在科学教学中培养学生创新思维的研究.docx

《在科学教学中培养学生创新思维的研究》结题报告
小课题《在科学教学中培养学生创新思维的研究》得到区相关领导的大力支持和指导，由本人承担研究。课题从开题到现在历经一年多的时间，已经顺利完成了课题提出的预定目标，特申请结题。
一、课题提出
（一）研究背景
1、研究背景
课题研究的背景：鉴于现在教育体制中暴露出来的—教师引导学生笃信既定成果，从而束缚学生的思维，学生发现问题，分析问题解决问题能力低下的现状，提出对本课题的研究，意在通过对学生思维能力的培养激活学生的大脑，培养学生全方位多角度的去认识世界，发现问题，解决问题，养成良好的学习习惯，为学生以后的学习以及的步入社会，适应社会，铺平道路，奠定坚实的基础。
（二）有关当前培养学生创新思维相关课题的研究现状分析：
反思我们的教育，改革开放以来，我们的教育虽然取得了显著成绩，这些年来，不少教师也知道培养学生创新思维的重要性，但由于受应试教育的影响，学生多数时间依然是被动地接受知识，培养出来的学生只习惯按旧的方式、方法去解决问题，严重缺乏创新思维。以致于这些年来诺贝尔奖获奖者为零。
国外关于创造教育的研究相对较多，理论也相对成熟，但创新学习的理念与实践紧密结合还不多见，国内不少专家虽然对创新思维培养的种类进行了大量的研究，但在教学实践中如何培养学生的创新思维还未见系统的操作研究
（三）课题研究理论
1、江泽民同志指出：“面对世界科技飞速发展的挑战，我们必须把增强民族创新能力提高到关系中华民族兴衰存亡的高度来认识。教育在培养民族创新精神和培养创造性人才方面，肩负着特殊的使命。” 　　
2、素质教育理论。“智育工作要转变教育观念，改革人才培养模式，积极实行启发式和讨论式教学，激发学生独立思考和创新意识，切实提高教学质量。”　　
3、人本主义理论。人本主义理论强调学习过程中人的因素，把学习者视为学习活动的主体，重视学习者的意愿、情感、需要和价值观。培养学生创新精神和实践能力的研究遵循了“以人为本”教学原则，对于激发学生的主观能动性、发挥学生的主体作用、发展学生的能力有着积极的作用。　　
4、行为设计理论。基本思想：人的行为是人与事物之间的双向交互的过程，人的意识与行为是辨证的统一体。教学设计的核心任务：设计学习活动，以便引导学生的学习行为，从而促进学生的心理发展。　
（四）研究价值
1、增强学生主动参与意识。通过本课题的研究能让每一个学生积极参与到课堂教学的每一个环节中，让学生的创新精神得到培养，动手能力得到最大的发展，为学生的未来发展打下坚实的基础。　　
2、更新教师教学观念。通过本课题的研究能从根本上改变凝固在教师头脑中的传统教学模式，促进每个教师不断创新自己的教学理念，改进教育教学方法，实现自身专业化发展，以顺应教育改革潮流，培养更多具有创新精神和实践能力、能推动社会发展和进步的创造性人才。　　
3、改善教科研氛围。通过本课题的研究能激励每位教师积极、主动地参与我校的教育教学研究，促进我校教科研气氛的形成，促进学校教育教学工作的迅速、可持续性发展教育教学评价体制。　　
4、革新教育教学评价体制。创新教育必须在原有教育教学评价体制方面大力革新，使教育在学生创新能力的培养过程中真正发挥出导向功能；要打破传统教育中形式单一化的特点，采取多种评价形式，促使学生开放性个性和创新意识精神的形成。　　
5、促进资源利用。通过本课题的研究能促进学校教育教学资源的利用，改变我校的教学现状，提升办学品味，提高教育教学质量。
（五）课题的界定
