課外實踐活動的實施內容
1.選取開展物理小制作、小發明活動的好題材
根據教材和教學進度,提前收集整理教材內外相關的資料,鼓勵學生對小實驗、小制作進行改進,甚至自創,搜集學生的新點子、新想法。
2.組織學生觀看科技知識方面的DVD、VCD,舉辦科普知識講座,學生撰寫觀后感,培養學生對物理的興趣,激發學生探索科學真諦的熱情。
3.成立科技興趣小組、布置科技宣傳櫥窗、舉行小發明、小制作、小論文比賽、為平時的三小作品辦展覽、舉行學生有準備的物理小制作比賽、開設科普小信箱等多種活動,在全校造出聲勢。通過評比、展覽,表揚一批科技活動的積極分子,調動起更多學生的積極性,以促進今后學校科技活動的廣泛開展,掀起學科學、愛科學、用科學的熱潮。
4.利用科技節,組織多種多樣的益智活動,讓學生感到物理就在身邊,學以致用,影響范圍大。
5.在學生具備了一定的獨立思考、動手設計、獨立解決問題的能力后,可從簡易實驗過渡到實驗研究。
三、開展課外實踐活動目的
1.在校園內營造良好的“學科學、愛科學、用科學”的氛圍
美籍華人物理學家楊振寧曾說到“物理學是以實驗為本的科學”,而“成功的真正秘訣是興趣”。通過舉辦豐富多彩的小實驗活動,調動了學生的積極性,激發了學生的興趣。同學們感到在活動中自己是一個發現者,研究者,探索者,他們體驗到了智慧的力量和創造的快樂。這為我校搞好基礎教育奠定了良好的基礎。
2.培養了學生的科學精神和創造能力
傳統的物理教學模式,注重的是知識的灌輸,而不太注重學生學習興趣的培養和發展。針對這一弱點,我們從學生小制作入手,讓學生自找材料,就地取材,廢物利用,從設計、動手做,直到檢驗、討論總結、提高改進等過程,都由學生獨立完成。這樣,就把學習的主動權交給學生,充分發揮他們的創造能力,使他們在活動中不僅熟練掌握知識,而且能靈活運用知識。不僅能動腦,同時又能動手,自己發展自己的知識才能而成才。
3.促進了學生創新人格的發展
在科技實踐活動中,通過學生的主動參與,通過克服困難解決困惑到完成一件作品、一份調查等,在這些過程中,學生運用基本知識和基本技能,發現學習和生活中所遇到的新問題,分析并解決這些問題,培養了動手實驗能力和科學思維能力,還增強了學生的責任心、自信心、獨立性、堅韌性、合作性,逐步建立起學生的創新人格。
4.在活動中也培養了學生優良的思想品質
即學習科技知識的興趣,實事求是的科學態度和良好的學習習慣等。
所以,我認為,在初中開展課外物理實踐活動,對于培養學生的動手能力和創新思維,最終提高物理教學質量的作用是顯著的,也是確實可行的。
四、目前在培養中學生創新素質方面存在的問題
盡管現在學校的教學中開設了實踐課程,并對它的開展和實施做出了很大的努力。但我們必須對它有一個正確的認識。我認為,目前在培養初中學生創新素質方面存在以下幾個問題。
1.留給學生自主探索的空間少,學生的大部分時間還是被課程學習所束縛。
2.學生在學習過程中,對學習的內容沒有自主選擇的機會,主要是按學校安排的統一進度進行,有一些特長生因為其他科目的考試分數不突出,為提高自己的學習成績,而失去繼續發展自己潛能的機會。
3.現行的考試選拔制度可能難以準確反映學生的動手實踐能力,影響學生創造力的培養。直到今天為止,我國的創造型教育仍然處于起步階段。許多學校時至今日仍未能擺脫片面追求升學率或應試教育的怪圈,仍然將知識、技能的獲得看成至高無上。也就是說,一些學校尚處于知識型教育階段,對創新素質的培養造成沖擊和壓力。
4.沒有一套切實可行的評價學生創造力的評價方法。建立一套完整的科學素養評價方法,可起到導向和激勵作用,有利于實現素質目標,改變教育方法,讓每一位同學都嘗到成功的喜悅,使每一位學生都成為成功者。
5.我們尚未建構出較完整的創新教育體系。我國的創新素質教育體制確立越早,我國經濟發展的速度、科技進步的速度以及民族素質提高的速度就會越快,創新素質教育必將成為21世紀教育改革的主旋律。
五、開展課外實踐活動建議
相當一部分學生不僅不把小制作當作負擔,而且他們還認為這豐富了他們的課余生活,跟娛樂活動一樣感到有興趣。少數學生還向老師要更具挑戰性的小制作作業。
1.培養小制作積極分子,起好帶頭作用,讓他們去影響和指導其他同學。
2.教師要留心觀察,發現學生中的好作品,特別是那些富有創造性的作品,及時向其他學生推薦,利用學生的好勝心理,引導學生不斷推陳出新向創造型方向發展,極大地培養和發展學生的創造性。
3.設計活動時,教師可適當地安排一些多人合作型的小制作,這對于培養學生的合作意識具有重要作用。
4.老師要搞好組織工作,對班干部進行培訓,做好各方面信息的收集。
5.為更科學地評價學生的物理學習情況,關注過程性評價,評價時要愛護不同類型的學生,注意發展他們的個性,幫助學生認識自我、建立自信。物理教師可將學生小制作情況作為評定學生物理成績的標準之一。
總之,在課外活動中,教師要組織好教學,充分調動學生對物理學習的興趣,真正有效地培養青少年的創造力。
參考文獻
[1]孫培青.中國教育史.華東師范大學出版社,2003,12.
