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【中图分类号】G612 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)06(a)-0049-01
学生创新能力的培养不是一蹴而就的,它需要一个长期的培养过程。在日常的课堂教学过程中我们的初中数学教师要时刻保持警惕,一旦发现可以培养学生创新能力的机会就要牢牢抓住。那么,究竟如何在初中数学课堂教学中培养学生的创新能力呢?笔者总结几点论述如下。
1 锻炼协作精神,培养学生的创新人格
锻炼学生的协作精神,是培养学生创新人格,甚至创新能力的重要保障。学生的协作精神在分层次教学当中体现得最为明显,在对全班进行分层之后,建成不同的小组也是很必要的,这样做有利于学生之间的相互协作。
笔者曾经做过一个教学实验:对于小组成员的构成,我在实验中是这样选择的,每一个小组由一名A层学生、两名B层学生、一到两名C层学生来构成,每个小组的成员大致在4-5名之间,我的实验班上一共有49名学生,一共分成了11个组,6组l-2-l式(1A,2B,1C),5组l-2-2式(1A,2B,2C)。这样的分组方式,主要是为了好中差学生之间的相互学习与帮助。在一个学期当中,小组中的成员是固定不变的,因为过于频繁的成员变换会造成小组的动荡,不利于学生的交流。在实际的教学过程当中,我还引入了小组竞争的机制,因为简单的分组并不能增强学生之间的交流和沟通,必须在外部强大的压力下,他们之间才会相互合作的更加紧密。关于构建小组之间的竞争是比较头疼的,因为1-2-1式和1-2-2式小组的人员构成不同(分别是4人和5人)和小组数不同(分别是7组和5组),单是论考试的分数,不容易比较,如果再加上关于学习态度的考评,因为小组人数较多,就更加难以统评。因此,我决定根据实际情况,将11个小组按组员人数分为两部分,分别起名叫“小组”和“大组”,于是我的班里有6个“小组”和5个“大组”。各个小组之间的竞争以及两个组别之间的竞争都会造成学生们的相互协作与创新。
2 创设适宜情境,孕育学生的创新意识
在课堂这块主阵地上,根据不同的教学内容和教学对象,精心创设教学情境,组织学习活动,可以在完善学生认知结构的同时,启发学生自主学习,培养学生的探索精神,增强创新意识,发展创新能力,全面提高课堂教学质量。
例如:在学习《三角形全等的判定》时,首先让学生回顾全等三角形的定义及全等三角形的性质是什么。根据全等三角形的定义,要判定,必需具备什么条件。接着,让学生根据两个全等三角形的定义,猜测一下要判定两个三角形全等是否必须是三条边对应相等和三个角对应相等,如果不是,要判定两个三角形全等,至少需要几个什么样的条件呢?并说明理由。
“需要五个条件即可,因为由三角形内角和定理可证明第三个角也相等。”
“需要三个条件,即三条边对应相等即可,用拼一拼的方法就能得到结论。”
……
问题提出后,学生众说纷纭,争论不休。这样创设猜测情境,每个学生很容易参与到教学内容上来。最后,再用几何画板的测量方式,让学生用动画方式验证两个三角形重合的结论。此时,教师要把学生猜测的结论及时命名为“×××同学的×××定理”,让学生品尝到成功的喜悦。像上述这样,教师通过巧妙地利用新旧知识的联系来设置猜测情境,引导学生通过探索来进行创新学习,能逼使学生思维入路,使学生感到新知识不难,从而激发学生尝试探索新知识的欲望,让学生充分参入到发现问题和解决问题中来。这样教学,不但激发了学生的兴趣,激活了学生的思维,学生的创新意识也得以培养。
3 提高参与意识,锻炼学生的创新思维
