第二節 創新精神的培育(2 / 3)

2.創設合適的教學情境和問題情境

基礎教育中,教學應該認真組織學生參與科學活動,從事科學探求,進行交流與操作,在做中學,在實踐中理解。為此學校與教師要盡力營造一種良好的學習氛圍及生動有趣的教學情境,讓學生身臨其境積極進行探究,從事發現、發明活動。讓他們從實際中分析現象,從具體情境中發現、提出問題,對提出的問題展開探求,尋找解答,對解決的問題進行檢驗與應用。這是創造性活動的基本過程,也應當是教學活動的基本過程。學生的學習方式是自主探索、合作交流與實踐創新。

設置教學情境à提出問題à解決問題à聯係實際應用(觀察分析)(猜測探究)(求解或反駁)(學做學用)

設置教學情境(信息、資料等)是這一模式的前提,起著思維定向、激發動機的作用;提出問題是關鍵,重在引導學生大膽猜測、探索;解決問題重在引導,培養學生對問題的轉換和對問題解決方法與策略的尋求;聯係實際應用,重在引導學生學做、學用,擴大學習空間,發展實踐能力和創新精神。

數學教育家阿蘭·熊菲爾德指出:“我們必須創設一種學習環境,讓學生能夠積極地去體驗數學。”“隻要創設合適的課堂氣氛和問題情境,學生也能像數學家那樣去做數學”。因而,創設合適的教學情境,給出學生從事學習活動的空間,激發學生的好奇心,產生質疑,開展交流與合作,是營造創造性活動環境的有效途徑之一。

3.憑借直覺思維訓練

作為創造能力,科學直覺是一個重要的參數。大科學家龐加萊認為,在數學創造中的直覺乃是“數學的秩序之感覺”,能使我們“發現隱微之關係及和諧”。有些人具有極強的記憶力,但這種數學直覺力不強,所以他能夠學習和掌握數學,但無力創造;相反,有些人有很強的數學直覺能力,盡管其記憶力並非極佳,也能有所發現。總之,直覺力的程度可以決定創造成績的大小。

讓我們沿著科學史的線索,探究直覺創造的幾個實例。

當敘拉古國王叫阿基米德檢驗金王冠是否摻假時,這位大師陷入了終日的沉思之中。在他的身子泡入木桶的水中洗澡時,腦中閃過一道光輝:他所排出的水在容積上與他的身體相等,因而馬上明白:純金王冠比金銀合金王冠排出的水要輕,同樣重量的合金體積要比同樣重量的純金體積大,因而會排開更多的水。阿基米德光著身子跑到大街上大喊:我找到了。在長期的思索之後,由於浴桶水溢出來的啟發,他獲得了一種“直覺的頓悟”,找到了表示物體在水中所受浮力大小與物體排開水的重量關係的阿基米德原理。

達爾文在“貝格爾號”上航行五年以後,回來整理記載所收集到的與物種變遷有關的事實。他用培根方法對事實進行了歸納,又把萊爾的地質學理論中的進化方法應用於生物學研究,得出了生物是進化而來的思想,確立了“選擇”在人工培育的動植物種類中的作用。但是,生活在自然狀態中的生物選擇是怎樣進行的呢?這一點在觀察事實中是歸納不出來的。達爾文在偶爾翻閱馬爾薩斯的《人口論》一書時,理解到馬爾薩斯所提出的隨時隨地都在發生的生存鬥爭的意義,馬上在頭腦中出現一個想法,就是在這些自然環境下,有利的變異應該有被保存的趨勢,而無利的變異應該有被消滅的趨勢。這樣的結果,應該會引起新物種的形成。因此,達爾文終於獲得了一個用來指導工作的理論。有趣的是,另一個獨立地提出進化論的英國生物學家華萊士也是從馬爾薩斯那裏獲得自然選擇理論的啟發性觀念的,這表明了馬爾薩斯的這本書給生物學家建立進化論提供了激發他們直覺的聯想的外部刺激。這也是一種科學直覺啟示。