学生的创新思维的培养是指在学生中突破原有的思维模式，重新组织已有的知识、经验、信息和素质等要素，在大脑思维反应场中超序激活后，提出新的方案或适应程序，并创造出新的思维成果和思维方式，从而培养学生的创新思维的一项教育实践活动。
二、研究概况
（一）研究目标
本课题研究的目标是：通过本课题的研究使学生树立创新意识，掌握一些创新思维的策略，优化学生的思维品质，培养学生敢于根据已有知识和学习实践，大胆设想的创新思维习惯，从而锻炼学生的创新能力，培养创新精神。进而适应未来社会发展的要求。
（二）研究内容
本课题研究的内容是：在理论研究方面，确立培养学生创新思维的原则，确定培养学生创新思维的目标以及研究重点；在实践方面探索培养学生创新的途径、方法、策略、教学模式、评价机制。
（三）研究方法和原则
1.研究原则
（1）科学性原则。强调科学的研究态度和科学的操作过程，在研究中践行校社结合，真正做到科学求真。
（2）实效性原则。科研与教学紧密结合，学校与家长紧密结合，把研究工作落实在具体的教育教学和学校管理工作中，讲究实效，不走过场。
（3）过程性原则。对学生的思维习惯进行科学的引导，激活学生的创造性思维，重在过程，强调落实，关注发展。把学生的创新性思维方式的引导和培养作为工作的重点并力争有延续性的研究。
2.研究方法
（1）调查法：即对于教材学习中和与课本知识相关的生活中的产生的一些难于解决的事，进行调查，走访，从中找出一些规律行的东西，从而得出问题的结论。
（2）实验法：对于学习中发现的问题，自己设计实验，通过实验来验证自己的看法。得出相关结论。
（3）文献法：即通过网络、报刊、杂志等渠道查阅相关资料文献，了解相关的信息。
（4）讨论法：通过生生之间，师生之间的交流讨论，从而寻找解决问题的思路。
（5）个案分析法——根据研究过程中的各类案例进行分析和比较，形成典型的品行指导个案。
（三）研究过程
1. 第一阶段：（前期准备）2013年7月—2013年8月
（1）、了解本课题研究现状。学习有关此课题的理论知识，确定研究方向，申报课题，确定课题组成员，制定课题研究方案。
（2）、分析当前研究成果，做好课题组人员分工，完成课程改革框架的初步设计。
2. 第二阶段：（实施阶段）2013年9月—2013年10月，
（1）、引领学生，质疑学习中问题的角度、方法，以及解决方式。
（2）、在课堂学习、教材设置，以及与知识相关的生活中现象，激发学生提出问题，对相关问题引导学生提出解决思路，并及时记录整理，归纳。
3、2013年11月—2013年12月，（课题调整）
对课题实施过程中发现问题及时调整，使课题研究得以顺利完成。
4、研究总结阶段:2014年2月
通过“问题----计划----行动----反思----调节”一系列的行动，总结、反思得失，调整研究。
(1)课题组对材料进行整理、分析、总结。撰写结题报告，进行成果鉴定，总结及反思，发现实验中存在的问题，并努力寻求解决问题的方法，及时调整研究。
(2)成果整理：研究报告(开题报告、中期汇报、结题报告)、结集或发表相关研究的理论与实践论文、教学案例、活动设计、课堂教学等声像记录、多媒教学课件等。
三、课题研究的成效
（一）研究成果
（一）理论成果
1．明确了创新思维的含义及特征
①含义：创新思维是指从事创造性活动的意愿和态度，是一种对未知领域充满兴趣积极探究的心理倾向。
②特征：
冒险性。针对原问题，敢于打破常规的思想、观念、方法，大胆探索。
独特性。针对原问题，用饱满的热情提出前所未有的新角度、新观点、新思想；对未知领域提出新思维、新方案。
