時間：2023-05-30 09:37:23
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇科學創新，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
科學技術創新是復雜的非線性系統，而復雜性來自混沌與秩序的邊緣。在圣塔菲研究所成立的時候，原來“混沌理論”一詞已被宏大的“復雜性理論”所取代了。混沌理論對其范圍有嚴格限制，僅限于對自然界系統的非線性動態行為的數學研究。相反，復雜性理論則被認為可以用于復雜自然系統和社會系統中隨時間變化的行為層面。社會系統并不僅僅是由它們的組成部分之間相互作用的固定規律所限定的“復雜適應性系統”（complexadaptivesystems）。相反，它們是可能隨時間演化而改變其自身發展規律的“復雜演化系統”（complexevolvingsystems）。
科學技術系統創新運動是一個貌似無規則運動的有序性演化過程，具有典型的復雜系統特征。第一，多因素性。技術本身是各因素非線性相互作用的結果，技術不等于各因素簡單相加。各技術要素在技術系統中也不再是原來的因素，因素自身在技術系統動力下也發生了相變，或者說，技術性因素、實體性因素與知識性因素都具有了技術所擁有的整體性。技術因素的作用方式要受技術系統運行模式和運行狀態的制約。第二，多層次性。盡管技術的各因素受技術系統動力的作用發生了相變，但技術本身卻生成了一種穩定模式。技術的穩定模式是由技術本身決定的，是由科學的技術應用與技術理論的層次性決定的。科學技術系統內有穩定的周期解，周期解內還有混沌區，這種結構無窮次重復著，具有各態歷程和層次分明的特征，即存在有界性。第三，多變性。復雜非線性科學技術的創新過程本質就是經歷混沌走向有序，因此具有混沌伸長和折疊的特性，這是形成敏感依賴于初始條件的主要機制。伸長是指系統內部局部不穩定所引起的點之間距離的擴大；折疊是指系統整體穩定所形成的點之間距離的限制。經過多次的伸長和折疊，軌道被攪亂了，形成了新對稱結構或混沌。
由于科學技術創新系統具有典型的復雜非線性系統特征，因此，可對其運用復雜性理論進行管理。
1轉變思考方式
牛頓力學是近代科學的典范，是近代科學建立的基礎，牛頓力學是典型的決定性理論，是可測量和可預測的。20世紀初物理學的兩次重大變革所創立的相對論和量子力學，分別排除了牛頓的絕對時空觀和測量過程的完全可控性。混沌理論的誕生打破了拉普拉斯決定論，被視為20世紀繼相對論和量子力學的第三次革命。混沌理論認為，非線性系統運動具有無窮大周期且始終限于有限區域、軌道永不重復的、性態復雜的運動，不可能無限精確和無限長時間地測量和計算連續變量。混沌理論解決了困擾牛頓（Newton）力學的三體問題，創立了研究n維相空間的不確定解的理論，混沌理論使人們認識到非線性系統演化既是決定論的又是隨機論的。決定論的可預測性，只適用于那些宏觀的緩慢的周期或準周期的穩定運動，然而，這樣的運動實在是太少了。
科學技術創新復雜系統倡導最重要的事情是改變固有的思考方式，放棄機械論和宿命論，學會欣賞并應付聯系、物力論（Dynamism）和不可預測性。因為科學技術創新過程是多因素復雜非線性相互作用的結果，所以對確實存在的運行模式（即現實存在）進行領會，即正視多元化存在，并對不可預測的事件進行反應。為了使科學技術創新過程自我發展為“復雜演化系統”，有必要對學習、多樣性和影子系統（Shadowsystem）觀點的多元化進行鼓勵。
2并不是對每件事都需要進行控制
科學技術對客觀事物既進行決定論描述又進行概率統計論描述，這兩種描述方法已經共存了幾百年。決定論認為，任何一個力學系統只要知道現在的行為就可預測系統的未來行為。概率統計論認為，受許多偶然因素的影響，系統的未來狀態并不完全確定，需要用概率統計方法來描述。
KAM定理很好地解決了決定論和概率論這對貌似矛盾的問題。KAM定理指出，保守系統有可積和不可積之分，可積系統的運動是規則的，遵循決定性規律，不可積系統表現出隨機性，成為統計物理學的基礎。對不可積系統，KAM環面包圍著隨機層，當不可積系統的自由度少和擾動不大時，KAM環面包圍的隨機層測度極小而可忽略不計，統計物理學就不適用了，而應該應用牛頓定律。當不可積系統的自由度和擾動很大時，根據“阿諾德擴散”，KAM環面逐漸減少而隨機層迅速擴大，系統只具有極少數的規則運動，規則運動變為次要的，系統出現了大量的混沌運動，這時才能用統計物理學來研究該系統。
科學技術創新過程是一個近可積哈密頓系統，隨機成分有限，導致不可積性的擾動項很小。在科學技術創新知識系統處于混沌性態時，確定論和概率論隨機交替作用，但確定論占據主流位置，基本能朝向希望的途徑發展。隨機成分確實存在但有限，因此，在復雜的非線性技術創新過程中，不可能對每件事都進行控制。應該相信混沌性態是貌似不規則的有序，科學技術復雜演化系統不僅反作用于環境，還會反作用于自身，隨著時間的發展，科學技術總會不斷出現新的有序狀態。
3與環境共同演化
復雜性理論借鑒湍流研究思路和方法，認為科學技術創新系統同時存在混沌子空間和對稱子空間，兩種性態此消彼長，不斷和外界環境互動而發生轉換。在湍流中規則運動包含有小尺度的混沌運動，在混沌運動中又包含著更小尺度的規則運動。這說明，科學技術創新系統是與外界環境緊密聯系，并不斷互動發展的耗散系統。
科學技術創新系統與環境相互影響、共同演化，這就需要時刻準備好對環境進行反應，憑直覺領會那些驅動科學技術創新變遷的環境模式，根據需要進行適應，而且隨時準備抓住各種出現的機遇。科學技術創新系統的三種性態，穩定區域（墨守陳規）、不穩定區域（瓦解崩潰）和混沌邊緣（變革棲息地）中，混沌邊緣最適宜與環境共同演化。
在混沌邊緣，在一種“有限不穩定狀態”下，正統系統（主流文化、結構權力等級體制）和影子系統（蘊藏矛盾、變化潛力的非正式組織）能維持一種具有創造性的張力。正統系統可以提供清楚的指導，對適當的結構和程序進行授權，以及抑制人員中的不安情緒。同時，影子系統可以激發觀點的多樣性，并且削弱正統系統的力量迫使它進行不斷變革。這樣，組織行為表征為耗散結構，組織在不斷變化的現實面前能以新的方式執行基本任務或者追求嶄新的基本任務，組織的創造性和創新方面的潛能都展現了出來。
4整體思考
技術創新系統的復雜非線性要求尋找整體模式來思考問題，并用整體的方式來控制創新過程，而不是試圖控制每一個細節。整體思考是探索那些在不利的模式下能夠產生最大影響的微小變化，并施加微擾改變系統運行軌道，避免蝴蝶效應.4.1建立連接
在經典物理學中，時間是可逆的，事物的發展不存在演化；空間是平滑的、線性的；時間和空間不相關聯，各自獨立存在。復雜性理論認為，由于非線性的作用，時間的變化是單向的、不可逆的，既可以實現從有序到無序的變化，也可以通過自組織實現從無序到有序的演化；空間也不是平滑的，不僅存在整數維也存在分數維，整數維是分數維的近似和抽象。此外，通過考察系統中某一物理量隨時間的變化序列，可以重構相空間，得出奇怪吸引子的維數。這表明復雜性空間的形成也反映了事物發展在時間上的積累。因此，在復雜非線性系統運動中，時間和空間是相互關聯的，應該將時間和空間看成一個統一體，系統地把握事物發展過程中時間和空間的關系。
科學技術創新過程從本質上來說是一個時空整體性的，任何因素在時間維度或者空間維度的變異都可能影響到其他因素的正常功能，進而影響整個進程。而整個系統的各個組成部分在復雜系統的動力機制下，似乎只能通過彼此之間以及與整體的關聯來得到了解。因此，科學技術創新過程關注的焦點應該是各種因素的時空關聯，正是時空關聯的模式決定了一個系統的表現。整個系統處于密切關聯之中，并與他們的環境不斷進行交換，與之共同演化。
4.2適應復雜性