提高学生的参与意识,锻炼学生的创新思维是培养学生创新能力的关键。因此这就要求每一个学生都要在学习的过程中加强自己的参与意识,重视与老师的交流、与同学的交流,找出自己的不足,努力改进自己的学习方法,从而在提高学习效率的同时不断锻炼自己的创新思维,提高自己的创新能力。
比如在“中心对称图形”这节课当中,为了使学生更好的养成创新思维,我在课堂上参考其他老师的教学经验,设计了一堂后来被学生成为神奇的教学课。
A.上课伊始,我没有说任何话,只是在黑板上用白粉笔画了一个40cm×40cm的网状格子,将里面用线条等分成16份。每一个小格子10cm×10cm。并对每一个小格子进行由左到右、由上到下的编号。——此举为吸引学生的注意力。
B.然后对编号为2、4、5、12、13、15的小格子,用黑板擦予以擦掉,与其他格子公用的线条,并不擦掉。其实只是去掉了6个10公分的小边,但是图形变成了学生们都比较陌生的不规则多边形。——此举为诱发学生的好奇心。
C.对剩下的不规则多边形,我问同学们知道这是什么标志吗?没有一个学生能够回答我,这也在我预料之中,尽管他们知道今天要学习的内容是“中心对称图形”。他们依然还是不明白他们的老师葫芦里卖的是什么药。接着我有用蓝色粉笔将不规则多边形的所有内部和外部线条涂成蓝色(其实原本就可以用蓝色粉笔来做整个图形,只是我本人在课堂下面试过几次,纯粹的蓝色黑板上显现的十分不清楚,而先用白色粉笔再用蓝色粉笔则避免了这一情况的发生)。——此举诱发学生的创新思维。
课堂上对中心对称图形的引入,关键是以学生日常生活中经常见到的图形作为讲解的对象,一来学生会感到亲切,二来学生会感到新奇,作图中的每一步骤都有利于学生创新思维的培养。
4 结语
以上几点只是笔者的粗浅总结,在初中数学课堂教学中培养学生创新能力的策略还有很多,在此就不一一做以阐述。总之,创新能力的培养是初中数学课堂教学的关键,我们一定要把握好教学的尺度,在教学中积极开动脑筋,不断培养学生的创新能力。
参考文献
一、激发尝试兴趣,让学生在“乐”中求学
古人云:“知之者,不如好之者,好之者,不如乐之者。”学生是学习的主体,学习的最好动力是对学习产生兴趣,这样。学生才能自觉主动地进行学习活动,只有激发学生强烈的尝试兴趣,才能为学生创新意识的萌发创造良好的条件。那么,如何激发学生学习的兴趣呢?
1.精心创设情境,激发好奇心和求知欲
教师可以用提出需要解决的问题或设置悬念来进行。例如,教学“一元二次方程根与系数的关系”时,让每个学生写出任意的一元二次方程(≥0),然后让他们猜想两根之和、两根之积。教师接着快速地说出答案。对此,学生会感到非常惊讶,老师怎么会知道?用的是什么好方法?经常采用这种方法,学生就会产生迫切的需要,增强学生探索新知的积极性。
2.创设多种情景,引发思维兴趣
在教学中尽可能地为学生提供动手、动口、动脑的机会,让学生在“动”中思维,在“玩”中学习,在“做”中形成系统的知识网络。例如,教学“圆周角”时,让学生操作:把橡皮筋的两端用图钉固定在硬纸板上,另一端系着笔,把绳子拉直画一圈就会画出一个圆,接着让学生把绳子换成橡皮筋再画,结果画不成―个圆,此时教师抛给学生两个问题:为什么画不成呢?形成一个圆要具备什么条件呢?经过同学讨论评价,得出“定点、定长”这两个条件。通过动手操作,不但使学生对所研究的问题理解更深刻,记忆更牢固,而且,能激发学生的学习兴趣,激发学生创造的积极性。
二、鼓励学生质疑,让学生在“问”中求学
问题是数学的心脏,是数学思维的起点。古人云:“为学患无疑,疑则有进,小疑则小进,大疑则大进。”问能使学生主动去学习,问能解惑、问能知新,问能使学生去发现、去探索、去创造,所以在教学中应给学生创设“疑”的情景,多给学生质疑的时间和空间。