自主性。创造的冲动来源创新思维，沉淀的创新思维自主地主宰创造活动。
阶段性。创新思维作为一种心理倾向，它的发展也由一个持续的由低水平前进的过程，客观存在着阶段性，发展的低级阶段为高级阶段奠定基础。创新思维贯穿于创造活动的始终。
2．搞清楚了创新思维能力的主要表现以及批判思维、发散思维、聚合思维三者之间的关系。
①具有批判思维。要求学习者“不拘泥于书本，不拘泥于权威”，敢于向权威挑战。
②具有发散思维。要求学习者不依常规，寻求变异，从多方面寻求答案。
③具有聚合思维。要求学习者能把发散思维所产生的众多方案和结果，集中于某一主攻方向，从中找到一种相对的最佳方案和结果。
批判思维是创新思维的前提，发散思维是创新思维的核心，聚合思维是对发散思维的聚合。
3．实验教师树立了以下创新理念：
（1）全新学习观
要培养学生的创新思维,教师必须树立以下的观念。第一，教育的重心要由教育者转向受教育者，突出学生学习的主体性地位。即把活跃在教学舞台上的主动权交给学生，让学生成为学习的主角。第二，教育的核心要由教育转向学习，把紧张的“灌输教育”过程转变为愉快的学习活动，由终身教育观转变为终身学习观，由被动地接受教育转变为主动地发现学习，由“要我学”转变为“我要学”。第三，教育的方式要由教学转向“学教”，即提倡学生的探索、求知在先，教师的指导、帮助在后，教师的“教”应由学生的“学”来安排确定。只有更新了这些学习观念，才能更好地培养学生的自学能力、动手能力、知识迁移能力和创新能力。
（2）全新的知识观
人的知识可分为显性知识和隐性知识。所谓显性知识即教师灌输给学生的知识，它是浅层次的知识，是比较易于遗忘的东西。隐性知识是学生发现学习到的东西。如学生通过体验、顿悟、自省、直觉而得到的极易保持的、带有一定的感情色彩的东西。学生的创新能力与其自身的显性知识关系不大，而与隐性知识却有着内在的必然的联系。隐性知识越丰富，学生的创造力就越强。因此，教师在教学中，要尽量抛弃以“量”为主的知识观，树立以知识的“质”和“结构”为主的观念，关注学生的隐性知识的摄取，由“授之以鱼”变为“授之以渔”指导学生学会学习、学会创造，真正使教学成为培养创新精神，提高创新能力的有效途径。
（3）全新的教学观
培养学生创新思维要求教师转变教学观念，由教“学问”转变为教“思创”。即在教学中，注重学生的思维训练，注重创造性思维品质的培养。
第一，教师要善于创设和谐、宽松的教学情境，促使学生敢疑、善疑。教师要尽量少于一些扼杀学生个性的“标准答案”或习惯用法来“排斥异己”。众多的教育家曾尖锐地指出，我们的学生被批评坏了，被批评怕了，他们丧失了个性和创造力。列宁曾教导我们：“青年人犯错误是连上帝都能原谅的。”因此在课堂教学中，教师都应鼓励学生大胆提出假设，发表独特的见解，鼓励学生标新立异，另辟蹊径，探寻具有创新的方法。
第二，教学中，教师应尽量借助直观教具或采用现代教育技术手段，充分展示知识发生的过程。教学中忽视概念的形成过程，忽视思维探索和分析过程，忽视方法的选择和比较过程，就容易造成学生兴趣淡化、技能僵化、思维劣化的恶果。有鉴于此，教师应积极创设问题情境，让学生在此情境中充分展示想像的翅膀去探索，去发现，去创造。
（4）全新的教师观
古代教师角色的“传道、授业、解惑”现代教师需要扮演的角色更多，且要经常交替转换，难度也日益增大。培养学生的创新思维，要求教师角色的重要转变之一就是由“教”者变成了“导”者，具体表现为：