混沌理論是關于非線性的科學，它認為世界的本質是非線性的，線性只是非線性的特例。經典物理學的線性觀，導致了事物發展的簡單性、確定性和還原性。復雜理論的非線性觀，是線性與非線性、簡單性與復雜性、確定性與隨機性、局部與整體的辯證統一，它們之間是可以互相轉化、對立而統一的，前者是事物發展的暫態，后者是事物發展的更基本的更普遍的本質特征。因此，研究問題時應把握事物發展的本質特點，具體問題具體分析。在研究復雜性現象時，用復雜性方法來處理將會顯得簡潔而有效，反之，采用簡單性的方法來研究將會顯得繁雜而無效并且得不到事物發展的本質特點。例如，奇怪吸引子是很復雜的，它可以采用自相似和分數維來簡單表示，但如果采用探究軌道的簡單方法來研究將是得不到一條確定軌跡的。同樣，在研究簡單性事物時，如果采用復雜性的方法來研究也將是無效的。
將多元高階方程化簡以便求解，即將復雜現象簡單化是我們的思維定勢。然而在科學技術創新過程中，過于關注細節往往不能產生創新成果，在創造性思考時，復雜性思維是必要的。雖然復雜性思維可能不符合常規，甚至會引來混亂和困惑，那是不可避免的，甚至是受歡迎的。很多創新團隊刻意追求工作環境、工作方式的不可思議，目的是激發人的創造性，而不是被慣常的生活習慣所泯滅。最好的想法不總是來自高層，而且組織內的人都想事業有成，控制只是一種幻想，如果給予適當的扶持，每個人都有可能做作出一番自己的事業。
4.3讓過程成為進行時
物理學中的經典力學、相對論和量子力學，它們所揭示的是關于簡單性事物的基本規律，事物的發展是線性的、可逆的，必然也是前因后果的。而關于非線性現象的復雜理論，由于存在奇怪吸引子，事物的發展結果必然會導入吸引子，呈現出目的性。由于生物學、社會學等是關于復雜性現象的科學，因而也就是目的性的科學。事物發展的因果性是基本的、暫態的，而事物發展的目的性是事物的最終結果，兩者是不可分離的。事物發展的目的性要通過事物發展的因果性來保證，而事物的因果發展必將會導致一定的目的性。
物理系統，如天氣預報是由有限的確定性定律來支配的，有可能觀察到奇怪吸引子是怎樣產生的。然而，科學技術創新是人類一項復雜的創造過程，受到無窮多個因素及大量隨機因素的影響，奇怪吸引子似乎說明不了什么。由于人類表現出來的自我意識和自由意志，科學技術創新的行為不可能用相同的方式進行解釋。人類可以思考和學習，根據自身目的進行行動，而且能夠反對及駁斥假定適用于他們行為的任何規則。因此，在方法論上要求我們做每一件事情時必須要制定所要達到的目的，而對于實際工作中的每一步則要實事求是地遵循事物發展的基本規律，只有這樣才能最終取得成功。
4.4復雜演化管理
【關鍵詞】初中科學實驗教學和技術創新
由于其自然科學特點，科學學科十分注重實驗操作和觀察分析，只有通過實驗觀察，才能從現象中分析得出科學原理和規律。所以，科學老師不僅要提高學生的科學知識水平，更應該提供學生更多親身實驗觀察的機會，積極引導學生參與科學實驗，這有利于培養學生學習興趣，提高學生運用知識解決問題的能力。下面結合本人多年初中科學教學經驗，對初中科學實驗教學和技術創新談幾點認識。
一、創新教學意識，科學引導學生觀察和實驗
創新的前提條件是學會觀察。教師應讓學生先要明確一點：觀察指的是直接通過人的感官體驗，包括味覺、嗅覺、視覺、聽覺等，抑或依靠一些工具，在一定目標指導下反復持續感知科學現象的過程。換句話說，在明確目標前提下去觀察分析客觀事物的特點變化，關注思考發生變化的影響因素；另外，要讓學生知道：科學觀察是需要堅持努力的，只有做到迎難而上，才能發現事物的本質和規律，才能深入分析問題，獲得有效科學知識。
（1）教師在實驗示范過程中提高學生觀察水平。科學教學活動中往往有很多實驗，雖然大部分學生都很有興致，但很多時候都是“看熱鬧”，掌握不了主要學習內容。因此，教師在實驗示范過程中就要積極引導學生認真觀察，配合分析講解，這能夠有效提高學生實驗觀察水平。一般來說，科學實驗示范過程中教師應在每個環節給學生設置觀察思考問題，讓學生有目的地進行觀察。例如，在磁鐵吸引綁著細線的回形針實驗中，教師把紙、玻璃、銅、鋁這些不同材料的隔片穿過細線，觀察到磁鐵上的回形針并沒有掉落，然后用鋼片、鐵片穿過細線，觀察到回形針脫離磁鐵掉了下來，教師可以讓學生思考這是為什么？
（2）開展豐富多彩的科學課外學習活動，調動學生觀察積極性。例如，帶領學生參觀工廠，布置學生課外親身實驗作業等，培養學生科學觀察能力。像在平面鏡一課學習中，教師可以要求學生做“平面鏡成像”的課外調查研究報告，讓他們自覺探究平面鏡的科學現象，同時在課堂上讓學生自由發表觀察研究成果，激發學生創新思維能力，創造輕松愉快的課堂氣氛。這有利于培養學生科學觀察能力，提高基本科學素養，同時積極引導學生參與社會實踐，讓他們感受日常生活中的科學知識。
二、創新教學關系，注重學生學習的主體地位
科學實驗很多時候必須要親身實踐體驗后，才能觀察掌握知識，所以教師必須注重學生實踐能力的提高，多給學生自己動手操作的時間，從而促進科學實驗教學順利有效進行。比如在摩擦起電這一課中，本人要求學生自己操作了以下這個實驗：在教學中，我讓同學們首先將一張紙撕成極小的碎片擺在課桌上，然后，讓他們將把塑料尺在自己的衣服上不斷摩擦，當到一定程度后讓他們將塑料尺靠近已經準備好的碎紙片。這個時候學生們會很驚奇的發現這樣一個現象：桌上的碎紙片紛紛黏上塑料尺，學生們既好奇，又覺得不可思議。從而調動了他們求知的欲望和學習的積極性。如學生在學習“液化現象”這一課程的過程中，我讓同學們對著玻璃哈氣，然后用手去觸摸玻璃，然后觀察玻璃會出現什么現象，并與沒有哈氣的玻璃進行仔細的對比，學生們驚奇的發現哈過氣的玻璃產生了細小的水珠，然后給他們講解就是他們呼吸出的氣息遇冷液化而形成的。上述是一些非常簡單的課堂小實驗，但是能達到非常顯著的教學效果，使學生產生了濃厚的學習興趣，對相關知識的印象也非常深刻。
三、創新教學技術，巧用生活物品做實驗
如果教師將一些關系到學生自己的生活用品、學習用品在科學實驗中加以運用，相對于正規的實驗而言，它更能引起學生的共鳴，更能引起學生求知的欲望、求知的興趣，從而達到預期的教學效果。
如，充分利用籃球來講解力的作用這一課程，探究壓力效果的過程中充分利用每個學生都有的鉛筆與橡皮等等，甚至某些實驗充分利用學生的身體來完成。如用手感受哈氣與吹氣的不同，從而來探究相關的哈氣：液化放熱，吹氣：蒸發吸熱的相關科學知識；用學生自己的手掌在自己的課桌上來回摩擦，并不斷的改變力量，從而可以讓學生更加形象的了解摩擦與壓力之間的關系等等，開展這些貼近學生生活的一些簡單的實驗，讓學生明白生活中處處有物力知識。而且，在正規的教學器材與課本上是沒有這樣方便的“器材”的，從而對學生充分發揮其主觀能動性、自主創新能力等方面也是一種有力的培養。利用這些方式，對科學課程創新實驗來說也有著極大的意義。
四、創新教學方式，開展探索性實驗教學
在科學教學的過程中，除了必要的傳統實驗課程之外也要有探究性科學實驗活動的開展。如學習“有哪些因素影響了聲音的響度”有關知識的時候，可以根據實際情況開展探究性實驗活動，我沒有向學生講解應該怎樣開展這次實驗，也沒有向他們演示實驗步驟，而是讓學生充分發揮主觀能動性，讓他們自己設計有關步驟與過程，并在這次實驗課程結束以后就得出的相應結果進行探討和思索等等。這樣科學的學習方式，不僅僅能夠調動學生學習的積極性，培養他們自主創新能力、實踐能力，而且學生在這個過程中其綜合素質也能得到一定程度的提升。
結論
我國正在不斷深化教育改革，在此基礎上，也在不斷的創新科學教學實驗，充分發揮實驗課程在教學中應有的效果。這樣不僅能促進學生深刻的掌握相關的科學知識，對學生的全面發展也有著非常重大的意義。
參考文獻
[1]李淑燕.淺談實驗創新在初中科學教學中的作用[J].中小學實驗與裝備，2012年4期.