质疑的前提是保护学生生疑、提问的积极性,这就需要教师发扬教学民主。只有民主才能解放最大多数人的创造力,而且使最大多数人的创造力发挥到最高峰。对学生提出的问题不管是简单的还是复杂的,是幼稚的还是超课标的,都要做到有问必答,要始终对学生的提问给予积极的评价。讲课时,应允许学生随时提问。
让学生质疑问难有多种方法:
1.新课导入时让学生发问
爱因斯坦说过,提出一个问题比解决一个问题更重要。导入新课时教师有意识地创设一种情景,把学生带人问题的情景。使学生产生求知的需要。
例如,教学“圆的认识”时,利用多媒体屏幕演示:一个人利用绳子在地面上画了一个大大的圆,看后,教师出示课题“圆的认识”,然后让学生相互提问,老师倾听:为什么这样能画成一个圆?这种画法在书本上画很麻烦,有没有更好的方法?圆有什么特征等问题,学生会在自己的提问中激发思维,激发求知欲。
2.学习新知时让学生提问
少年儿童本身就具有好发现、求知欲强的心理特点。根据这种特征,学习新知时要把学生置身于问题的情境中,使他们成为一个问题的探索研究者。例如,教学“分式的基本性质”时,同学们都知道了分式的分子和分母乘以或除以相同的不为零的数或整式,分式的大小不变。教师可启发学生:你还想到分式会有其他变式吗?这时,善于思考的学生可能会提出:分式的分子和分母都加上或都减去一个相同的数,它的大小会不会变?问题一提出,同学们跟上讨论,教师要及时表扬这种敢于质疑的精神,然后和学生们一起讨论解决这个问题。
3.运用知识时鼓励学生大胆问
学生学了薪知识,掌握了一些新方法后,不能让学生机械地模仿解题,而是要根据学生的心理,要最大限度地挖掘学生潜在的智力因索。驱动学生去质疑问难。在学完“平行四边形”后,针对“正方形的面积计算”,学生掌握了公式“s=a2”的前提下。鼓励学生思考:还有没有其他方法?特别优秀的学生可能会提出:“能否用菱形的面积公式?”,这时,组织学生去讨论,很快问题就会得到解决。(因为正方形是特殊的菱形,所以可以用菱形的面积公式去计算)
三、引导学生猜想,让学生在“思”中求学
猜想是由一种事物想到另一种事物,即由此及彼。它的特点在于通过形象的彼此联结,而达到对事物认识的目的。猜想是合理思维的关键,是探索发明创造的前提。在数学课堂教学中,思考的过程,实际上就是问题在思考中得以解决的过程,因此要积极引导学生去猜想。
例如,教学“勾股定理”时,让学生首先回顾直角三角形两个锐角之间的关系(两锐角互余),然后让学生猜想它的三条边有什么关系?让学生通过具体的几个实例测量,再经过讨论。最后形成共识。再如,教学“梯形的面积”公式推导时,让学生猜想:梯形的面积公式怎样推导?学生相互讨论,有的说把它割成长方形,有的说把它分成两个三角形……然后让学生拿出准备好的梯形白纸进行操作实验。师生一起分析讨论,得出梯形的面积公式。
巧用平台、多元启发,培养学生创新素养
创新能力、创新思维的培养有赖于良好的创新素养,而创新素养是学生持续性创新思维发展的基础,只有有效地把握Scratch特点才能够塑造学生的基本创新素养。
1.童趣生动、操作简单,易于激发学生的创新兴趣
创新的动力源于对某一事物的兴趣,兴趣可以引导学生源源不断地思辨求异求新,能够激发学生内在的创作欲望与持续动力。
目前,中小学生在数字终端设备上的兴趣点,多集中在玩游戏或看动画等多感官刺激的内容上。以往的程序设计语言因书写代码、记忆指令而显得枯燥无味,而Scratch采用积木式编程,童趣生动、操作简单,减少了对大量命令与代码的记忆,提供了趣味学习的契机,卡通的画面、亲切的模块指令都易于激发学生的学习兴趣,让学生专注于效果的设计,易于激发学生更广泛的兴趣,让他们做出“炫目”的作品,更易于提高其兴趣的持续度。