①认知引导。教师要善于引导学生自己去认知，由教授知识转向引导学生发现问题，解决问题。教师应引导学生探索未知领域，寻找创造性解决问题的方法，从而培养学生的知识获取能力、整合能力和创造性的学习能力。
②个体疏导。教师眼中的学生是千差万别的、各具特色的、活生生的个体。班级中任何一个学生都有个性，每个人都因他的个性而区别于他人，教师应正确对待每个学生的个性，并善于针对学生的不同情况给予不同疏导。
③情境诱导。培养学生的创新思维要求应变呆板、僵化的课堂教学形式为新颖、活泼、有趣、言之有物的情境教学或愉快教学等多种新形式，激发学生的兴趣和好奇心，诱导学生大胆地探索、创造。
④操作指导。学生的创新思维能力会在观察和动手操作中得到更迅速的提高，而且教师的创新示范又是学生自主创新学习的前提和条件。因此，教学上应采用开放式、启发式教学方法，指导学生独立思考，大胆质疑，勤于动手，学会操作，学会创新。
⑤监控劝导。努力调动学生的主观能动性，使之积极参与学习过程。积极发掘学生的创造潜能，营造积极民主的课堂教学气氛，鼓励学生标新立异。
（5）全新的科研观
培养学生的创新思维要求教师具有较强的教育科研能力，这是由于创新思维本身充满了创造性这一根本特征所决定的。第一，培养创新思维的对象具有主体性。教师劳动的对象主要是正在成长中的一代新人，其教育目的是将尚未成熟的人培养成为具有强烈主观能动性的创造型人才。这一切本身就赋予了教师的教育教学活动具有无比丰富的创造性内涵。第二，培养创新思维的手段具有创造性。故教育家认为，合格的教师知道教什么，优秀的教师知道怎么教。第三，培养学生创新思维的过程具有创造性。教育过程的实施，既需要教师根据对象的心理、生理的规律和特点来施教，更需要根据不同社会、不同时代的要求来安排教学内容。因此，教学不等于单纯的教书，这里既有知识转化的艺术问题，又有培养不同个性的学生的问题。教学是创造，需要研究，没有重复，无论你上过多少次课，每次都只有新课，没有重复课。即使知识未大变，但学生已换，所以教学形式、方法、手段等都需要变化。正如苏霍姆林斯基所说，备课是教师一生的生命和文化的积累与展示。教师应注重开展教育教学科研活动，根据对未来社会发展的前景的预测，通过制定新计划、新方法来塑造未来社会的人才。因此说教师是“预知未来社会的学者”，“为一个尚未存在的社会培养着新人。”
（二）实践成果
1．构建了培养中学生创新思维的课堂教学模式
教学模式是教学理论和教学实践的中介，既是理论的应用，又是实践的概括，在实验中，我们提出了三案五步教学模式：在整个课堂中，以自学、合学为主的核心的环节，体现了教师主导，学生主体的教学思想，更有利于对学生进行创新思维的培养。
2．探索出了培养中学生创新思维的方法
我们认为，要培养中学生的创新思维，教师必须解决一个方法问题，只要方法得当，学生的创新思维就会得到很大提高，就会朝着创新思维的纵深发展。为此，我们认真探索培养中学生创新思维的方法，并概括如下：
（1）畅所欲言法:就是根据创新思维自由奔放的特点，打破常规，使每个学生都参与活动，自由发表自己的见解，体验自我价值。
现在的学生再也不喜欢老师牵着鼻子走了，教师说什么他做什么的时代已不存在了更何况这也不符合课改的需要。也就是说现在我们面前的羊不在是那么的温驯了，他们需要更广阔的空间来锻炼自己的奔跑能力；需要更高的自由来满足自己强烈的好奇心。鉴于以上的变化，我们就要大胆地放开栅栏，让他们自由地去奔跑，自由地探索。那么，我们要做的就是指引他们如何才能获得更大的自由和更广阔的空间。畅所欲言能让学生从各个角度，各个方面做到创意思路接触，在这种相互启发、相互激励、相互感染的氛围中，能有效地打破个人固有观念的束缚，摆脱思维的僵化、迟钝状态。