關鍵詞: 小學科學課 以人為本 科學探究 自主創新
如何上好小學科學課?我結合多年的教學實踐認為,要上好科學課應該注意以下幾個方面。
一、科學課上應體現以人為本的教學思想
教學思想主導教學活動,一切教學活動的歸宿終將回到學生的身上。科學課的教學應充分突出學生的主體地位,突出以人為本的教學思想。
1.以人為本的教學活動本質的特點是淡化知識目標,突出發展目標。以往,我們制定上課的教學目標時,往往會搞“一刀切”,即規定幾條必須學習的目標,要求所有的學生必須都學會、知道、了解,并且這也是評價教師課堂教學的一條重要依據。而如今的科學課并不強調所有的學生必須知道某一概念,如:什么叫風向?什么叫風力?并沒有要求學生一定得記住某一“經典的”科學結論。只要求所有的學生在這節科學課上能有所收獲,能“經歷一次典型意義的探究經歷”(特級教師章鼎兒語),這就是人本主義思想的體現。在探究的過程中,學生的個性會得到充分的張揚,他們能夠根據不同的操作,不同的知識水平各自發現,彼此的發現能互相補充、完善,實現課堂信息的共享,這就是以人為本教學思想的體現。
2.以人為本的教學思想要求教師把課堂學習時間充分還給學生,變封閉式的教學為開放式。科學課的另一特點是多給學生一些時間讓他們動手做。“聽,會忘記;看,能記住;做,才能會。既要動腦,又要動手,動手動腦,才能心靈手巧”.科學教師應根據學生的認知特點,有意識地設置動手操作積極思考的情景,把課本中現成的結論變成學生探究的對象,使得靜態的知識動態化。在課上,學生充分自主地玩、做、想、試,真正參與到問題的發生和解決之中。可以這樣說,學生在課上的研究過程就是發現過程,這發現過程就是學生的主體在發展過程,在課上每一個學生都有所發現,都有所發展。
3.和諧、熱烈的課堂氣氛是以人為本的課堂教學的外在體現。教師要為學生營造一個和諧、民主的探究氛圍,使學生的個性得到充分的張揚。課上教師要多用激勵性的話語消融師生之間的距離感,對學生的回答和敘述及時表示肯定,使學生放心大膽地把自己看到的和感受到的都呈現在課堂上,這才是真實的科學課,才能有學生在課堂上發自肺腑的精彩發言。在課堂上我們要心中有人、目中有人,要蹲下來和孩子說話。心中想的應該是學生的發展狀態,眼中觀察的應該是學生的反應,自己所做的應該是怎樣讓學生的眼睛里顯出那種出自內心的滿足和微笑,而不是如何讓學生記住自己設定的那幾條知識目標。因此,我們在教學目標的定位、教材的處理方式、教學過程的運作等方面不能搞“齊步走”,要承認孩子的差異和區別,要多一些彈性、多一些靈動,使教學“放得下”、“收得攏”,從而拓寬教學進程的人本空間,達到教學活動開放搞活、學生素質發展提高的目的。
二、教學內容以實踐為基礎,凸顯科學的魅力
科學課上的教學內容有一個特點:實踐性,具體表現在“做”上。學生在課堂上動手操作時,實際上就是在把自己的學習內容、生活內容和頭腦中原有的知識體系有機地聯系起來,就是在研究科學。學生為了達到某個目標,必須多作幾次嘗試。學生一次又一次的實驗實際上是在經歷著這樣一個過程:發現問題―作出假設―動手實驗―觀察驗證。在這種思維的指導下,學生的行為變得非常有意義,他們嘗試自己解決問題、親自獨立地研究。這樣的實踐活動就是典型的科學探究活動,寓科學真理的發現于操作實踐的活動之中,這樣的活動將有效地培養學生的實踐能力:計數能力、記錄能力、操作能力、邏輯推理能力等。
三、教學過程以探究為軸心,激發學生的潛能
在科學課上,學生自由探究、自由發現,能充分激發創造才能。學生在做的過程中能培養動手能力、思維能力、發現能力,形成實事求是的科學態度。為了能夠解決自己的問題,學生會調用所有的知識結構來達到自己的目標。因此教師在教學過程不僅要重視自己導的設計,而且要注重學生學的體驗,關注學生學的情感、態度和方式,注重激發學生的潛能。在科學探究活動中,我們在關注科學結論的同時,更要關注科學探究途中的“風景”。因為有時候“風景”比結論更為重要。把實驗做成功不是科學課的真正目的,這樣做的目的是引起孩子對自己做的過程的關注,關心注意自己做過程中的思維過程,即“有所發現”,是目標以外的“風景”。學生潛在的創造力有時候就是隱藏在科學探究途中的“風景”之中。因此,我們必須拋棄唯結論探究的方式,讓學生參與探究、自主探究,在自由的活動中體驗科學的樂趣,這樣學生才會得到比結論更多的收獲,而這些收獲又能促使學生的潛能得到充分的展示。
在科學探究課上,教師要在“導”“放”“收”上作宏觀調控,不要按部就班,制定詳細的教學步驟,要把對科學知識的理解和運用寓于一個切合學生實際的探究活動中,使學生在開放的時間和開放的空間中解放大腦與手腳,自主探究、總結發現。只有這樣,才能使學生真正成為探索者、發現者,從而提高學生的創新能力,使學生的潛能得到充分發揮。
參考文獻:
[1]小學科學課程標準.北京師范大學出版社.
因此，在傳統的細心、耐心教育之外，我將創新教育的突破點放在了班級文化建設上。以“具有班級特色、書香氛圍濃厚、環境優美整潔、富有激勵性”的班級文化，關注孩子的全面健康成長、長遠發展。
我把班級文化的風格定為“綠化、文化、實用、大氣、優雅”。
（1）“綠化”是指在講臺、窗臺等地方擺放花草，有幸運草、吊蘭、各式蘆薈、綠蘿、麥蘭等，這些花卉大部分是同學們自家帶來的，也有我買的。經過同學們的推選，柳丹同學成為花兒們的“小園丁”，由她負責給花兒們澆水除蟲。充滿綠意的各種花卉將教室裝點的生意盎然，整個教室充滿著生機和活力，我們師生一起動手打扮裝點、品評觀賞，親密的師生情誼也在其中慢慢變得醇厚……
（2）“文化、實用”是有效利用教室的四面墻壁，合理安排班級文化的內容。教室前面的黑板最上方正中是國旗，下面是班訓“不做準備的人就是準備失敗的人”。黑板的右側是制作精美的“班級誓詞”，；張貼整齊的課程表、時間表、值日生表；教室的后面是我們師生精心創辦的黑板報，黑板報正上方是我給學生們買的鐘，鐘的兩邊是我們在各種比賽中獲得的獎狀。黑板報的兩邊分別是上一學期的學習競爭評比臺“讀書天下，誰是王者”和第一學期“其中學習質量分析光榮榜”。“讀書天下，誰是王者”學習生活評比臺最精美，制作過程也最費時間，根據學生分成的八個競爭小組設計了統一的計量表格，每一份表格都以精美的圖片做底子，輔以鏗鏘有力的競爭誓言。在電腦上設計好后，再到復印店打印出來。最后再粘貼到配有“讀書天下，誰是王者”紅色行楷標題的墻報上，再用色彩新亮的即時貼貼到墻上……
“第一學期期中學習質量分析光榮榜”上是我給學習優勝者們照的照片，他們胸戴紅花，臉上滿是幸福的笑意，上榜的同學們學習的干勁更足了，沒有上榜的同學在羨慕中暗下決心加油努力，一張小小的光榮榜將同學們的心思和興趣空前高漲的調動到學習上來……
教室北面的墻壁上是作文展評臺“文馨語味”和本學期“棋逢對手，一決高下”學習做人挑戰臺。“文馨語味”欄展示的是學生的優秀作文，以手抄報的形式，配以精美圖案，張貼到墻上，并且不斷更換，這一板塊大大激發了同學們的作文興趣，很多同學愛上了寫作。
本學期的“棋逢對手，一決高下”學習生活挑戰賽，兩人或三人一組，共17組，每周一總結，一評比，勝出者獎勵一朵晶亮艷麗的小拉花，粘貼到課桌的一側，6個周為一個學段，我給學段勝出者佩戴紅花照相，把相片粘貼到“棋逢對手，一決高下”墻報上，在這一板塊兒，除了學段冠軍的倩影令同學們羨慕以外，很多同學貼滿了小花的漂亮課桌也成了其他同學的目標。從周競爭到學段的競爭，同學們你追我趕，不上上下。認真聽講、認真作業，課后用功復習的良好學習氛圍異常濃厚！、
班級文化中，最漂亮的要數教室南面的墻壁了，一個板塊兒是“寫出精彩繪出美好”的手抄報展示臺，那里盡顯同學們的心靈手巧，和對生活的美好描繪；最棒的就是本學期“期中學習質量分析光榮榜”和與之緊密相連的“班級風采”，光榮榜上分別是“學習明星、進步明星、學科冠軍”們的照片旁邊是“班級風采”板塊兒，上面是同學們在春運會上英姿颯爽的方隊表演照、運動員們的合影。每次看到這些都會讓我們想起春運會上我們取得的一個個的第一名，覺得為班級爭得春運會總成績級部第一名的運動員們真是了不起！
