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观察力,科学课程中发展创新思维的起点

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  摘 要:创新始于发现问题,观察是发现问题的基础,学生的观察力是一种有意识、有目的、有组织的知觉能力,是人类认识世界、学习知识、发展智力的根本途径。中学生的观察力具有较强的培植性。科学课程是培养学生观察力的重要平台,教师可从贯彻概念教学模式、实验探究实践、创设新的作业和评价平台等外部因素,创设发展学生观察力和问题意识的环境和氛围;从课堂教学情境创设培养观察兴趣,指导科学的观察方法等内部因素发展学生的观察力。
  关键词:观察力;科学课程;创新思维
  一、创新始于发现问题
  亚里士多德说过,思维是从疑问和惊奇中产生的。苏格拉底同样也认为:问题是接生婆,她能帮助新思想诞生。两位哲人的观点都体现了问题意识对于思维和创新思维的重要性。学者龚放教授在《强化问题意识造就创新人才》一文中
  就指出:“创新始于发现问题,问题意识是创新型人才应具备的基本素质,强化问题意识对培养创新型人才起着至关重要的作用”。问题意识的培养策略在不同学科和不同学段中有共性,也有不同。本文主要以笔者带领高中生物科学社团进行实验探究活动为例,浅析在实验探究活动中,通过培养学生观察力,提升问题意识,发展学生的创新思维。
  二、观察力是科学课程中发现问题的必要条件
  生物学科是一门自然科学,也是实验学科。学科属性决定了学科研究规律和研究方法。英国科学哲学家K.P.波普尔说过:“科学只能从问题开始”。重大生物学科观点都是通过“观察现象—提出问题—做出假设—实验论证—得出结论”的五个步骤发现,即,“假说—演绎”法。如:遗传学奠基人孟德尔,通过观察豌豆的性状分离现象,提出问题,最终通过实验论证得出遗传的分离定律和自由组合定律;遗传学之父摩尔根,通过观察到果蝇的白眼总是和性别相关联,揭示了伴性遗传现象的本质。通过假说演绎的方法揭示自然发展规律在其他自然学科同样普遍存在,如:牛顿对苹果从树上掉落现象的思考,多普勒对火车进出隧道时声音变化的思考等。可见,在自然科学的实验探究中,问题的提出,很重要的一个原因在于提出者有很强的观察力。观察力是科学课程中发现问题的必要条件。
  三、观察力及观察力培养策略
  (一)中学生的观察力是可培植的
  观察力是一种有意识、有目的、有组织的知觉能力,是人类认识世界、学习知识、发展智力的根本途径。观察力并非是与生俱来的,观察力会随着人不断地成长和学习、心智的逐渐成熟而逐渐增强。中学阶段是个体从儿童时期迈向青春期的关键阶段,学习的积极性不断增强在观察过程中不仅感知事物的外部现象,而且能抓住事物的内在要素之间的区别和联系,更加全面地去认识事物。观察人和事的主动性逐步增强,精确性不断提高,这就决定了观察主体具有可培植性。
  (二)科学课程中的观察力培养策略
  1、概念教学模式统领课堂教学。如:“细胞器—系统内的分工与合作”的教学中,先给出各种细胞器的模型,让学生观察,尝试说出细胞器的功能作用,教师评价过程中,通过师生互动渗透结构与功能相适应的生物学观点,通过观察和交流及资料阅读,得出观点“细胞器在细胞内是有分工的”,再给出分泌蛋白的同位素追踪实验结果,上升观察难度和思维难度,经过教学组织,最终得出“细胞器在系统内既有分工还有合作”的重要概念。这节课如果由教师直接讲授知识结论,那么学生必然缺乏观察力培养、思维训练的机会。
  2、在实验探究教学中培养观察意识和能力
  科学课程学习中,实验探究课堂是学生兴趣最浓、参与度最高的过程,传统的实验课堂往往是用实验现象验证结论,缺失了实验的深度学习和观察。在科学实验教学中,可以巧妙的将演示实验、学生分组实验由验证改编为探究实验,教师用心的改变,带给学生的是深度观察和思考。如:叶片中色素的提取,教师演示完后,抛出一个问题:“为什么无水乙醇变绿色?”“植物的色素提取都用无水乙醇溶解提取吗”?观察带来了问题,问题带来了探究,各种方式的探究验证,迸发出思想的火花,埋下了创新思维的种子。例如:某同学用凉水泡茶和枸杞进行简单的对比实验,根据水中颜色的变化情况,轻松阐释了不同色素在水中的溶解度不同的问题。
  3、任务驱动,强化训练
  中学生观察的自主性、理解性已有一定程度,但也存在观察学习不系统、不连续的问题,很容易受到学习负担、情绪化等因素的影响。教师做学生惰性后面轻轻的推手,有了任务驱动,有了小组分工合作,中学生观察生活中现象的积极性往往十分高涨,这也是小小的社会实践活動给紧张的学习生活带来一点学习节奏的调剂。如:有同学回家洗衣服,就观察出一个疑惑现象,提出问题:肥皂的外周、中间和肥皂芯的洗涤效果不一样?这就是来自生活中的日常现象,大多数人忽视,但有了一定的观察力和问题意识,就会敏锐的捕捉到这个问题。
  4.创新作业评价形式,培养观察兴趣和意识
  如:同学在周末回家对小区门口交通拥堵进行了两天的长时间观察记录,分别在早、中、晚三个交通高峰期,观察记录了车辆停放、形势情况,统计了人员流动的年龄段、人流量以及人流方向。根据两天的观察,确定了交通拥堵的原因,一方面,大门口紧邻马路,在高峰期用自行车和电动车接送孩子;另一方面,小区门口没有设置车道和人行道隔离栏,部分机动车违章停放在马路边。根据原因,该同学想到了开小区侧门对送孩子和超市购物人群进行分流,在小区门口放置人行道隔离栏的方法,限制机动车停放。课堂中该同学的汇报,引发了其他同学回家观察交通的热潮,从这个角度分析,作业形式的改变,作业评价的改变,对于培养学生观察力和问题意识是有积极意义的。
  总之,中学生学业负担重,心理特征存在不稳定因素,培养他们的观察力,既从外部因素考虑,也从学生的内部因素考虑。外部因素方面,教师改变课堂教学模式,注重实验教学,创设作业评价和交流平台,外部因素使学生有了发展观察力的环境和氛围。内部因素方面,课堂交流论坛,激发了学生观察和提出问题的原动力;在平时的课堂教学中,教师应注重情境创设,指导学生观察,培养学生观察的方法和技巧。
  参考文献
  [1] 余文森.核心素养导向的课堂教学[M].上海:上海教育出版社,2017,7.
  [2] 崔伟.实验探究的秘密[M].江苏:东南大学出版社.2018.1.
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