2.代码开源、直观可视,易于培养学生的观察能力
观察能力是创新的基础,也是学生模仿、学习的重要前提技能。培养学生的观察能力在传统计算机教学中已有初步体现,但碍于软件功能的欠缺,往往需要教师反复演练才能够让学生观察到。这其实降低了学生观察能力培养的层次,观察能力的培养在于学生自主地发掘寻找自身与目标的差距,进而实现作品的完善。
Scratch开源的特点为学生观察能力的培养提供了无限可能,随着线上Scratch作品的不嘣龆啵学生有能力自主寻找有兴趣的作品进行模仿学习。在这个过程中,学生需要观察角色、代码等,从而实现作品。同时,通过Scratch所见即所得的特点,学生还可以快速比较、寻找自身与目标作品或创作设想的差距,进而观察寻找更多的不足之处。在这个过程中,学生的观察能力得到了一个较高层次的培养。
3.化繁为简、由易入难,易于锻炼学生的持久意志
创新往往是艰辛坎坷的,没有持久意志的人往往到达不了终点。因此,磨练学生的创新持久意志尤为重要。
许多看似复杂的游戏程序或动画,都可以通过Scratch化繁为简轻松实现,这使得学生的积极性被提高,同时其创作的持久性也得以延续。教师在教学时也应遵循化繁为简、由易到难的原则,在学生掌握基本原理、简单程序的基础上,让其充分体验成就感。由于Scratch的功能丰富,学生经过长时间的努力同样可以实现非常复杂的程序。教师也可以逐步增加开发作品的时间,通过组织如创意马拉松、编程1小时等活动,进一步磨练学生创作的持久意志。
4.多元融合、面向实际,易于启迪学生的问题意识
问题意识是创新的星星之火,但以往传统教育中却缺乏对问题意识的培养。学生不知为何提问,也不知如何提问,出现这种情况的主要原因就是教师所教内容往往脱离了学生的实际。
Scratch拉近了学生作品与实际生活的距离。同时,Scratch多模块、多元化元素的融合,使得学生针对同一问题可以提出不同的解决方案或设计方案,这为每个学生提出个性化问题提供了可能。为了有效启迪学生的问题意识,教师在选择学习活动时要尽量贴合学生的实际,这样才会更易于启发学生去思考问题、解决问题。
5.面向对象、接近实际,易于培养学生的系统分析能力
系统地分析问题的能力是创新的关键要素。信息技术学科作品要接近生活实际或直面生活实际,因此在设计制作作品时,学生往往会遇到许多复杂的问题,所以如何系统地分析出问题的关键、梳理出解决问题的总体框架是信息技术学科的核心素养所在。
Scratch能使学生从指令语法中摆脱出来,使其更专注于设计,从背语法代码转向问题解决,转向对复杂现象背后逻辑关系的分析与研究。另外,Scratch基于对象化的编程结构模式,包含了角色造型设计、情节设计、对象分析、程序设计、硬件搭接、测试调试等多方面的任务,这就需要学生具有系统分析问题的能力,才能驾驭这种工具。教师应以此为契机,有效训练学生分析问题的能力,强调整体观察、把握要素、挖掘本质、探寻规律,从而解决一系列问题。
突破传统、创新教学,激发学生创新思维
1.模仿迁移促进类比思维
Scratch代码开源的特点使得学生便于观察模仿学习。因此,对于一些讲之繁琐、做之简易的方法或算法,教师可以让学生进行案例模仿式学习。虽然这是一种“山寨”的过程,但学生要将东西模仿得像样,在操作的同时也需要有一定的思考。教师引导学生在此基础上梳理总结,形成一套系统的、完整的方法,并通过其他同类案例进行迁移、应用、巩固甚至变化提升,这其实就是一种最简单的创新模式,也可以认为是一种“山寨创新”。例如,在教学《变脸》一课时,笔者让学生先观察软件中自带的案例“荡秋千”,再根据这个案例进行提炼方法的模仿制作,培养了学生类比创新的思维。
2.单点发散引发联想思维