我用紅色、黃色即時貼剪成的小花，綠色即時貼剪成的綠葉藤蔓，將“班級風采”和“期中學習質量分析光榮榜”兩個緊挨著的板塊兒，自然地環圍起來，很是漂亮！
（3）大氣、優雅
走進我們的教室，鮮艷的國旗令人肅然，30多厘米高與黑板同長的紅色班訓，墻壁上各色墻報，漂亮的黑板報，更有那吸引每一位老師、同學眼球的，那一張張笑意蕩漾的成功者的“玉照”，窗臺上綠意盎然、生氣勃勃的花花草草，每張課桌旁邊絲帶飄飄、五彩斑斕的小花……整個教室于嚴肅中透著美麗與生氣，盡顯書香之大氣優雅！
1縣級圖書館管理創新措施
1.1創新管理模式，提高縣級圖書館工作效率創新是當今時展的一個鮮明的特征，現代圖書館管理的本質在于創新。著名管理學家杜拉克指出：“管理學及其在實踐中的一個重要進步是他們現在都包含人們的精神和創新。”而作為管理創新主體的圖書館管理人員，成為圖書館行業的重要組成部分，他們的作用非常重要。管理上的小創新能使圖書館打破常規，改革管理工作流程，大大提高工作效率。管理創新所要迎接的挑戰來自知識經濟，圖書館必須摒棄舊觀念，創新工作制度，創新的管理就是由有新思想與創新精神的人員進行管理工作。1.2加強圖書館領導者的創新意識，加大圖書館的改革力度圖書館創新管理工作中，要加強領導者的創新意識，一個具有創新意識和創新能力的領導者，能夠在服務與管理意識上超前于他人。在管理機制上，領導者對圖書館的影響是不可輕視的，創新意識是圖書館領導者創新的基本素質與先決條件，經濟和社會發展的要求與領導者的根本職能決定了領導的決策能力和創新意識。所以領導者要有適應變化的能力，要善于敏銳地發現變化的動向，要善于果斷地抓住契機，善于促進圖書館工作的變革與更新。
2圖書館服務創新
首先，開展流動式服務。定期參與文化知識建設與知識普及教育活動，利用圖書館的資源優勢，對農村農民進行生產技能與法律知識的培訓。利用節假日組織圖書下鄉，與中小學合作開展讀書文化周，提高農民的知識文化水平。其次，開展網上服務活動，充分利用先進的科技手段，在圖書館建設中融入網絡文化建設，對圖書進行分類整理，排序編號。
3縣級圖書館發展與創新的內容
首先，要有一個創新的觀念，思想的創新就是為以后能夠有一個很好的實踐過程做鋪墊的，所以加強創新，就是在縣級圖書館管理工作中，能夠積極大膽地做不曾做過的突破，在圖書館的管理工作中，很多人都只是覺得圖書館的管理工作就是整理一下書籍而已，其實不然，圖書館的管理工作還是有很大的創新空間的。在信息社會，我們的服務就要做到與眾不同，能夠實現個性化。我們可以通過網絡技術，分析出很多人目前所需要的知識信息，在此基礎上進行創新。其次就是服務團隊的創新，在縣級圖書館開展管理創新也是一大吸引眼球的舉措，但是切記不能脫離了廣大群眾，要在圖書館管理中開拓服務領域，從實際出發，盡量切合讀者的需求，在圖書館管理中，要有一個自己的數據庫和網站，將縣級圖書館重要的新聞以及重要的研發信息介紹給廣大讀者，實現資源共享。現代圖書館管理要以人文本，將資源化為資本，為讀者提供準確、快速的服務。由于是接近鄉村的圖書館建設，所以農業以及生活養生方面的書籍會更加急需，農牧建設的書籍也要讓讀者認識到這類書籍的重要性。最后就是圖書館的管理創新，在為廣大農民推薦書籍的同時，圖書館管理員也要有積極的閱讀興趣，并且要不斷用讀書來提升自己，這樣才能在知識經濟時代的激烈競爭下，不落人后。要想將縣級圖書館進行創新發展，要有一個內部機構管理機制，在合理的規劃管理中，不斷地適應社會的發展情況。在人員管理中，不能再像之前的管理一樣，刻板的管理不能將工作者的積極性調動起來。這樣，人人平等的工作環境里，能夠讓工作者不會將自己置身事外，能夠用工作的熱情感染其他工作者，給圖書營造一個融洽和諧的氛圍。
作者：劉雪云 張方方 朱海云 單位：單縣圖書館
[關鍵詞]學習科學；教學創新；2014學習科學國際大會
[中圖分類號]G420 [文獻標識碼]B [文章編號]1672-0008（2014）01-0020-05
近年來。美國、英國、法國、澳大利亞等發達國家教育政策制定中，都明確將學習科學確立為新教育政策的關鍵基礎，其成果深刻影響了國際課程變革的步伐和走向。從學習科學出發。研究教與學的關系。已成為歐美諸多發達國家探索課程創新、設計新型課堂的新路徑選擇。我國學者對國際學習科學的追蹤和研究已有十余年，其隊伍日益壯大，越來越多地引起關注，逐漸用作反思傳統認知研究和學校教育的新框架。面對目前教育變革中的種種挑戰和難題，國內極為關注的一個話題是：學習科學可以為教學創新帶來什么？
2013年11月28日-29日，“2013學習科學研討會”在華東師范大學舉行。來自香港大學、北京大學、清華大學、南京大學、北京師范大學、華東師范大學、東南大學等高校和機構中的學習科學研究領域的主要代表學者以及實踐領域的專家參加了此次研討會，懇談如何推進我國學習科學的深入研究和學科發展，并為我國教育改革和創新提供新思路。
一、學習科學與教育變革
學習科學的出現源于信息時代人們對傳統學校教育與傳統學習研究的反思。自學習科學濫觴至今已有三十余年，有關“人是如何學習的”關鍵發現是否影響到了教育政策的制定與實施？與會者圍繞學習與教育的內在關聯，來揭示學習科學與教育變革的必然邏輯聯系。
華東師范大學的梅兵教授和上海師范大學的張民選教授從教育發展背景和我國學習研究的脈絡出發，不約而同地指出在我國基本普及義務教育之后，如何從學生學習的角度革新學校教學是解決教育質量問題的關鍵。幸運的是，我國有一大批來自教育學、心理學、神經科學、教育技術學等等多個不同領域的研究者，從不同視角對在不同情境中——尤其是真實情境中——人類學習發生的基礎、機制展開探索，試圖揭示產生深度學習的認知和社會過程，研究記憶與知識的結構、問題解決與推理、學習的早期基礎、元認知過程與自我調節、文化體驗、身份認同與共同體參與等問題。
環境污染和社會動蕩正考驗著各個國家的教育體制。面臨這些嚴峻挑戰，香港大學程介明教授指出，我們的教育必須徹底走出傳統教育模式藩籬的束縛。必須回歸學習這一核心，才能滿足急劇變革的社會對人才的需求。全球性的教育變革正在涌現。一方面，歐美發達國家的教育改革戰略已然受到了學習科學研究成果的影響。比如，在教學法改革方面大力倡導基于真實問題的學習，在學習科學視角下審視幼兒學習、尤其是幼兒“非智力因素”的學習日益得到重視。另一方面。對于學習的研究逐漸成為教育研究的核心與基礎，從“學校管理”到“關于學習的領導”，從“教育經費”到“學習資源”，這些術語的變化也昭示著人們觀念的改變。程教授提出，現在我們亟需解決的問題是，學習科學中的基礎研究發現如何得以推廣。如何轉變成大規模的教育實踐。
裴新寧教授論證了學習科學新進展與基礎教育變革的關系。她認為，當前我國教育改革，尤其是課程改革面臨的諸如學生課業負擔過重和“高技術手段——低技術學習”的悖論等問題，其主要原因之一在于我們過多關注課程翻新的數量和形式，而忽略了課程改革的本質——即缺乏對學與教關系變化研究的關注。因此，學習科學與課程整合的研究應當成為轉型時期教育研究的一個重要命題。裴教授在對歐美國家的比較研究中初步發現，在這些國家全國和地區層面的課程綱領中出現了兩大共同特征：一是非常關注人類學習的研究成果，并將其視為課程決策的基礎：二是重視高技術對課程設計發展的持續支持，并最大限度保障設計的合理性。因此。學習科學的基本原則已成為國際上新一輪基礎教育課程變革的政策引擎。
二、學習科學的研究進展
（一）認知神經科學為學習的研究帶來了什么。腦的研究是否會改變學校的實踐？
在20世紀70-80年代。人類對大腦的研究出現了一個變革，從解剖實驗逐漸轉向重點研究“活著”的大腦。關于人類大腦研究潛在的教育意義，迅速被教育者和政策制定者們感知。2007年，OECD出版了《理解腦—新的學習科學的誕生》一書。呼吁神經科學家和教育者進行合作，以理解我們何時以及如何學習。2013年3月。美國奧巴馬政府也宣布要開始長達10年的人腦研究項目。在本次研討會上。北京師范大學的王文靜教授和東南大學的禹東川教授重點報告了他們所在團隊基于腦的研究以及這些研究如何影響兒童的學習實踐。
