觀察力,科學課程中發展創新思維的起點
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摘 要:創新始于發現問題,觀察是發現問題的基礎,學生的觀察力是一種有意識、有目的、有組織的知覺能力,是人類認識世界、學習知識、發展智力的根本途徑。中學生的觀察力具有較強的培植性??茖W課程是培養學生觀察力的重要平臺,教師可從貫徹概念教學模式、實驗探究實踐、創設新的作業和評價平臺等外部因素,創設發展學生觀察力和問題意識的環境和氛圍;從課堂教學情境創設培養觀察興趣,指導科學的觀察方法等內部因素發展學生的觀察力。
關鍵詞:觀察力;科學課程;創新思維
一、創新始于發現問題
亞里士多德說過,思維是從疑問和驚奇中產生的。蘇格拉底同樣也認為:問題是接生婆,她能幫助新思想誕生。兩位哲人的觀點都體現了問題意識對于思維和創新思維的重要性。學者龔放教授在《強化問題意識造就創新人才》一文中
就指出:“創新始于發現問題,問題意識是創新型人才應具備的基本素質,強化問題意識對培養創新型人才起著至關重要的作用”。問題意識的培養策略在不同學科和不同學段中有共性,也有不同。本文主要以筆者帶領高中生物科學社團進行實驗探究活動為例,淺析在實驗探究活動中,通過培養學生觀察力,提升問題意識,發展學生的創新思維。
二、觀察力是科學課程中發現問題的必要條件
生物學科是一門自然科學,也是實驗學科。學科屬性決定了學科研究規律和研究方法。英國科學哲學家K.P.波普爾說過:“科學只能從問題開始”。重大生物學科觀點都是通過“觀察現象—提出問題—做出假設—實驗論證—得出結論”的五個步驟發現,即,“假說—演繹”法。如:遺傳學奠基人孟德爾,通過觀察豌豆的性狀分離現象,提出問題,最終通過實驗論證得出遺傳的分離定律和自由組合定律;遺傳學之父摩爾根,通過觀察到果蠅的白眼總是和性別相關聯,揭示了伴性遺傳現象的本質。通過假說演繹的方法揭示自然發展規律在其他自然學科同樣普遍存在,如:牛頓對蘋果從樹上掉落現象的思考,多普勒對火車進出隧道時聲音變化的思考等??梢?,在自然科學的實驗探究中,問題的提出,很重要的一個原因在于提出者有很強的觀察力。觀察力是科學課程中發現問題的必要條件。
三、觀察力及觀察力培養策略
?。ㄒ唬┲袑W生的觀察力是可培植的
觀察力是一種有意識、有目的、有組織的知覺能力,是人類認識世界、學習知識、發展智力的根本途徑。觀察力并非是與生俱來的,觀察力會隨著人不斷地成長和學習、心智的逐漸成熟而逐漸增強。中學階段是個體從兒童時期邁向青春期的關鍵階段,學習的積極性不斷增強在觀察過程中不僅感知事物的外部現象,而且能抓住事物的內在要素之間的區別和聯系,更加全面地去認識事物。觀察人和事的主動性逐步增強,精確性不斷提高,這就決定了觀察主體具有可培植性。
?。ǘ┛茖W課程中的觀察力培養策略
1、概念教學模式統領課堂教學。如:“細胞器—系統內的分工與合作”的教學中,先給出各種細胞器的模型,讓學生觀察,嘗試說出細胞器的功能作用,教師評價過程中,通過師生互動滲透結構與功能相適應的生物學觀點,通過觀察和交流及資料閱讀,得出觀點“細胞器在細胞內是有分工的”,再給出分泌蛋白的同位素追蹤實驗結果,上升觀察難度和思維難度,經過教學組織,最終得出“細胞器在系統內既有分工還有合作”的重要概念。這節課如果由教師直接講授知識結論,那么學生必然缺乏觀察力培養、思維訓練的機會。
2、在實驗探究教學中培養觀察意識和能力
科學課程學習中,實驗探究課堂是學生興趣最濃、參與度最高的過程,傳統的實驗課堂往往是用實驗現象驗證結論,缺失了實驗的深度學習和觀察。在科學實驗教學中,可以巧妙的將演示實驗、學生分組實驗由驗證改編為探究實驗,教師用心的改變,帶給學生的是深度觀察和思考。如:葉片中色素的提取,教師演示完后,拋出一個問題:“為什么無水乙醇變綠色?”“植物的色素提取都用無水乙醇溶解提取嗎”?觀察帶來了問題,問題帶來了探究,各種方式的探究驗證,迸發出思想的火花,埋下了創新思維的種子。例如:某同學用涼水泡茶和枸杞進行簡單的對比實驗,根據水中顏色的變化情況,輕松闡釋了不同色素在水中的溶解度不同的問題。
3、任務驅動,強化訓練
中學生觀察的自主性、理解性已有一定程度,但也存在觀察學習不系統、不連續的問題,很容易受到學習負擔、情緒化等因素的影響。教師做學生惰性后面輕輕的推手,有了任務驅動,有了小組分工合作,中學生觀察生活中現象的積極性往往十分高漲,這也是小小的社會實踐活動給緊張的學習生活帶來一點學習節奏的調劑。如:有同學回家洗衣服,就觀察出一個疑惑現象,提出問題:肥皂的外周、中間和肥皂芯的洗滌效果不一樣?這就是來自生活中的日?,F象,大多數人忽視,但有了一定的觀察力和問題意識,就會敏銳的捕捉到這個問題。
4.創新作業評價形式,培養觀察興趣和意識
如:同學在周末回家對小區門口交通擁堵進行了兩天的長時間觀察記錄,分別在早、中、晚三個交通高峰期,觀察記錄了車輛停放、形勢情況,統計了人員流動的年齡段、人流量以及人流方向。根據兩天的觀察,確定了交通擁堵的原因,一方面,大門口緊鄰馬路,在高峰期用自行車和電動車接送孩子;另一方面,小區門口沒有設置車道和人行道隔離欄,部分機動車違章停放在馬路邊。根據原因,該同學想到了開小區側門對送孩子和超市購物人群進行分流,在小區門口放置人行道隔離欄的方法,限制機動車停放。課堂中該同學的匯報,引發了其他同學回家觀察交通的熱潮,從這個角度分析,作業形式的改變,作業評價的改變,對于培養學生觀察力和問題意識是有積極意義的。
總之,中學生學業負擔重,心理特征存在不穩定因素,培養他們的觀察力,既從外部因素考慮,也從學生的內部因素考慮。外部因素方面,教師改變課堂教學模式,注重實驗教學,創設作業評價和交流平臺,外部因素使學生有了發展觀察力的環境和氛圍。內部因素方面,課堂交流論壇,激發了學生觀察和提出問題的原動力;在平時的課堂教學中,教師應注重情境創設,指導學生觀察,培養學生觀察的方法和技巧。
參考文獻
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