[2]高士其.科學的發展史就是一部思維的發展史序言.上海人民出版社,1986.
[3]梁英豪.科學教育發展的一個重要方向:科學—技術—社會(STS).課程教材教法,2000,(5).
重視實驗教學
生物學是一門以實驗為基礎的學科,實驗在開發學生智力的同時,也培養學生的創造能力。生物學實驗包括演示實驗和分組實驗。老師進行演示實驗,激發學生學習興趣,提高了學生的觀察能力和思維能力。學生進行分組實驗,提高了學生的操作能力,培養了學生的探索精神。老師可布置一些簡單的實驗讓學生在家中獨立操作完成,既掌握了知識,又培養了思維、觀察和動手操作能力。例如在學習《根對水分的吸收》知識點時,提前布置學生在家中做植物細胞的吸水和失水實驗,課堂上對實驗現象進行討論、分析,學生便很容易理解細胞吸水或失水原理。[4]
利用多媒體技術
合理運用多媒體技術進行教學,把聲、光、電結合起來,實現聲、像、圖、文相統一,不受時間、空間、宏觀、微觀的限制,生動、形象地展現生物體。營造一個輕松愉快的教學氛圍,通過大量的感性材料,把抽象的內容具體化,提高學生學習的主動性和積極性,使學生在有限的時間內掌握更多的知識,同時發展學生勤于觀察,善于思考,提高理解和記憶能力。例如在講《生物對環境的適應》時,可以播放一段北極熊生活的影片,讓學生考慮為什么北極熊長有白色的毛,這樣學生會帶著問題去聽講,主動參與到學習中來,教學效果明顯提高了。[5]
注重理論聯系實際
生物學科是一門應用性極強的學科,與人類生產生活聯系緊密。生物教學除了重視知識的應用,還要和現代生物技術及社會有機結合起來,提高學生的實踐能力和創造能力。根據教學內容和學生實際,適當介紹現代科技的新發展、新成就,緊密聯系現代生物科技成果,以此激發學生的創新意識。讓學生把日常生活體驗同生物學知識結合起來,引導學生分析、解決問題,同時進行生物小制作、小發明等。通過對生物技術應用的介紹,使學生充分認識到科學發現和技術創新對人類社會發展起到了巨大的作用。例如在講授《遺傳的物質基礎》一節內容時,介紹人類基因組計劃,讓學生知道人類基因組計劃的完成,將加速醫學科學基礎的研究和發展,使人類在疾病診斷和醫學保健等方面建立全新的人類醫學,為人類造福。
一、 充實學生課外探究的內容
要進行課外探究,必須有探究的內容,如果探究些什么也不知道,那就別提探究的有效性了。雖然課堂上會有些科學探究內容的延伸,但具體探究些什么內容,怎么探究,還是得有具體的方向和方法指導的。所以,課外探究內容是保證學生課外探究有效性的前提。
(一) 課堂上生成的內容
每冊教材中有許多課堂探究活動,比如螞蟻的觀察、鐵生銹原因的探索、種子發芽實驗設計等等,但是在課堂探究的同時也會生成許多新的探究任務,產生許多新的探究問題,其中不乏一些值得研究而學生們有條件研究的問題。
如四年級下冊,學生在觀察發霉的面包以后,就提出了一系列問題。這些問題中有些可以作為他們課外探究的內容。如:面包上的霉菌是怎么來的?霉菌是怎樣繁殖后代的?我們可以讓提出這個問題的學生任研究組組長,組織其他有興趣的學生進行課外探究。
又如,在上植物這一單元時,有個學生就提出:吃煮熟的花生時,掰開花生的兩瓣,發現熟花生也和生花生一樣,有兩片肥厚的子葉,胚根、胚芽也完好,那么熟花生也能做種子用嗎?我們把她提出的問題帶到所任教的幾個班,課外各個班都有學生去研究。這樣做不僅對提出問題的學生是一種鼓勵,對其他學生也是一種激勵。讓他們自覺地留心觀察,善于思考,提出有研究價值的問題。相信,經過這樣的探究活動,學生們的思維能得到進一步提升。
(二) 課堂上遺留的問題
有些觀察與實驗,不可能在課堂上有限的時間內完成,只能課后去探究。根據教材的編排特點,具體內容大致有以下幾個方面。
1. 課外持續觀察
課外持續觀察是在課堂觀察的基礎上,利用相同的方法再進行同類方面內容的觀察。比如教學三年級螞蟻的觀察一課,學生在課堂上已經通過教師的指導對螞蟻進行了一系列的觀察,學生也清楚了對類似于螞蟻一類昆蟲進行觀察所要掌握的方法、內容以及所要做的相關記錄等等。教師可以根據這些內容整理出觀察的具體要求,然后請學生按同樣的方法課后再去觀察一類自己想觀察的昆蟲類動物,比如常見的蒼蠅、蚊子等等,從而豐富對昆蟲的認識。
2. 現場考察、參觀訪問
現場考察是指把學生帶到某現場,從參觀者的角度考察現場的情況,給學生提供親身體驗的機會。參觀訪問是把學生帶出教室走向大自然和社會,充分利用各種教育資源培養學生實踐能力的活動形式。比如四上“有生命的物體”單元中“動物怎樣生活”一課,教材上只提供了六張動物圖片和提示觀察要點,要求學生了解動物的特點和生活,如果僅僅把教材作為唯一的課程資源在課堂內完成教學過程,是很難達成三個維度的教學目標的,這個時候,就可以引導學生走出課堂,利用學校周邊的自然資源,進行一些參觀和考察,有效地輔助學生探究。