这种方法对于教学中涉及多个答案，或一题多解的开放性问题，或者有争议性的问题教师都可以采用。这样，学生的创新思维得到很大的提高。
（2）情境法。就是让学生设想自己处在别人的地位或环境中会如何、将怎样，即设身处地的思考问题的思维形态。
将人带入情境，能改变固定的思维、观念。
（3）设置疑问法。就是在教学过程中引导学生自已提出问题，自已解决问题。
质疑是创新思维的重要特征，善于质疑是创造发明的思维基础。爱因斯坦曾说：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”有疑问才会有探索，经过探索才会有所创造。在教学过程中，教师要教给学生方法，使学生会问，因为会问才是具备质疑能力的重要标志。
最后又让学生提出问题；“你还有什么不懂的地方？有什么体会？”长期这样坚持下去，能很好地培养学生质疑的习惯。
尊重学生个性，培养综合能力是素质教育的要求。在课堂上，这一观念已被越来越多的教师接受，课堂正逐渐形成“满园春色关不住，一枝红杏出墙来”的可喜局面。然而，当学生提笔做作业的时候，“红杏出墙”的个性色彩便逐渐淡化，统一无趣的作业束缚着学生，压抑着学生的个性成长，教育又回到“千树万树梨花开”的局面。在常年笔与纸的机械摩擦中，学生逐渐消钝了学习的热情，衰减了学习的灵性，遏制了身心的健康发展。
长期以来，人们往往把作业的功能定位于“知识的巩固”与“技能的强化”上，认识的偏狭加之“应试”的指向，导致作业陷入了机械重复、单调封闭的误区。我觉得，给学生布置自主发展型作业，能把他们从统一的指令中，单调封闭的区域中解脱出来，更重要的是能让学生在能动的创造性的作业活动中，获取生动、活泼、完美的发展。通过学生自己身边鲜活的材料，进行有效的教育教学，通过各种方法、各种渠道去陶冶学生的情操，使他们逐步形成正确的人生观、价值观、世界观。
（4）实践法。就是通过学生自己动手，亲身实践来获取知识，以促进学生思维的发展，培养学生创造性思维的一种方法。
皮亚杰指出：“思维是从动作开始的，切断了动作和思维之间的联系，思维就得不到发展。”提高学生的动手操作能力，是培养学生创造性思维的重要环节。动手操作的过程是一个手、脑并用的过程，是培养技能、技巧，促进思维发展的一种有效的手段。教学中教师要充分利用教具演示、学具操作等手段，为学生提供参与的机会，尽量地让学生不仅用眼看，还要动手、动脑、多种感官协同活动，在活动中把学生推上主体地位。这样，既能使学生的创新意识随着动手操作而展开，又使一些抽象的知识变为学生可能接受的形式。如，布置学生从不同的部位取水，诸如鱼缸内、池塘里、小河里等取出水样，在显微镜下进行观察，他们不仅从中看到了很多微生物，还熟练掌握了显微镜的使用，更增加了学习生物科学知识的兴趣。因此既培养了学生联系实际分析、思考问题的初步能力，又使学生的求异思维得到发展。
（5）多媒体手段运用法。就是在教学过程中，借助多媒体主让学生从中得到文字、图象、声音、动画、视频等多方位的信息刺激，唤起学生思维的活跃。
创新需要以占有广泛的信息为基础，没有充足的信息似实现创新。知识经济社会的重要特征就是知识信息变化迅速，知识信息容量大。教师应打破教科书的滞后性，收集大量的住处资料，并加以适当的处理，以学生容易理解的形式提供给他们，让学生接受各种活生生的信息刺激，以多方面的信息刺激唤起学生思维的活跃，从而跨越时空的限制，使教学内容更丰富，也为创新思维能力的培养提供了时间保证。