王文靜教授在報告中指出，北京師范大學認知神經科學與學習研究所的研究發現，在閱讀成績不好的兒童中。有一半的兒童存在閱讀障礙。并且漢語閱讀障礙與英語閱讀障礙的腦機制是不同的，因此，對存在不同障礙的兒童進行診斷與針對性干預是非常必要的。另一方面。他們發現，漢語兒童學好英語需要四大關鍵要素的支持，即：第一，口語詞匯的積累；第二，具有語義意識（即拼讀能力）；第三，能夠流暢閱讀；最后才是閱讀理解。因此，該團隊在學校開展實驗時，最重要的步驟之一就是幫助教師理解為什么在進行閱讀教學時不能立即進行閱讀題目的解答，而是要分“學會拼讀”、“流暢閱讀”、“持續默讀”三階段循序漸進。
禹東川教授所在的東南大學兒童發展與學習科學教育部重點實驗室對腦的研究，側重于對兒童執行功能和社會情緒能力（即情緒智力）的培養。他們自主研發了軟件系統以追蹤兒童執行功能的發展，從而有望幫助教師在兒童執行功能發展出現遲滯或超前時進行“因材施教”。此外，禹教授還強調，神經科學的研究證明，兒童長期處于被忽略或虐待狀態會造成HPA軸紊亂，因此，需要特別關注農村“留守兒童”的社會情緒能力培養。該團隊曾在兒童“做中學”項目中，將社會情緒能力培養融入科學教育，取得了一定成果。
兩位教授的發言引起熱烈討論，學者們普遍認同的是，盡管認知神經科學并不能直接應用于課程開發，也不能立刻告訴教育實踐者如何高效組織學生的學習，但是卻能告訴我們兒童相同的學習行為可能存在不同的神經機制，也能在如何學習以及學習意味著什么方面給予啟示。
（二）技術是否能夠增進學習，如何增進？
游戲與學習之間的聯系以及游戲化學習等領域日益成為國內外關注的研究熱點。北京大學尚俊杰副教授以ST Math、《農場狂想曲》等教育游戲為例，展示了數項研究發現，從而證明游戲在提升學習者學習能力、思維方式和情感態度方面具有極大潛力，尤其是在游戲中融入課程的《農場狂想曲》將游戲作為正式的課堂學習工具，通過虛擬互動支持學生的科學探究，游戲結束后又回到現實中進行課堂反思與討論，很好地整合了正式與非正式場合的科學學習。同時。他指出。對不同特征的學習者來說。教育游戲帶來的影響是不同的。因此，他希望未來的游戲學習研究朝向結合行為表現層面的實證研究和基于腦機制的設計研究方向發展。
華東師大顧小清教授介紹了其所在團隊正在進行的語義圖示工具的開發與設計，以及該工具如何支持學生的問題解決和協作學習。她認為，語義圖示工具的使用有助于減輕學生的認知負擔，并能夠改變學習者和教師的角色。
針對作為學習中介的技術是否一定要引入學習過程。引入之后是否可能會出現問題。上海師范大學范為橋副教授表示擔憂。他以小學生作業必須手寫而不能用電腦打字替代為例，說明兒童的學習不僅僅是知識的習得。還包括文化的內化。而這常常是技術無法兼顧的方面。因此，他希望有更多研究能夠關注在引入技術時是否需要評估學生用與不用技術的區別是什么？新技術、新工具的使用是否會帶來得不償失的后果？
就此議題其他學者用實證表明，更為關鍵的不是用什么技術。而是如何使用技術，技術的優勢只有通過精心設計的教學，并在情境中進行轉化才能得到充分發揮：學習本質上沒有正式與非正式之分，不同環境、不同形式的學習互相滲透，不可分割，學習應該通過多種途徑發生，而技術可以在其中發揮重要作用。因此。無論是游戲還是語義圖示工具。都必須與具體的課程相結合，才能保證學習的連貫性與有效性。
（三）創新與學習的關系是什么？
2012年PISA結果剛剛揭曉，上海再次位列第一，又一次向世界展現出在基礎教育階段，我們的學生多方面素養都出類拔萃。但是。另一個無可否認的事實是他們的創新能力，尤其是遇到實踐困難時創造性解決問題的能力。要落后西方國家同齡人同。比如，最新的PISA數據顯示，當遇到具體的閱讀困難時，上海學生的調整策略和解決問題的能力低于OECD國家的平均水平。在本次研討會上，許多專家就創新與學習這一話題展開了熱烈討論。
華東師范大學的龐維國教授分享了他對知識基礎與創新關系的理解。他指出，創新不是憑空想象，它是頭腦中已有的知識經驗進行重組以產生新知識的過程。龐教授的團隊通過大學生英語詞匯量與作文創新性關系，以及大學生心理學知識與心理學研究方案設計關系這兩項實驗研究發現，領域中的一般知識和特殊知識都對大學生的創新思維有積極的促進作用。
華東師范大學徐斌艷教授從初中數學一次函數教學中學生的自我報告和高中統計教學中要求學生制作海報的案例講起，強調在教學實踐中要凸顯“有形的數學”，通過小組合作與學生自主選擇研究問題來培養學生的創新能力。徐教授認為，可以通過對知識的設計、學習活動的設計、學習環境的設計、共同體的設計、學習評價的設計形成一種學習生態系統，從而達到發展數學學習者的身份認同，培養學生數學創造力的目的。
南京大學呂林海副教授則介紹了南京大學參與SERU大學生學習狀況調查，其中“學生參與”維度涉及學生的課堂討論、課外研究、創新思維等。通過對中美本科生的比較發現，在學習習慣、師生互動等方面中國學生優于美國學生，但在課堂討論與創新方面卻總體弱于美國學生，他認為這可能是兩國傳統課堂文化的不同造成的。
在討論環節，禹東川教授對龐維國教授所提出的創新概念發表了不同看法。他就英語詞匯量與寫作關系是否能代表英語的創新提出了質疑。他認為，對英語語言的核心概念能夠做到適應性運用才能算是創新。龐教授做出回應，認為考慮到實驗研究的局限性。測量學生在實際情景中對英語的綜合運用不太現實。
香港大學羅陸慧英教授則以中醫與西醫的差別與融匯為隱喻，說明無論是龐教授所述特定任務情況下的問題解決，還是徐教授所指的真實任務中的創新都很有用，但各有局限，所以研究需要不同的層次、不同的領域以及相互之間的合作。
王文靜教授也贊同羅教授的觀點，認為創新的概念是多元的。在此基礎上，她認為有必要將學習與創新性關系的實驗研究推廣到中小學以及其他院系的大學生中去。比如。研究藝術系學生的英語學習，她認為這或許能為思考和應對“陳丹青出走”這一實際的教育問題提供幫助。
三、學習科學與教學實踐變革
學習科學是否改變了教學實踐？如何改變？在本次研討會上，來自教育實踐領域的專家、代表分享了他們將學習科學原理與日常教學實踐結合的經驗與遇到的困惑。
江蘇情境教育研究所所長，全國著名特級教師李吉林深刻分析了兒童學習知識的復雜性、學習過程的不確定性。以及學習系統的開放性。由此提出，語文教學要求教師細心觀察課堂與學生，利用經驗、藝術之美、情感生成之力，為兒童構造快樂、高效的課堂，憑借兒童活動發展學生的想象力。激發學生的學習潛能。李老師還特別強調，兒童積極的學習情緒只是實現高效學習的橋梁，關鍵是教師要利用這個橋梁來引導兒童學習。
華東師范大學董曉蔚教授和東南大學禹東川教授都非常贊同李吉林老師的觀點，認為其所倡導的情境學習與教育符合當下腦科學的理論與發現。董教授強調學習者的動機是高效學習的源泉，教師在教學設計的過程中一定要考慮創造安全、輕松的學習氛圍以調動學生的能動性，像李老師這樣以想象力為抓手，著眼培養學生的創新能力這一點正是我國當前教育一直提倡卻很少真正付諸實踐的理念。禹教授則認為，兒童大腦發育的關鍵期進行情境教育特別有助于培養兒童社會情緒能力。
中學校長袁鈁芳老師介紹了如何將學習科學的基本原理與學校教師課程領導力的培育相結合，研制本校促進教師反思的優質課堂評價標準以及通過降低風險的舉措鼓勵教師進行教學，改進實驗、實踐標準。賈義敏老師則分享了華南師范大學面向本科生開發的國家精品課程《學習科學與技術》的發展歷程，這一課程的特色在于為學生提供諸如授課錄像、往屆學生作品、研究生導師等各類資源來支持本科生的團隊學習。
在討論階段。不少研究者指出。無論是情境教育還是基于問題的教學，在考試壓力下教師是否能夠堅持、如何將學習科學的原理與現有課程相融合，都是需要認真思考與解決的難題。針對這樣的疑慮，袁校長承認其所在學校在優質課堂評價標準實施過程中確實遇到不少阻力，比如，一些科目的教師對新評價指標和新教學方法的效果心存疑慮，擔心影響學生的考試成績：同時，教師作為實踐者和學習的研究者在“情境化”、“資源與技術貧乏”等話語的理解上存在差異。而這種差異可能導致教學方法的異化：而最為關鍵與困難的地方在于學習的復雜性決定著實際教學過程不可能采取單一方法面對所有學生，教師需要不斷嘗試新方法。對此，李吉林老師認為，一方面教師要熱愛教學、熱愛學生。讓這種熱愛來激發教師對自身教學的反思與學習，以“精心”換來“精彩”：另一方面要讓家長和教育領導看到新的教學所帶來的切實效果。袁校長也認為，注重數據的收集，讓數據來證明是一個可行的解決方法。此外。來自實踐領域的與會代表一致希望有更多關于學困生學習的研究，使教師能夠真正理解尖子生和學困生在課堂學習上的差異，從而能夠有針對地進行教學改進實踐。