3. 專題研究
專題研究是小學生開展科學學習活動的重要類型。對小學生而言,不管前人是否已經作了研究,只要是他們不知道而又想要知道的科學問題,都可以給他們提供研究機會。例如教學“紙的研究”時,可以分成以下的課題:紙的發明和古代造紙術,紙的種類、性質和用途,對不同紙的吸水性的研究,自己造幾張等。師生可以擬定一個主題,在一個專題中提出一系列子課題,再由小組或個人分頭去研究。教師再從中引領學生開展研究,并將研究過程和研究結果總結成觀察報告。
4. 種植飼養活動
種植和飼養是小學生樂于從事的實踐活動??茖W課給學生提供了機會,讓他們從力所能及的種植飼養活動中獲得直接感受、技能和樂趣。如三下“動物的生命周期”單元中,有四個課題:迎接蠶寶寶的誕生,可愛的蠶寶寶,蠶寶寶變了新模樣,蠶的生命周期。都可以讓學生在課外延伸的時候完成。
5. 科學小制作、小發明
一些小制作放到課后去完成,學生可以有充分的時間選擇合適的材料進行制作,進行不斷改進,直到滿意。如指南針的制作,可以讓學生研究:用什么材料制作指南針和底盤,怎樣才能讓指南針自由轉動等。學生只有不斷摸索,逐個突破,才能做成一個較滿意的指南針。又如:在對空氣研究時,可以做空氣槍;對浮力進行研究時,做一艘潛水艇等。
6. 搜集信息
搜集科學信息資料是學生學會自主學習,拓展知識,進行判斷、推理和論證的必不可少的學習過程和方式。比如六年級“宇宙”單元,學生是相當有興趣的,對神秘、美麗而又遙不可及的宇宙世界充滿好奇和想象。教學月球一課時,學生了解了月球的基本知識,但還有許多有關月球的知識,比如中國對月球的探索情況、環形山的具體情況等等,都可以讓學生在課后進一步搜集相關信息。
二、 豐富學生課外探究的形式
依據小學生的心理特征和動手實踐能力的需求,多樣化的探究形式是課外探究有效性的基本保證,不僅有利于學生探究能力的提高,也能豐富學校科技教育活動。
(一) 與相關課程結合開展課外探究活動
大自然是學生進行科學學習、科學探究極好的大課堂。大型的工礦企業、大片的良田、江南的小河都蘊涵著許多科學知識,比如家鄉環境的污染問題、植物的生長情況、土壤的侵蝕現象等等,都值得學生了解、觀察。同時,語文課有瀏覽作文要學生寫,科學課要求學生寫觀察報告、小論文等。科學教師與語文教師或班主任可以利用這個相同點,相互交流、相互結合,共同完成參觀、游覽活動,有效推動學生進行課外探究,保證課外探究活動順利進行。
綜合實踐活動課程與科學課程有相互依存、相互制約、相互配合、相互促進的關系??梢园岩恍┛茖W課外探究活動延伸到綜合實踐活動上來,組織學生進行各類小發明、小制作的探究活動,發揮他們的能力,滿足他們的個性需要。比如像六年級下冊“環境”單元要求學生調查家鄉的水污染情況,教師可以與綜合實踐活動課程教師共同探討,圍繞家鄉水污染情況進行一次調查活動,并針對調查到的污染情況提出自己的想法和意見,扎實開展課外活動。
(二) 結合學??萍脊澩七M課外探究活動
學校每年11月份左右都要舉辦科技節,每年科技節都有不同的主題。但是,無論主題怎么改變,宗旨是不變的,就是培養學生科學探究的意識,提高學生科學探究的興趣,增強學生科學探究的能力。有些項目一直是科技節的傳統項目,比如科普小論文、科技小制作、科技小發明。這些活動學生參與度高,興趣濃。學生參賽作品的完成,用的都是課外的時間,科學教師和家長適時指導,推進了學生課外探究活動的發展。像學生的小制作有很多是廢舊材料的再利用,正是材料單元的延伸;科技小發明作品“太陽能熱水器”“反沖船”“自制電動機”等都是學生課堂探究的有效延伸??萍贾谱鞣旁谡n外,同學們就有充分的時間去完成,教師此時應給學生充分的幫助,還應啟發學生,有哪些材料來源,在眾多的材料中怎樣選擇合適的材料,如果沒有合適的,又可以找哪些替代品。同時還要引導學生學會設計方案,學會制作方法。
(三) 借助各級各類比賽加強課外探究活動
科學涵蓋的方面很多,有地理、生物,也有物理和化學等等,每學年與科學相關的各級各類比賽也有許多,像包括車模、船模、航模的三模比賽,像金鑰匙比賽等等,這些都是縣一級難度相對較高,參加人數又相對較少的活動。針對這樣的情況,學??梢韵乳_展校級范圍內的比賽,比如年級三模比賽、校級金鑰匙比賽等等,再從學校比賽中挑選出比較優秀的學生參加縣級甚至更高一級的比賽,這樣不僅使大部分學生參與了課外探究活動,也使優秀的學生得到了更好的發展。