德國化學家凱庫勒長期從事分子結構的研究。他對苯的環形結構的研究獲得成功,是在1865年的一天晚上,他在書房裏寫教科書,不知不覺在火爐邊打起了瞌睡,做起了夢,夢中的碳原子像爐中柴火一樣閃著火星,猶如蛇一般地彎曲盤繞,突然,他見到其中一條蛇抓住了自己的尾巴,這幅圖像在他的眼前嘲弄般地旋轉不已。在他醒來以後,用了整夜工夫弄清了苯的六角環形結構式。近代化學用X射線對芳香族化合物結構的研究,證實了這種平麵六角環形。凱庫勒在半睡眠狀態下所獲得的直覺的閃現,成了科學史上廣為流傳的佳話。

直覺的創造性及直覺思維在創造活動中的作用,已被眾多科學家的創造事實所證實,也得到人們的普遍認同。可是邏輯思維在數理學科中占主導成分,因而長期以來,人們在數理學科教學中,重視邏輯思維,偏重演繹推理,強調嚴密論證的作用,忽視科學審美的橋梁作用,甚至認為理科隻包含邏輯思維,這樣的教學僅賦予學生以“再現性思維”和“過去的知識”,扼殺了學生的“再創造思維”,嚴重地製約著學生的創造力。要改變上述做法,可經常適時地列舉科學史上不少來源於直覺思維的發現,說明它們不是單純邏輯思維的產物,而是通過觀察、比較、領悟、突發靈感發現的。同時,運用直覺思維把演繹式的教材體係,還原為生動活潑的創新思維活動,突出過程性教學,讓學生體驗到“處於發展中的知識”。這樣一來,學生便處在創造活動的環境之中。

4.點撥發散思維

大家知道,科學上的新思想、新概念和新方法,往往來源於發散思維。心理學家認為,創新能力的大小應和他的發散思維能力成正比。也就是說,任何一位科學家的創新能力可用如下的公式估計:

創新能力=知識量×發散思維能力

可見,加強發散思維的點撥是培養學生創新思維的重要環節。因此,我們在教學時,應在讓學生認真思考的基礎上,再進行分析,適時地給學生以巧妙的啟發、點撥,讓學生思維活動充分展開,讓他們自己對所學新知識作出概括,得出一般性結論,產生認識上的飛躍,從而把問題拓廣或延伸。

5.拓展課堂,深入社會

目前我國現行課本中的例題、習題,多數是人為編造且與生活實際脫節的,課堂上著力培養學生的解題能力,而解決問題特別是創新的能力較弱,並且所謂的解題能力也與今後實際需求脫節,以致在學生頭腦中科學知識與實際生活經驗成了兩個互不相幹的認知場。因此,有必要拓展課堂教學,讓學生深入社會,在感受生活中的科學的同時,引導學生在實踐中觀察問題、發現問題,並運用所學知識獨立地去解決問題,給他們以充足的時間和無限的空間。

(二)開發創造性潛能

先講述一個極具啟發意義的故事。

從前的一位印第安人居住在美國俄克拉荷馬州,他擁有一片私人土地,一輩子窮困潦倒。可自從在這片土地上發現了石油,他一夜之間成為百萬富翁。發財以後,這位印第安人首先給自己買了一輛豪華的“卡迪拉克”旅遊轎車。當時的車後配有兩個備用輪胎,可這位印第安人想使它成為鄉裏最長的車子,又在其後加了四個備用輪胎,他買了一頂林肯式的長筒帽,配上飄帶和蝴蝶結,嘴裏叨著一支又粗又長的黑雪茄煙,每天都要駕車到附近那個擁擠而且髒亂不堪的小鎮上去。他想見每一個人,也想讓人人都看看他。因而,他得不停地左顧右盼地與熟人打招呼,忙乎極了。有趣的是他的車從來沒有撞傷一人,他本人也從未有過身體受傷或財產受損的事。因為在他那輛氣派非凡的汽車前麵,有兩匹馬拉著汽車。他的機械師說汽車的發動機完全正常,隻是老印第安人從沒學會用鑰匙插進去啟動點火,總是要用汽車外麵那兩匹馬來拉著裏麵有100匹馬力準備就緒的汽車。