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小学科学探究性实验教学提升学生创新思维与创新能力的探索与实践研究
摘要:当前,教育的核心目标之一是培养学生的创新思维与创新能力。随着社会的不断发展和科技的飞速进步,未来的人才需要具备适应变化、解决问题、创造价值的能力。在小学阶段,学生正处于思维发展的关键时期,科学探究性实验教学为他们提供了一种有效的学习方式,让他们能够通过实践活动来探索科学知识,培养创新思维,锻炼创新能力。本文将结合具体案例,探讨小学科学探究性实验教学对学生创新思维与创新能力的提升。
关键词:小学科学;探究性实验;创新思维;创新能力;实践研究;教学策略;
一、科学探究性实验教学的意义
科学探究性实验教学是一种以学生为中心,通过实验活动进行科学探究的教学方法。这种方法强调学生在学习过程中的主动参与,要求他们提出问题、设计实验、收集数据、分析结果,从而得出结论。其意义主要体现在以下几个方面:
1.提高探索能力
科学探究性实验教学能够激发学生的好奇心和探索欲望,使他们不仅仅依赖于课本知识,而是通过亲身实践去发现问题、思考问题、解决问题。这种探索过程有助于学生形成科学的思维方式,发展批判性思维。
2.培养创新思维
创新思维不仅仅体现在对问题的解决上,更在于对新思路、新方法的探索。在科学探究性实验中,学生需要进行多次尝试与反思,这会促使他们跳出固有的思维框架,寻求新的解决方案。鼓励学生提出各种假设,并进行多种途径的验证,有助于强化他们的创造性思维。
3.增强团队合作能力
许多科学探究性实验都是以小组为单位进行的,学生在团队中相互协作,共同讨论与解决问题。这种团队协作的经历,不仅能够锻炼学生的沟通能力和合作精神,还能使他们在交流中获得新的见解,从而提升整体的创新能力。
二、探索与实践方法
经过实践,我们在小学科学课堂中进行了多种探究性实验,以下是几个具体案例,展示了如何通过这些实验来提升学生的创新思维与创新能力。
1.“气球火箭”实验
在这一实验中,学生需要使用空气压力原理,设计并制作一种“火箭”。首先,教师向学生讲解气球如何利用空气反作用力飞行的原理,然后让学生分组进行设计。
学生们在设计过程中遇到各种问题,比如如何固定气球,如何提升飞行距离等。每个小组都提出了不同的设计方案,包括使用不同形状的纸筒、调整气球的大小等。在实验过程中,学生们不断进行尝试和调整,最后在小组展示中分享自己的设计思路和结果。
通过这一实验,学生不仅掌握了空气动力学的基本原理,还激发了他们的创新思维。在面对问题时,学生们学会了主动思考、合作与分享自己的见解。
2.“植物生长实验”
这一实验通过观察不同环境因素对植物生长的影响,培养学生的观察能力与实验设计能力。教师引导学生根据不同的生长条件(如光照、水分、土壤类型等)提出假设,并设计相应的实验来验证这些假设。
在实验初期,学生们提出了许多独特的观点,比如是否可以用不同颜色的光来促进植物生长。通过对不同条件下植物生长状态的观察记录,学生们能够清晰地看到这些环境因素的变化对植物生长的实际影响。
通过这一实验,学生们不仅加深了对植物生长过程的理解,还学会了如何科学地设计实验、进行观察与记录,培养了他们独立思考的能力。
3.“水循环实验”
水循环是自然科学中的一个重要概念,通过一个简单的水循环实验,教师能够让学生们亲身体验和观察水的蒸发、凝结和降水等过程。
师生共同准备一个透明的容器,向其中加入一定量的水,并放置在阳光下,观察水的变化。在实验过程中,教师引导学生记录观察到的每一步,鼓励他们讨论蒸发和降水的原因,以及这些现象对环境的影响。
这个实验使学生们直观地理解了水循环的过程,同时激发了他们对自然现象的兴趣。许多学生在讨论中提出了关于气候变化的观点,显示出他们对未来环境问题的思考能力。
三、教学反思与改进
在进行以上探究性实验教学的过程中,我们发现了一些有待改进之处。
1.教师引导的有效性
在实验过程中,教师的引导非常关键。如果教师能够适时提供科学知识的支持,能够有效提高学生对实验的理解和兴趣。因此,教师的专业知识水平和对学生的关注程度对实验效果的影响是不可忽视的。
2.学生参与度
在一些实验中,部分学生可能会由于性格原因不愿意主动参与讨论或实验。这时教师需要注意,应该采取适当的方法鼓励每个学生参与进来,如将任务分配到每个学生,让他们在不同环节中都有所发挥。
3.后续的总结与反思
实验结束后,教师应该组织学生进行总结。通过共同探讨实验结果、反思实验过程,可以进一步巩固学生对知识的理解,激励他们在以后的学习中保持探索的热情。
四、结论
小学科学探究性实验教学是一种非常有效的教学策略,它能够显著提升学生的创新思维与创新能力。在教师的引导下,学生通过亲身参与实验、观察现象、讨论问题,能够培养起探索未知的兴趣,并在此过程中逐步锻炼出独立思考及解决问题的能力。
未来,我们应该继续深入探索科学探究性实验教学的实用性与有效性,结合学科特点,不断创新教学形式,为培养更多具有创新能力的人才而努力。这不仅对学生个人的成长至关重要,也为社会的未来发展提供了强大的动力。
参考文献:
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[2].范国辉.(2021)."探究性实验教学对学生思维能力的影响."*学科技*.19(3),78-82.
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[4]邓志强.(2020)."科学教育中的创新能力培养策略."*现代教育*.18(4),92-95.
本文为河南省2023年度教育资源保障研究一般课题“小学科学探究性实验教学提升学生创新思维与创新能力的探索与实践研究”(课题批准文件号:河南省教育厅教资保【2023]294号,立项编号:2023JZB245的阶段性成果。