四、我國的學習科學：前方的使命
與會代表認為，我國學習科學研究發展到現在已經到了關鍵時期，在繼續探索學習研究的同時。有必要逐個盤點和思考：我國學習科學的研究有什么長處？與現在國際上的學習科學研究是不是有所差距。差距在哪？關于學習的研究一直存在，緣何又提出了學習科學這個概念？學習科學與其他學科之間的關系是什么？今后10-20年。中國的學習科學可以走向哪里？中國的學習科學如何對今天的教育產生影響。作為研究者的我們需要做什么？
華東師范大學終身教授高文從該校學習科學研究中心的創建與發展，回應了學習科學研究的必要性和使命。她認為直到今天。我國的教學研究和實踐（如。教師培訓）的關注點仍然在教上。學校教育中教師依舊是權威，這導致大多數人都對學習心存反感與恐懼。她認為。作為學習科學領域的研究者，一方面我們肩負著顛覆傳統、為學生創造輕松自由且有效的學習環境之重任：另一方面也需要在研究學習的過程中解放自身的觀念。
搞清楚究竟什么是學習，才能確定學習研究的恰當行動方式。香港大學學習科學戰略研究團隊（SoL-SRT）[全稱為SCIENCES OF LEARNING （SoL）Strategic Research Theme （SRT），本文統一翻譯為學習科學戰略研究團隊，有關該團隊的詳細信息可見網站http：//sol.edu.hku.hk/about-sol/]的工作模式為與會者展現了可資借鑒的學習研究的未來道路。在SoL-SRT團隊成員看來，學習是一個復雜現象，具有不同層次。研究者可以研究個人的學習、機構的學習、教育系統的學習和社會的學習；可以從神經科學角度了解學習：也可以觀察個人的表現行為。在以上過程中。科技可以為學習提供支持。也可以成為干預學習的手段。正因為學習如此之復雜，單一學科的研究人員看到的常常是學習的某個方面，而往往忽略了其他方面。該團隊召集來自不同學科、不同領域的研究人員以合作的方式形成聚焦的、多層次的、跨學科的學習研究項目。這樣的行動，不僅是為了支持學習的理論建構——研究人是如何學習的，而且是為了推動基于實證的教育政策與實踐——促進學習的發生。
五、結語
在國際上，學習科學在過去20多年里得到了迅猛發展。有關《新學習科學的基礎》等相關論文還登上了《科學》雜志等世界頂尖學術刊物。我國學者跨入這一領域雖然時間尚短，但是學習科學在教育研究中逐漸成為熱議話題，教育決策者也開始意識到其重要性：與此形成鮮明對比的是。傳統的學校課堂與教育實踐始終沒有受到太大影響。這固然是由教育大環境之下的壓力所致。但更多地還是因為國內的研究大多屬于基礎研究，缺乏直接面對學生和教師的介入性研究。無法解決實際的學習和教學問題。因此，本次研討會的主題被定為“學習科學與教學創新”，呼吁更多學習的研究者從學習科學的角度重新思考實際的教育命題，對學與教進行系統闡述，從而滿足一線學與教的需求。
關于“學習科學與教育變革”的對話還在繼續深化。2014年3月1日至6日，由華東師范大學聯合美國國家自然科學基金會（NSF）、國際經合組織（OECD）、聯合國教科文組織（UNSECO）、香港大學、上海師范大學共同舉辦“學習科學國際大會”（Inter-national Convention on the Science of Learning），特邀全球百余名學習科學領域的頂級專家和教育領導聚首上海，共議學習科學發展藍圖，攜手開拓教育創新，值得大家關注。
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[作者簡介]
關鍵詞：科學教育；創新思維；創新意識
當前，隨著科學技術的蓬勃發展，我國社會已經進入創新和改革的時代，國家建設需要依靠創新，民族昌盛需要依靠創新，企業的進步需要創新，個人的發展也需要創新，科學教育作為我國傳播科學知識、培育創新精神的關鍵途徑，其肩負著為國家和民族培養創新型人才和創建創新型社會的重任。
一、創新與創新精神的概念
（一）創新的概念
創新是對傳統的顛覆和挑戰，是對落后陳腐事物的摒棄，是推動人類社會不斷前行的動力和基礎，是主體運用所學知識，所創造出的新事物或者新思維。
（二）創新精神的概念
創新精神與創新具有明顯的區別，創新主要是指一系列的創新活動或者創新行為，而創新精神是主體在開展創新中所體現的一種精神素質和氣質，是一種追求個性、超越現實的品質。具備創新精神的主體，要具有另辟蹊徑的勇氣和開拓新域的能力[1]。
二、科學教育在培養學生創新精神中的作用
（一）有利于激發學生的創新意識
一個人的創新意識與興趣和好奇心具有密切聯系，興趣越濃、好奇心越強，其對知識的探究欲望也更強，創新行為的驅動力也更強。由此可知，興趣和好奇心是激發創新意識、開展創新活動的基石和前提。傳播科學知識和成果是科學教育的重要任務，在科學探究和科學實驗中將趣味性和科學性充分結合；在科學探究中將知識形象而生動地展示給受眾，其內容更加豐富、形式更加多樣；科技活動中的小發明、小實驗，都可以引發學生了解和觀察自然，帶給學生發現和驗證的快樂及成就感。在科學教學行為中，教材和教師的地位有所降低，學生和教師共同配合開展科學探究，在開放的環境下，學生的興趣和好奇心被充分點燃，產生了更加強烈的創新意識，通過對問題的探究和驗證，可以幫助學生樹立正確的創新意識。
（二）有利于拓展學生的創新思維
創新思維是創新行為的重要保障。因此，在創新活動中，創新思維是關鍵及核心。創新思維的重點是尋求異處、求異思維，即從不同側面和多維角度對問題進行全面思考。在開展科學教育的過程中，不能要求每一位學生的創新和探究行為標準化、唯一化及統一化，在探究中，教師要與學生就答案的多樣性進行討論與分析，從不同方面、不同角度拓展其創造思維。例如，在測試磁性實驗中，為了保證實驗的創新，教師要通過鼓勵，組織學生通過求異思維，設計出具有個性的創新方案，通過實驗器材的不同，對實驗結果的猜測，鍛煉學生的創新思維和求異思維。科學教育利用這種豐富靈活、多元積極的教學模式，改變了以往教學的呆板性和嚴肅性，使學生運用求異思維進行高效思考，提高了思維的變通性、獨立性及流暢性，對學生創新思維進行了有效的鍛煉。
（三）有利于提高學生的創新能力
學生自身所具備的鑒別能力、實踐能力及洞察能力，是鍛煉創新能力的前提和基礎，鑒別能力、實踐能力及洞察能力越強，學生就能夠快速地掌握問題重點，進而以簡潔和有效的方式解決問題。科學教育對鍛煉鑒別力和洞察力具有重要價值，在開展科學教育中，可以培養學生的科學精神、科研方法及科研技能，使學生樹立正確的科學理念和價值觀，形成嚴謹而合理的科學思維，有利于掌握獨立完成科學實驗的能力，具備鑒別正誤、洞察事物及分析事情的能力，并且從科學活動中獲得感悟。同時，科學教育還可以培養學生在面對復雜局面時，處理事物的方式和能力，以科學的、理性的，以及清晰的態度看待事物，通過創新的方式解決問題，進而形成較強的創新能力。
（四）有利于學生樹立創新人格
新時期，創新人格是開展發明和創造的心理基礎。相關研究表明，具備創新人格的個體大多具有堅強的品質、積極的心態及強烈的自信。因此，想要對學生創新人格進行培養，一定要注重引導學生養成努力攀登、不屈不撓、實事求是的品質。在科研過程中，需要經歷各種失敗，學生只有以理性的思維去分析，才能取得最終的成果。這個過程就是對學生意志的鍛煉，可以教會學生如何去正確的處理、分析以及觀察問題[2]。因此，科學教育可以對學生意志進行有效鍛煉，為學生創設良好的品格養成環境。
三、結語
科學教育能夠促使學生生成科研精神和創新能力，因此，科學教育是創新精神發展和形成的土壤，是創新活動不斷前行的臺階。
參考文獻：
[1]王禮.論科學教育過程中創新精神的發展[J].科技創新導報,2015,12(3):136,157.