总之，在教学中，老师要采用现代教学法，结合教学内容灵活地运用各种创新思维方法，培养学生思维的主动性、求异性、灵活性、深刻性、批判性、创造性，从而提高学生的创新思维能力，拓宽学生的知识面。抓住学生无休止的好奇心，广泛的兴趣，强烈的求知欲等特点，实现传统教学模式向创新教学模式的转化。引导学生全面、自由、生动活泼、富有个性地发展，从而最充分地释放自身的潜能，让创新火花不断涌现。
3．促进了学生创新思维的发展。
（1）通过一段时间的引导训练，相关班级的课堂气氛活跃，学生的思维积极主动，敢于质疑，学科成绩有很大的提高，比如：五年级的成绩从原来的全镇排名第六跃升到全镇第二。六年级也从全镇排名第四进到第二。而且，学生主动做探究实验的积极性空前高涨，并在种子发芽、显微镜的微生物观察、拨片标本制作等方面取得了很大成功，学生科研气氛浓厚。这势必为将来步入中学甚至更高层的学习奠定坚实的基础。
（2）学生的创新思维喜结硕果：我辅导的五年级赵宇航同学，在上学期的丰南区自制教具比赛中，荣获丰南区学生组一等奖，获唐山市三等奖。
（二）研究效果
通过一段时间以来的引导和训练，大部分学生，思维活跃，对现有的结论，不盲从，喜欢探个究竟。遇到问题能够积互相讨论，互相合作来共同解决。对同学之间解决不了的问题，能够主动与家长、老师去探讨，并可以借助网络，书籍等渠道寻求答案。这样，不仅丰富了他们获取信息的途径，更开阔了学生的视野，丰富了学生的知识面，这一点在五年级赵海洋，赵宇航，崔雨军等一大批学生身上表现尤为突出。
四、课题研究讨论
第一，创新意识是决定一个国家、民族创新能力最直接的精神力量。在今天，创新能力实际就是国家、民族发展能力的代名词，是一个国家和民族解决自身生存、发展问题能力大小的最客观和最重要的标志。
第二，创新意识促成社会多种因素的变化，推动社会的全面进步。创新意识根源于社会生产方式，它的形成和发展必然进一步推动社会生产方式的进步，从而带动经济的飞速发展，促进上层建筑的进步。创新意识进一步推动人的思想解放，有利于人们形成开拓意识、领先意识等先进观念；创新意识会促进社会政治向更加民主、宽容的方向发展，这是创新发展需要的基本社会条件。这些条件反过来又促进创新意识的扩展，更有利于创新活动的进行。
第三，创新意识能促成人才素质结构的变化，提升人的本质力量。创新实质上确定了一种新的人才标准，它代表着人才素质变化的性质和方向，它输出着一种重要的信息：社会需要充满生机和活力的人、有开拓精神的人、有新思想道德素质和现代科学文化素质的人。它客观上引导人们朝这个目标提高自己的素质，使人的本质力量在更高的层次上得以确证。它激发人的主体性、能动性、创造性的进一步发挥，从而使人自身的内涵获得极大丰富和扩展。
（三）结论及推广价值：
既然创新思维的重要性人人都能认识，并且早已为很多事实所证实，我们也取得了阶段性的成果，那么我们不妨坚持下去，终有一天会让我们的教学，春色满园。
（四）几个值得思考的问题：
1、如何调动各种力量，全力配合学校，配合老师的教学，搞好学生创新思维的引导，这是一个首要应该考虑的问题，教学虽然主要是学校老师的事，但是很多时候需要家长社会的全力配合，只有各种力量形成合力，才能把学生的创新潜力充分挖掘出来，并得到不断的发扬。
2、学校领导和老师要勇于打破传统观念的束缚，敢于向传统教学发起挑战，为学生创设宽松的思维环境，比如：出台一些奖励式的评估模式，使一些勇于创新并取得成果的学生得到学校和老师的认可，让学生及时体会到创新所带来的乐趣和成功的喜悦。