联想思维的特征就是从某一事物想到与之有一定联系的其他一种或多种事物,其过程类似于烟火单点发散。Scratch本身的设计思想就有发散的趋向,从其开源、分享的精神出发,每个人开发的作品都可以为他们的学习再创造。像“小猫创意秀专网”,每个原始作品后,其后每个再开发的作品都像一棵大树一样生长出去,发散出更多、更有趣的作品,这种思想与联想思维不谋而合。Scratch所具有的多种类指令、多样的媒体表现形式为学生的发散思维提供了良好的环境,教师要给予的就是类似思维导图式的发散引导。
3.创意设计倒逼想象思维
想象思S是利用头脑仓库中所存储的已有信息构筑新的形象思维。想象力是想象思维的基础,而Scratch本身贴合学生设计,元素丰富,功能强大,易于激发学生的潜在想象力。学生会不自觉地整合所学知识,根据自己的创意设计出与众不同、天马行空的作品。教师要想培养学生的想象思维,在教学时就必须给予学生合适的主题,并有一定的空间留白,让学生自主创作。
4.充分交流互碰灵感思维
创新的火花离不开瞬间的灵感,学生的灵感思维也存在很多差异,而灵感的有效与否也需要反复的斟酌。因此,在Scratch教学中,如何激发学生有效的灵感思维值得教师深思。首先,学生的灵感往往来自教师,给学生充分的预设或许会带给他们许多灵感。例如,动画影片、游戏活动等都会启动学生的灵感。另外,一个有效的互动交流会将是一次灵感的大丰收,灵感的互相激发,能够有效促进学生成几何倍数地爆发灵感思维。在这样的互动交流会中,教师既要成为学生积极思维的守护者,又要成为有效思维的把关者,既要鼓励学生,又要正确引导,这样才能逐步提升学生的灵感思维。
提升学生创新素养及创新思维的途径
通过初期的教学实践与课外应用的探索,笔者认为可以通过以下几种途径有效应用Scratch提升学生的创新思维。
1.开放课堂,构筑自由学习时空
要使课堂开放,主要应考虑两方面:一方面,教学模式要不拘泥于课堂的时间空间,可以通过开展网络活动、社区活动等延伸至课外;另一方面,所学的内容要贴近生活,易于掌握,易于联想,便于实施。例如,“小猫抓鱼游戏”“画花”“飞机大战”“打地鼠”等游戏动画设计,都是学生所熟知的,同时又有足够的空间给予他们拓展,因此有利于实现对学生创新思维的培养。
2.提供资源案例,培养独立思维
学生的创新思维培养更多地依赖于学生的自主学习。为此,笔者所在团队开发了Scratch微课、区域Scratch教材、主题资源站点等配套资源内容,为学生提供了多种自学素材,进一步促进了学生自主学习、独立探索、独立思考能力的培养。
3.构筑线上平台,实现创新分享
学生的创新需要通过交流实现思维的分享、碰撞、再创新,因此笔者所在团队通过构建区Scratch在线分享平台,很好地利用Scratch的特点将学生的创新作品快速地到站点上并传播出去,给予学生新的启发,通过这种接力式的、竞赛化的创新模式,激发了学生自主创新、持续创新的潜能,促进了其发散思维、灵感思维的训练。
4.形成多种模式,培养思维素养
学生的思维培养有赖于教师的教学培养模式。经过实践,笔者所在团队发现运用以下几种教学方法可以对学生的思维素养有所提升:一是针对复杂游戏程序类的六步教学法,重点培养学生系统分析、联想想象思维;二是针对多样游戏类的单点发散教学法,重点培养联想发散思维;三是针对核心技法、算法类的模仿迁移教学法,重点培养学生的观察模仿能力、类比思维等;四是针对软硬件结合类的创新设计教学法,重点培养学生的综合实践能力、灵感创新、逆常规创新思维等;五是针对学生主题化自由制作类的交流分享教学法,重点培养学生基本的创新道德、类比创新、灵感创新等思维。教师通过多种模式,在课程设计中训练和提升学生的思维素养。
5.开设创客活动,挖掘创新潜能