三、 健全課外探究的監督與評價機制
監督與評價機制可以增強學生探究的成就感,有利于進一步激發學生的探究欲望,促使他們生成進一步進行探究的行為。
(一) 提供展示探究成果的舞臺
教師可以將學生的探究成果,利用教室一角、黑板報、櫥窗、實驗室、宣傳欄等空間,展示出來,如科學采集本、科技小報、科幻畫等。教師還可開展各類形式的成果展示活動。比如實驗操作比賽、科幻畫展覽、小制作小發明評比、科學幻想作文等等。
(二) 建立期末加獎的制度
每位學生基本上都會參與許多的課外探究活動,并且得到相應的成績,教師可以把平時的課外探究表現得分與期末科學總評成績掛鉤起來,得出一個綜合全面的科學總評成績,評選出課外探究個人先進、課外探究優勝小組、課外探究特色班級等相應的先進個人與組織。
(三) 形成監督機制
科學教師應該成為學生開展課外探究活動的主要監督力量。部分學生個人探究任務,比如采集本的完成情況,由科學教師進行監督,確保其按時、保質、保量完成。小組人員的監督不可忽視,在各類課外探究活動小組中挑選出個人科學素質較好、對科學探究積極性較高、科學態度正確的學生作為科學課外探究小組協助人員,負責檢查、監督、評價小組或個人課外探究效果,協助教師完成部分監督工作。此外,還應該有家長的課外監督,提高家長的科學探究意識,與家長取得溝通、聯系,要求家長對學生部分課外探究活動提供支持與幫助,并且做好相應的監督、檢查工作。
一、轉變教育質量觀念,明確人才培養目標
教育質量觀與人才的培養目標息息相關,教育質量觀決定著人才培養目標的要求與模式,而人才培養目標的實現是教育質量觀的具體價值體現。只有當培養目標與教育質量觀相一致,才能培養出社會各用人單位和未來社會經濟發展需要的人才。教育質量觀是隨著經濟社會的不斷發展而不斷改進的。所以,作為以培養人才為根本任務的當代大學,必須不斷轉變教育觀念適應于新的教育質量觀,結合高校發展的實際狀況與辦學定位,明確人才培養的目標。
計劃經濟條件下的教育質量觀是合格教育質量觀。只要學校培養的學生符合國家統一制定的教學質量標準,就能畢業分配到工作崗位。市場經濟條件下的教育質量觀是滿足需要的教育質量觀。學校培養的學生必須滿足用人單位的崗位能力需求,才能找到工作崗位。所以現階段我們要大力提高學生的實踐能力才能使學生具有就業能力。同時,隨著我國工業化水平從工業化后期逐步步人現代化工業時代。未來經濟社會發展條件下,學校培養的學生必須具有創新能力,才能夠獲得社會提供的新就業崗位和適應未來社會經濟發展的創業需要。因此.高校無論是以教學型為主,還是以研究型為主;也無論是??菩源髮W,還是綜合性大學,在大眾化教育階段,本科生的培養目標主要是適應社會主義市場經濟條件下的就業和創業的需要。由此可見,培養具有創新精神與實踐能力的高素質人才是高校的共同培養目標,它是與中國社會經濟發展狀況和建立創新型國家,構建社會主義和諧社會對人才的需求相一致的。
二、積極推進本科實踐性教學改革
逐步建立適應高校發展實際的培養具有創新精神和實踐能力的高素質人才體系,是不斷提高教學質量的重要保證,而曾強大學生的實踐能力和創新精神必須推進教學改革,主要是教學內容與教學方式的改革。教學內容的改革必須通過廣泛開展對畢業生及用人單位的調查研究和行業工程師協會對專業的論證,并根據社會經濟特別是行業的發展需要,不斷調整人才培養教學計劃與教學內容。在牢固掌握基礎理論知識的前提下,盡可能構建相近專業的專業平臺課以拓展學生專業知識面,適應科學技術的綜合性和縱深發展的需要。同時,適當削減理論授課學時,增強實踐性教學學時。對于基礎性實驗課的教學要真正實現實驗內容、實驗時間、實驗空間、實驗過程的全程開放式實驗教學。在教師的輔導下,通過學生自主選擇,嚴格訓練,培養濃厚的學習興趣與科學研究品質,牢固掌握科學研究與實驗的方法,為進一步提高實踐能力打牢基礎。
三、不斷探索增強本科生實踐能力與創新精神的有效途徑
1.舉辦各類學術活動和講座,營造良好的學術氛圍大學生從為“升學”而學的應試教育模式轉到專業化學習模式,首先要解決的問題是“為什么學”以及“怎樣學”的問題。明確學習目標,培養濃厚的學習興趣,樹立良好的學風是增強創新精神與實踐能力的關鍵。學校應多主辦或承辦各類學術協會、專業協會的大型學術交流活動。請同學參與學術交流活動的組織服務工作。同時,組織廣大同學聆聽科學家、專家的學術講座。也可以經常聘請海內外知名學者、政府科技及行業主管部門領導、藝術家、優秀畢業生來校舉辦學術和人文素質講座。這些學術活動能為學生營造良好的學術氛圍,使他們領略社會各界人士的風采與人格魅力,了解學科專業前沿與社會熱點問題,借鑒學長們成功范例,培養優良的學術品格、創新意識、學習興趣,從而樹立崇高的理想。