關鍵詞：激發興趣；師生探究；創新能力
創新能力是青少年學生文化科學素養的重要組成部分。因此，教育工作者應當注重學生創新能力的培養。作為科學教師，這其中要發揮更大的作用，我們要充分認識到自己的重要職責，要培養學生熱愛科學、從科學探索中獲取快樂，提高學生自身的科學素養。這要求科學教師付出更加艱辛的勞動，花費更多的心思去引導學生。
一、巧用課堂，激發探索興趣
作為農村學校的學生，科學素養總體水平一般。在科技創新思維方面比較薄弱，我采取了以學習課本知識來培養學生科技創新思維。學生獲取的科學知識幾乎都來源于課堂，去課外挖掘的知識很少。因此，作為一名科學教師，要利用好農村這地域優勢，要鼓勵學生去探索更多的知識，利用課堂已有的知識，引導學生去深層次地挖掘更多的內容。
學生都喜歡動手，也都樂于去交流活動成果。例如，在科學三年級下冊，有關養蠶的活動，學生參與熱情非常高，幾乎每一位學生都有自己的蠶寶寶。這個活動，對于我們農村的學生有一定的優勢，學生不要為沒有桑葉而犯愁，在回家的路上總能摘到幾片桑葉來喂養自己的“小寵物”。教師便要引導學生去發現更多的問題，去發現更多的信息。教師要利用課堂的幾分鐘時間去交流養蠶中的小發現。
這樣就會在養蠶的活動中，花更多的時間去留意蠶，會不斷地去尋找、收集信息，并且會開心地在課堂上交流自己的發現，不僅帶動了學生的觀察興趣，且對科學的探索興趣將不斷地提高。
二、利用課間，師生共同探究
在科學教學中，探究式學習中個體知識的自主建構是以共同體成員間的社會性協商為背景，而不是建構個體孤立完成的。在科學競賽中，學生自主探究、自主創新往往體現在膚淺的層面，因此在前期探究中往往是師生共同合作。
在各項科學競賽中，學生的各項科技成果都離不開師生的共同努力。例如，科學趣味比賽中的疊高塔。比賽規則：在底部放一枚象棋，然后向上疊象棋，看誰放的象棋多。起初，學生覺得很簡單，一枚上面放上兩枚，類似的往上疊，再在兩枚象棋之間插入棋，不斷向兩邊延伸插，這樣疊好的模型類似于一扇墻。但稍有不慎，整個模型就會因重心不穩而倒掉。于是大伙又繼續探索，想到重心更穩的柱子形狀。一顆上面放三枚，三枚三枚往上疊八層左右（開始幾層要手按著棋子，否則棋子就會倒下），接著把柱子擴大成五枚，再到七枚，最后轉換成九枚，這樣棋子比先前多了很多（如下左圖）。但大家仍不滿足于現狀，最后又想出了新方法，對第二種方法進行改進，以疊三枚棋為準，再向周圍插棋，如同將第一種的三面墻組合在一起，不但疊得更加穩固，而且棋子疊得又多（如下右圖）。在教師與學生的共同努力下，大家不斷地探索出新的疊棋方式。
通過師生的共同探索、研究，使學生更快地掌握了一些科學技術本領，不斷增強了學生的探索之欲。在教師和學生民主和諧的活動氛圍中，讓學生活潑地參與，從而提高學生對科技的探索創新之能力。
三、提高學生的創新能力
創新就是不局限于已有的結論和見解，而提出自己與眾不同的新結論和見解或解決問題的新方法。而學生的創新能力就需要依靠教師的培養，特別是科學教師。而學生的創新能力就需要依靠教師的培養，特別是科學教師。在小學科學的新課標中指出：“小學科學以培養小學生科學素養為宗旨，積極倡導讓學生經歷以探究為主的學習活動，培養他們的好奇心和探究欲，發展他們對科學本質的理解，使他們學會探究解決問題的能力和策略。”從中我們可以知道，培養學生的創新能力已被社會廣泛認同。作為科學教師更要注重對學生創新能力的培養。
一、用創新之心改變實驗教學模式
經過許多科學教育工作者的努力，小學科學的實驗教學模式發生很大的改變，從學生聽、看到學生體驗，最后發展到現在學生探究、應用的模式。小學科學實驗的教學模式越來越關注“人性化”，越來越注重“以學生為本”的理念。模式的發展需要不斷探索，筆者在實驗中不斷追求模式的創新，力求帶給學生新奇的感覺。在科學實驗中，筆者根據教材內容采取“學生主導、學生指導”的實驗教學模式，讓學生對實驗結果進行大膽猜測，自行設計實驗并求證，通過討論完成實驗方法的總結，并推選代表進行組間指導和評價，讓學生間相互評價并補充，最后自行總結實驗結果并概述。整個實驗過程教師盡量不參與，只在最后進行課程總結，并對知識點和操作點進行概括說明，讓學生自己去思考和回味。新模式的運用為學生提供了展示自我的平臺，特別是讓優秀的學生有展示成績的機會。雖然該模式沒有得到系統的論證，但在實際中由于教學模式的改變，給學生以尊重和重視的感覺，教學效果自然好了不少。
二、用創新之心豐富實驗教學方法
“常教常新”是對教師的要求，實驗教學手法的多樣性和創新性尤為重要。一些教師的實驗教學方法數年來一成不變，給學生學習造成很大影響。在指導實驗的過程中，我們必須要考慮學生的實際的情況和差異，有些教學方法在某個班有用，放到另外班級就失效了，因此實驗指導方法必須要創新，而且要根據學生的學情進行調整。例如：“讓學生做小教師”的手法，許多教師都在使用，筆者也非常樂于運用，但不能經常使用，否則失去新鮮感。所以我不斷改變教學方法：例如不光“讓優秀學生做小教師”，還“讓后進生做小教師，優秀學生做督學或校長”等，方式改變或角色轉變只有一點點，但凸顯的“椰殼效應”就很明顯，學生們非常喜歡這樣的改變。雖然只是一點的創新，卻使得教學方法綻放青春，發揮功效。
三、用創新之心激發學生在實驗中的創新
小學階段的科學實驗，重點不是學會了多少操作，而是培養學生對科學的興趣和素養。為今后學習更高要求的知識打下良好的基礎。因此讓孩子學會“創新”，激起他們求知和解決問題的欲望顯得尤為重要。讓孩子在實驗中創新，要求教師也要有創新之心。在設計實驗時，筆者非常注重教師和學生一起完成探究，不僅比設計，更要比創意，而且要加大“創新”在評分中的權重，以自身帶動學生的創新意識。例如在教授“空氣占據的空間”一課時，本課難點是說明空氣無處不在，充滿在整個空間中。為了讓學生明白這一點，筆者沒有采取書上的方法，而是進行了創新：出示空紙杯，詢問學生里面有沒有空氣，通過“抓空氣”的實驗游戲驗證了紙杯里有空氣。新的實驗方法極大激發了學生的興趣，激活了他們的思維，教師乘機問他們：抓空氣可以證明空氣的存在，你們還能從哪里抓空氣？學生的答案之豐富也讓筆者吃驚不小，一點的改變就衍射出孩子們驚人的想象。“流水不腐，戶樞不蠹”，教師的創新能力是教育改革的最大動力，也是學生學習能力培養的最大保證。一個民族、一個國家需要創新，而作為育人的教師，更應該要懂得創新的可貴和重要。常懷一顆“創新之心”用以促進實驗教學乃是教之大道，生之大福也！
作者：鄧信哲
一、巧設問題情境,誘發思維的創新
亞里士多德說:“創造性思維是從疑問和驚奇開始的,有了疑問,才能深入地思考,才能找出發人深省的難題和問題。”創設問題情境,就是在教材內容、學生求知心理之間制造一種“不協調”,把學生引入憤悱狀態的過程。通過問題情境的創設,要為學生提供質疑、思考、發表見解的時間與空間,從而誘發思維的創新。
愛因斯坦說:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要。”教師在問題情境的設計時,應挖掘科學知識的內涵,選擇能開發啟迪學生思維能力的內容,并設計成質疑問題,將抽象概念具體化,深奧原理形象化,枯燥知識趣味化,并根據學生實際,控制質疑問題的難度,逐漸增加梯度。讓一個個疑問成為學生自主回憶、聯想創造的思維“拐點”。
1.巧設演示實驗情境,活化學生思維活動
在創新過程中,發散思維占據著重要的地位,唯有“發散”,才能打破傳統和常規的束縛,突破思維定勢的障礙,開創大膽探索思路。而科學是門實驗科學,在創新思維的培養上有著其他學科無法比擬的優勢。因此,科學教學要結合實驗教學的優勢,巧妙設計實驗情境,激起學生的思維活動。
如:在《磁生電》的新課引入時,可增加如下實驗:把玩具汽車的電動機改裝連上小風扇制成小型發電機,并與小燈泡相連接,一上課展示給學生,并問:“有人能使這小燈泡發光嗎?”學生都會笑著答:“不會,因為沒有電源。”當老師用嘴吹小風扇,小燈泡亮起來的時候,學生都驚呆了。接著老師問:“沒有電源,燈也亮起來了,真的沒有電源嗎?”這時學生已進入悱憤狀態:“哪部分是電源?”“怎樣才能產生電?”“難道嘴能發電?”等等。通過這樣情境創設,不但活化了學生的思維過程,激起學生的發散思維,而且還培養了學生熱愛科學的情感,激發了學生探究熱情。
2.化演示實驗為學生實驗,創設挑戰情境,培養懷疑思維