2.以創新教育周、科技文化節、學生科技文化社團為載體,擴展學生科技活動的空間就筆者所在學校的實踐,從大二開始,每學期在教學計劃中用一周時間開展創新教育周活動。在專業老師的指導下,學生利用所學的專業知識,自主設計,開發小程序和小制作。同時,學校和學院每學期舉辦學生科技文化節,舉行科普知識之窗、專業操作技能比賽、學生科技論文報告會、科技作品制作展示以及高等數學、物理學、英語等基礎理論知識比賽等系列學科競賽與科技活動,為學生培養實踐能力與創新精神提供一個廣闊的舞臺。另外,學校和學院還大力支持學生第二課堂活動,設立學生創新基金,鼓勵同學們結合專業學習成立學生科技社團。如:學生電子協會、網絡協會、學生科協等組織,為同學們自主開展科技創新活動開辟陣地,并鼓勵學生科技社團走出校門,服務社會,為深人開展學生科技活動提供廣闊的空間。
3.以學科競賽為重點,強化學生的創新精神與實踐能力近年來,在全國大學生中開展了形式多樣的學科競賽活動。如全國大學生電子設計競賽、數學建模競賽、英語知識競賽、“挑戰杯”科技大賽等學科競賽。同學們通過參加學科競賽活動、激發了學習專業知識的興趣,挖掘了學生的潛能,以全國大學生電子設計競賽為例,由于組織學生們參加學科競賽活動都要經過嚴格選拔,在老師的指導下,進行長期的培訓,廣泛學習先進的實用技術,嚴格訓練專業操作技能,查閱大量資料,并選購元器件,制作科技產品并進行調試,學習撰寫設計報告等一整套產品設計及開發過程。同時還要戰勝學習、生活中的各種困難最終通過篩選才能參賽。參賽小組成員必須既分工又協作,才能完成比賽作品的制作。最后,還要接受專家答辯與現場測試,所以,整個過程不僅強化了同學們創新精神和實踐能力,而且磨練了意志品質,培養了團隊意識,更主要是激發了同學們的專業學習興趣,解決了“為什么學”和“怎樣學”的問題,使學風發生根本性的轉變,參加大賽的同學都受到研究生導師、用人單位的歡迎。
4、開展學生科技項目研究,提升學生的創新精神與實踐能力學生通過學科競賽,積累了一定的專業技術知識和實際動手能力,指導教師為了進一步提升學生的創新精神與實踐能力,可以繼續組織學生開展學生學術科技項目的申報工作。學生在教師的指導下,可以通過觀察、查找資料、尋找到有社會實用與推廣價值并涉及人們生產、生活中的疑難問題作為項目來申報,得到學校教務或科研部門批準后,給予科研經費的支持。學生立項后,指導教師要結合自己的科研、教學、實驗成果,就最先進的元器件使用、最新實用科技知識等內容,對學生進行培訓。同時.指導學生查閱中外文獻資料、制定研究方案、選擇研究方法、進行成員分工、科學實驗、產品制作與調試、撰寫結題報告與論文,申報鑒定、組織結題,有些還要申請專利。通過對參加學科競賽的同學進一步進行學生科技項目研究,大大提高學生的創新精神與實踐能力,在實踐中許多同學的科技成果取得驚人的成績。
5.積極參加社會實踐活動,全方位提高學生的綜合素質人才的培養必須經過社會實踐鍛煉,同時,也必須經過社會實踐的檢驗才能甄別出是否是合格人才。把在大學生中廣泛開展的社會實踐活動進行改革,以科研立項的形式確立下來并給予一定的資助,由同學主持申報,在老師的指導下完成,是一種培養學生實踐能力與創新精神的有效途徑。同學們將社會實踐中的為社會服務功能與發揮專業特長的功能有機結合起來,對社會經濟發展過程中熱點問題、難點問題、專業技術問題,進行深人地調查研究,提出解決的途徑或解決專業技術難題,既使同學們增強了社會責任感和服務大眾意識,又使同學們的實踐能力和創新思想得以提高。從筆者所在學校實施的情況來看,收到了很好的效果。有些科研成果獲得了小發明、小論文、小制作和大學生“挑戰杯”等科技成果獎。
6.積極推進人才培養模式的創新,深化教育改革中國的企業大量需要有實踐經驗、能吃苦并且認同企業文化的大學生,而大學本科生第四年又背負著就業的巨大壓力,所以可以進行人才培養模式的創新,與企業聯合培養人才。如“3+1”模式,即學生在校學習3年,1年在企業學習相關專業知識,進行生、產實習、畢業實習和畢業設計。因為,在工程師的指導下完成畢業論文或畢業設計,不僅使學生有更長的時間進行實踐性的學習,徹底解決學生求職中遇到的缺乏工作經歷的瓶頸,而且又解決了大學生由于缺乏對企業的深人了解,沒有認同企業文化的過程而頻繁“跳槽”的困境。這也是學校適應市場經濟發展的需要,實行訂單式培養學生的一種途徑。
四、新精神與實踐能力打造平臺
增強學生創新精神與實踐能力,建立全方位開放式學生創新基地。它包括校內的實訓中心和開放性專業實驗室。學生創新實驗室和校外的生產實習與社會實踐基地等。能夠全天候、全年對學生進行開放,使大學生在教師的指導下,進行自主選擇的開放性實驗,進行專業知識與技能培訓,自主進行科技項目研究,進行學科競賽培訓,進行生產實習與社會實踐等各項活動,為師生們提供開展實踐性教育的平臺。
五、改革教師的評價體系,建立實踐教學指導教師的激勵機制
吃透教材,挖掘科技因素,在學生心田里播下科學的種子,培養他們科學素養,下面談談自己的幾點看法:
一、利用文本資源,滲透科學教育,放飛夢想。
打開語文書,不難發現,在語文教材中或多或少、或深或淺地蘊涵著科學教育方面的素材,涉及到物理、生物、化學、天文等科學領域。這些科學教育內容既是漸進的,相對獨立的,又是相互聯系的,他們構成了科技教育的啟蒙體系。我們要充分利用文本,從多角度挖掘教材中蘊含的科技因素,將科技教育有機地滲透到語文教學中。
1、利用現代教育手段,激發科學熱情。
興趣是最好的老師,它是推動學生求知的一種內在力量,是產生熱情和激情的源泉。古今中外的科學家無不是從興趣起步,步入科學的殿堂的。
語文教材為科學教育提供了豐富的資源。如介紹新發明的《果園機器人》《電腦住宅》;介紹現代科技知識《人造發光植物》《飛船上的特殊乘客》……歸納起來簡直就是一本科學的百科全書,為語文教學進行科學教育提供了有利的條件。例如在教學《月球之謎》《電腦住宅》這類課文時,我有針對性的結合課文內容,利用現代教育手段,制作了多媒體課件創設情境,向學生展示廣袤的宇宙、神秘的月球、新奇的建筑……把課本上靜態的內容生動化,把抽象的知識形象化,激發學生對科學的好奇心和求知欲望,提高學生對科學的興趣和熱情。
2、挖掘文本,提升思想,培養科學精神。
小學語文教材中涉及到古今中外的著名科學家有十幾位,每位科學家的成長道路都是不斷戰勝挫折,不懈追求的奮斗之路,他們熱愛科學,為人類的科學事業辛勤耕耘,勇于獻身:《兩個鐵球同時著地》中的伽利略在教會的壓迫下沒有放棄自己熱愛的科學事業;愛迪生不怕困難和危險,頑強進行發明創造;《做風車的故事》中的牛頓面對嘲笑仍刻苦鉆研;《一定要爭氣》中的童第周身處逆境卻發奮學習;李時珍歷盡千辛萬苦編寫《本草綱目》;地質學家李四光研究起石頭常常忘記一切等等。教學這些文章時,我引領學生通過課文內容的學習、感悟,去體會課文中人物豐富的內心世界,把握科學家的精神實質和熠熠生輝的人格魅力,讓科學家們成為學生的榜樣和偶像。
3、提煉教材,滲透科技知識,形成科學觀念。
語文教材中,有許多課文蘊藏著科學道理:《畫楊桃》中體現出實事求是的科學態度;《蛇與莊稼》告訴人們面對事物之間復雜的聯系,應仔細研究,把握規律,才能把事情辦好;古詩《題西林壁》強調冷靜客觀地進行調查分析,全面正確的認識事物;寓言故事《刻舟求劍》要人們用發展變化的眼光看問題:《揠苗助長》告訴人們不按客觀規律辦事,急于求成,就會把事情辦糟等等。只要教師善于捕捉科技因素,提煉教材內容就可以使學生受到科學思想方法的啟蒙教育,正確認識客觀世界。
二、利用語文活動資源,滲透科學教育,放飛夢想。
語文活動內容豐富多彩,語文競賽多種多樣,它不受課程標準和教材的限制,它為開展科技教育創設了一個自由而寬松的環境,以各類語文競賽活動作為滲透科技教育的補充,也為學生的科技潛力提供了“冒尖”的機會和條件。
1、拓展課堂教學,開展小制作活動。
蘇霍姆林斯基說過:“兒童的才智反映在他的手指尖上?!?我教學《一次科技活動》后,開展一次“有趣的小制作”活動,讓學生人人動手制作一件科技小作品,如航模、船模、風箏等,舉辦一次班級小制作比賽,通過科技制作活動,可以引導學生認真觀察,仔細分析,有效地培養學生的觀察能力和思維能力,從而也鍛煉了學生的動手能力。
2、捕捉科技靈感,學寫科技文章。
愛因斯坦說過:一切創造都是從創造性的想象開始的,想象力比知識更重要。因為知識是有限的,而想象概括著世界上的一切,推動著社會的進步,成為知識進化的源泉。神話中的奔月、補天,插上翅膀飛翔,腳踏風火輪穿行等等,現在幾乎都已成為現實。語文教學既要讓學生多閱讀充滿創造想象的神話、童話、科幻故事,又要鼓勵學生展開想象,特別是展開異想天開的創造想象,科學非常需要這種想象力和創造力。
教學《蝙蝠和雷達》時,我引導學生查閱人類在仿生學上取得的成就:人們從魚得到啟示發明了船;從魚鰾得到啟示,發明了潛水艇;從鳥兒得到啟示,發明了飛機……然后教師鼓勵學生大膽想象,指導寫作文《我想發明……》,有的學生寫想發明變溫衣服,有的寫要發明情緒控制儀……其中學生高豪的《智能垃圾箱》,黃行知的《情緒控制儀》參加建陽市第一屆科學小論文比賽獲一等獎,盡管有的學生設想顯得可笑,卻也閃耀著學生們創造思維的火花。
3、收集資料大比拼,爭當科學小博士。
“運用現代技術搜集和處理信息的能力”是課標要求每個學生都應具備的。教學《火燒云》這篇寫景的散文,我布置學生通過各種渠道收集火燒云的資料。學生積極性很高,主動查找后學生對火燒云有了進一步的了解:他們知道了火燒云又叫赤霞,也明白了火燒云形成的條件和變化的原因。潛移默化中,培養了學生積累信息的方法,有效地滲透了科學教育。
一、抓管理,建立科普德育機制。
學校制定了科普德育工作計劃,組建了一支科普推廣教師隊伍,各教師根據自己的特長結合學校的特色,指導學生積極參加各種科普實踐興趣活動,將教育育人的常規化與科普實踐的特色創新化有機結合起來,從而促進學??破盏掠ぷ髟鷮嵱行У亻_展。
二、多渠道,大力營造科普德育的氛圍。
通過學校網站、宣傳欄、班級黑板報、學生園地、國旗下講話等形式,向學生大力宣傳有關科普知識,讓學生以飽滿的熱情,積極投入到科普實踐活動中來,營造了學校良好的科普教育氛圍,喚醒了學生的科普意識。
三、提高學生科學素質,培養科學意識。
教師在平時的教學中注重學生創新意識、科學意識的培養,充分發揮學生的主體作用,開發學生的創新潛能。首先讓學生了解最基本的科學研究方法,初步養成觀察思考的習慣,增強學生在學習生活中的合作精神、應變能力和創新意識。在“保護母親河”、“爭當環保小衛士”、“愛綠護綠”、“我們只有一個地球”、“書畫展”、“科技小作品展”等多項活動中,學生們充分展示了自己的聰明才智。
四、樹立“載體”理念,豐富教育內涵。
科技活動是科普德育的重要延伸和主要途徑,學校通過開展活動,培養學生科技意識、掌握科技知識,從而達到科普教育的目的。我校的科普德育活動主要有如下內容:
1.追蹤科學家的足跡。
通過讓學生搜集科學家的畫像,了解科學家的事跡,貼成宣傳畫板,寫上宣講詞,使每人都接受一次廣泛的學科學前輩、做科技新人的教育。
2.我的“科技小設想”。
開展一段科技教育以后,學生科技意識進一步加強了。此時,學校全??倓訂T,要求每人搞出一個“科技小設想”,學校不搞任何限制,孩子們愛想什么就想什么,愛怎么想就怎么想,繪制科學幻想畫或寫成書面文字,參加班級評選,挑選優秀設想參加學校評選。2009年李玉安、趙生富、趙占慧同學在第24屆青海省青少年科技創新大賽科幻畫比賽中分別榮獲二等獎、三等獎、優秀獎;2010年余愛英、郭惠珍、李玉安同學在第25屆青海省青少年科技創新大賽科幻畫比賽中榮獲三等獎;2011年汪滿福、李成艷同學在第26屆青海省青少年科技創新大賽科幻畫比賽中榮獲一等獎、二等獎。
3.開展“校園科技節”活動。
把每年的11月份定為“科技活動月”,由德育處、教務處、班主任組成學?!翱萍蓟顒釉隆苯M委會,科學教師、實踐活動教師、班主任任各班科技輔導員,集體活動時間一般安排在下午活動課時間?;顒觾热葜饕菍W校提出的“五個一”,即:“讀一本科技書,講一個科技故事,想一條科技小設想,搞一項科技小制作,畫一幅科技漫畫”。展示同學們創作的科幻畫、小制作、小發明和科技實踐活動的小論文。讓學生在動手動腦中親近科學。通過小巧手,大創意活動,引導學生制作科技作品,培養學生的動手能力和創新意識;通過小眼睛,大發現活動,引導學生做個生活中的有心人,善于發現生活中的科學現象,并能用科學的頭腦解決生活中的實際問題。
4.參觀科技展。
我校與湟中縣科技協會、湟中縣青少年校外活動中心建立聯系單位,聘請科技協會工作人員為校外輔導員,定期帶領學生參觀科技展,校外輔導員也定期到學校以座談會、現場演示、報告的形式與學生交流。2010年11月湟中縣科技協會的科普大篷車開進了校園,科技輔導員精彩的表演,吸引了廣大師生參與到雙方的互動中,達到了培養學生創新意識和科普教育的目的。
5.社會實踐教育活動。
組織學生參觀訪問、社會調查等社會實踐活動,讓學生走出校園,既有效填補了“雙休日”的空白,又使青少年在實踐中得到鍛煉成長。2009年4月八年級科技活動小組的《關于田家寨鎮坪臺村大棚花卉種植的調查報告》榮獲第24屆青海省青少年科技創新大賽優秀科技實踐活動二等獎;2010年8月八年級科技活動小組的《關于田家寨鎮鮑家村丹麻彩石的開采與開發的調查報告》榮獲第25屆全國青少年科技創新大賽優秀科技實踐活動二等獎;2011年5月七年級科技活動小組的《變廢為寶科技實踐活動總結報告》、八年級科技活動小組《關于“飲料與健康”的調查報告》榮獲26屆青海省青少年科技創新大賽優秀科技實踐活動三等獎。
一、激發探究興趣,培養創新意識
創新意識是指創新的愿望和動機,要激發創新意識就必須培養學生的學習興趣和探究興趣。物理世界是一個充滿生氣的世界,大量的物理實驗顯現各種奇異的物理現象,能激發學生學習物理的興趣。物理教師應根據本學科的特點和規律,激發學生的學習和探究興趣,這是物理教學實施創新教育的基本條件。
興趣作為一種非智力的心理因素,對人的智力活動和其他實踐活動有著積極的功能。興趣能夠促進學生去思考、去創新,它是發展思維,激發學生主動學習的催化劑,是調動學生學習積極性、自覺性和創造性的一種內在動力。因此,教師要培養學生善于發現線索,全力追蹤,從各個可能的角度和不同的側面予以觀察,并將它和其他知識聯系起來,找出新東西、新方法、新途徑。教育學生理解學習并不在于知識本身,而在于將知識作為創新的階梯。
二、突出學生的主體地位,培養創新精神
要培養學生的創新精神,必須激發學生創新的動機,突出學生的主體地位。由于受尊師重道的傳統教育思想影響,為數不少的物理教師都認為:教師的權威不容侵犯,即使錯了,學生也不能在公開場合當面反對。不正確的師德觀念,不平等的師生關系,不僅直接降低了教學效益,而且直接導致了學生學習主動性的萎縮,不利于學生創新精神的培養。
教師要營造寬松的教學環境,敢于放手讓學生充分討論。一個問題可以有多種答案,要鼓勵學生從多角度進行回答,創新性的見解往往就在學生的各抒己見之中。學生討論熱烈之時,往往正是發散思維最為活躍之際。我曾見過一位物理老師設計的一個可供學生討論,并引導他們一步步探究解決的實驗題目:不用長卷尺來測量兩座相距較遠的樓房之間的距離。有的學生提出利用自行車來測量,先測出車輪的半徑,記下自行車經過兩樓過程中轉動的圈數,然后通過計算可測。有的提出利用聲速和光速來測量,大家認為這一方案比較先進,物理知識含量高、有創新思想……接下來讓學生討論怎樣測量,問題的難點是當聽到槍聲掐表時間誤差大,……問題一個接一個出現,被同學們一個又一個解決,終于大家得出了比較滿意的方案。接著全班同學就按自己設計的方案興高采烈地去做實驗,最后回到教室,師生一起處理實驗數據,得出實驗結果。在整個實驗過程中,除了題目是教師提出的外,實驗方案和解決問題的途徑都是由學生議論研究出來的。學生的主體地位得到充分體現,同時又培養了創新意識和創新精神。
三、改進教學方法,訓練創新思維
創新能力的核心是創新思維,創新思維是一切創新的源泉。創新思維不是一種單一的思維,而主要是兩種思維(發散思維和收斂思維)新穎的、靈活的有機結合。
對學生進行發散思維和收斂思維的訓練是培養學生創新性思維的有效途徑。為培養學生的發散思維,可以在教學中提出一題多解、一題多變、一問多答的練習,促使學生廣泛搜尋自己的記憶儲存,提取盡可能多的信息項目來尋求答案。
在進行發散思維訓練的同時,還必須注意進行收斂思維的訓練,如:進行測密度的分組實驗前,先提出:想一想,有關密度的知識有哪些?利用你所學的物理知識你能設計出哪些方案?引導學生進行多方面的聯想與思考,看學生能提出幾種方案。接著讓他們進行收斂思維訓練,即指導學生對各種實驗方法進行篩選,從而開拓思維,針對不同物體、不同問題找出簡單易行的方法,從而培養學生提出問題、分析問題、解決問題的能力,進而取得收斂思維訓練的良好效果,并培養學生學以致用的意識。
四、重視物理科學方法滲透,培養創新能力
所謂科學方法就是人類在探索未知自然規律時(實踐活動),從實踐或理論上,把現實的解決具體任務所運用的各種途徑、方式和手段的總稱。
人們要想在實踐活動中有所創新,就必須掌握各種有關的科學方法。牛頓能建立經典力學,這是他善于運用理論分析法、數學測算法、經驗總結法和理想化法的有效成果;伽利略之所以能發現慣性定律和落體定律,與他正確選用了實驗法、觀察法、猜想假設法和數學相結合的科學方法是分不開的。瓦特發明了蒸汽機,使人類步入熱機(工業革命)時代,觀察法成為他發明的佳傳。法拉第電磁感應的發現,開辟了電能的新時代,這是他運用科學假說方法和實驗驗證的成功之處。愛因斯坦創立了相對論,使人類走進了核能時代,理想實驗起了重要的作用。麥克斯韋電磁場理論的突破,造就了電磁破信息的新時代,這與科學理論假設的應用有重大的關系……縱觀物理學發展史,眾多的物理學家之所以在物理學的研究中有杰出的創新貢獻,無不與他們運用正確有效的科學方法密切相關。以上的事實充分說明科學方法在物理史上占有十分重要的創新地位,我們在中學物理教學過程中,有目的、有計劃,適時有機地對學生進行物理學科學習方法的研究和訓練,對培養學生的科學創新能力,將來走上工作崗位為祖國的繁榮昌盛和科技進步貢獻力量,具有深遠的意義。
五、優化創新環境,鼓勵創新