在思維培養中,教師應引導學生的思維特征由模仿向堅持己見過渡。而演示實驗一般都是教師動手,學生觀察,由于教師具有較高的實驗技能,再加課前的充分準備,實驗結果都較理想。雖然它有利于學生對科學概念、規律的理解,但無形中就會使學生“迷信權威”。然而將演示實驗改為學生實驗,由于各個學生參差不齊的知識水平及實驗技能,實驗當中容易出現各種與結論不相符合的結果,這很容易引起學生對教材中的實驗結論產生“懷疑”。
3.創設活動情境,培養學生創新思維
活動性實驗能充分調動每位學生的參與意識和創新意識,打破思維定勢,培養學生發散思維。這樣一個實驗:將一個5克重的鐵球系在天棚上做成單擺,把鐵球在與自己鼻子距離很近的位置處靜止釋放,鐵球在回擺過程中,風馳電掣地沖向實驗者,就在重球就要到達實驗者鼻子時,鐵球停了下來,并開始往回擺,這個實驗引來了學生的熱烈掌聲。
二、支持“稀奇古怪”的想法,培養跳躍思維
創新思維應具有異常、新奇的特點,教師有責任尊重學生的創造精神,鼓勵他們大膽想象,培養思維的跳躍性。
1.利用實驗課教學,加強發散性思維訓練
實驗課教學要善用啟發式,不斷加大學生思維的空間與難度,授課時,方法應靈活多變,從心理上暗示學生,對實驗的分析,應多角度,多方面給予啟發,有意識地訓練學生的發散性思維。盡可能讓學生多動手實驗,許多演示實驗改為由學生親手操作,讓學生在自己動手的過程中,親自體驗到實驗的趣味性,從中發現一些新問題。如利用一杯酒精、一個溫度計、若干棉花等探究“蒸發吸熱”時,有些學生會通過將酒精涂于手背而感到涼爽,說明酒精蒸發吸熱,而沒有用溫度計進行探究,老師也應鼓勵其“發明”,肯定其“聰穎”,這些均會促使學生去創造、去創新。
2.引導用生活用品去探究,挖掘學生的創造潛能
科學是門實踐學科,科學探究不但可在實驗室中進行,更可在生活中去探究。有意識地誘導學生利用生活用品去探究自然現象和科學問題,不但會促使學生養成良好探究習慣和科學素養,更會有許多意想不到的創造與發明。如在復習課時問:“你能用醫用注射針筒和其他器材來探究科學問題嗎?請畫出實驗原理圖,看哪位同學最多。”由于在平時教學中注重這方面的培養與訓練,許多創造性的思維就展現在同學們眼前。
三、提倡多角度思考,培養立體思維
在科學教學中逐步培養學生用發散性思維去思考問題,啟發學生一題多思、一題多解、一題多變等解題方法,強調具體問題具體分析,引導學生依據自然現象、概念、規律、公式和已知條件,使思維朝著各種可能的方向擴散前進,不局限于既定模式,從不同角度尋找解決問題的各種可能的途徑。
例:假如你在勻速直線行駛的火車里豎直向上拋出一個小球。小球將會落在
()
A.拋出者前方 B.拋出者后方
C.拋出者上方 D.三種情況均可能
條件變換1:將原題中“勻速”變換為“加速”其余保持原題不變。條件變換2:將原題中“勻速”變換為“減速”其余保持原題不變。條件變換3:將原題中“勻速”兩字去掉,其余保持原題不變。(解略)
綜上所述,科學教學的目的不只是使學生掌握已有的理論知識,更重要的是使學生掌握科學思維和科學研究的一般方法。發散性思維和逆向思維是創新思維的核心。因而在自然科學教學中指導學生克服思維定勢,改變自身思路的缺陷,逐漸培養學生的創新思維意識,激勵學生經常用發散性思維、逆向思維、直覺思維和遷移思維來思考問題,提出標新立異的解題方法和思考方式,所有這些對提高學生素質,為社會培養有創造能力的一代新人,無疑都是十分重要的。
參考文獻:
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[2]余自強.科學(7-9)年級課程標準解讀. 教育部基礎教育司科學課程標準研制組
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[論文摘要]在教學中,要精心創設教學情境,激發學生興趣。克服思維定勢，培養學生的發散性思維、逆向思維等多種思維方式。在生活和實驗中培養學生的觀察能力和問題意識，激發學生的求知欲望。加強科學探究，培養學生的探究能力、實踐能力和創新能力。
深化教育改革，全面推進素質教育，培養二十一世紀具有高素質的創新精神和能力的建設者和接班人，是學校教育的最高目標，作為教育工作者應實現由應試教育向素質教育轉變，培養學生的創新能力，使學生全面發展。
一、培養學生的創新思維能力
精心創設情境，激發學生的創新思維。興趣是激發學生思維能力的重要因素，它能提高學生學習的積極性，主動性，探究性，使學生以一個被動的知識接受者，變成一個主動的參與教學活動的合作者。教師必須精心備課，對所設置的教學問題必須具有趣味性、新奇性、生活性、開放性和適宜性。只有這樣才能激發他們的創新思維，例如，在學習光的折射時，提出一些問題，透過圓形金魚缸看魚，魚會變大，筷子斜插入水中，側面會看到筷子在分界處彎折，學生帶著這些問題去學習，會產生興趣，達到一定的效果。
基礎知識，基本技能是培養學生創造性思維能力的前提條件，首先在教學中要狠抓“雙基”的落實，讓學生學透知識，練實知識，用活知識。用基本的科學知識去解決實際問題，其次要克服定向思維，培養發散性思維和思維的變通能力，對于一個問題，能從不同角度.不同方向去探索解決問題的方法。傳統的教學注重解決問題的唯一性。這樣不利于培養學生的創新能力，實際中的許多問題，往往是開放的，多變的，答案不是唯一的。在習題教學中要加強一題多問，一題多解，一題多變，多題同解等形式的訓練，培養學生的多種思維方式。例如，有這樣一道開放題：現有一杯純凈水和一杯食鹽水，儀器不限，用那些方法可以鑒別它們，通過各小組的熱烈討論和交流，利用密度、浮力、蒸發結晶、凝固點、導電性等知識,同學們得出了10多種方法,并用實驗加以證明，開闊了學生的思路，在教學中還要培養學生的逆向思維。例如有一重為10斤的一個瓶子，用手拿著不動。手與瓶子的摩擦力為多少？當手握瓶子的力增大，此時，瓶子與手之間的摩擦力是否增大。一般的學生會認為摩擦力會隨著壓力的增大而增大，這是一種定向思維。如果用逆向思維去分析瓶子的狀態未變。即靜止(受平衡力的作用)f=G，就不難理解。通過這些思維方式的訓練和解題的指導，培養學生嚴密的邏輯推理能力和思維能力。
二、從實驗和生活中培養學生的觀察能力和問題意識
科學實驗離不開觀察，觀察是科學研究的最基本方法，是創新思維的基礎，每個科學實驗都有其明確的實驗目標。因此，在實驗教學中，對每個實驗教師首先要讓學生明確為什么觀察和觀察什么?使學生掌握觀察的具體內容。例如在觀察水沸騰實驗中，教師提出讓學生觀察水在沸騰前后實驗現象。實驗后有的學生就觀察到沸騰前氣泡上升中變小，消失，沸騰后氣泡會變大，破裂，并提出了相應的問題。又如，在研究液體內部壓強時，指導學生觀察：當金屬盒中的橡皮膜在不同深度，不同液體，不同方向時，分別觀察U型管兩管液面的高度差是否發生變化，來得出液體內部壓強的規律。使學生掌握實驗觀察的具體方法。如順序觀察法，對比觀察法，重點觀察法，全面與重點觀察法，歸納觀察法等。
在平時教學中，學生往往不提問題，也提不出問題，不管是實驗還是作業都是按照教師的要求去完成。鑒于這種情況，教師應幫助學生學會觀察，鼓勵學生在觀察的基礎上提出問題，培養學生的問題意識。在平時的教學中，教師要把課本知識同生活實際聯系起來，提出一些問題。
三、注重科學研究，培養學生的科學探究能力
初中階段的實驗大多數是一些驗證性的實驗。用人為控制的實驗條件去驗證這些結論，加深對科學知識的理解、掌握，這樣不利于充分發揮學生的主動性，培養學生的創新能力。為此，在教學中把演示實驗改為分組實驗，把一些驗證性實驗改成探索性實驗，增加學生的動手機會，培養他們的實踐能力，例如，探索電流與電壓、電阻的關系時，讓學生按照探究的過程進行，在實驗中強化用控制變量法探究，在這個實驗中，最難的是電路的設計，教師可采用讓學生獨立設計——小組討論合作——各組討論交流——師生共同補充。整合完成設計的方法，讓學生在原有能力的基礎上相互學習取長補短。培養學生的觀察能力，動手實驗能力，嚴謹求實的科學態度和與他人合作的精神。通過分析實驗數據，得出結論，通過評估與交流，讓學生發現問題，分析原因，培養學生的實事求是的科學態度。
加強實驗設計，培養學生的實踐能力和創新意識，開始時，可先讓學生設計一些簡單的實驗。如，用2只開關控制一個燈泡，并且閉合任一只開關都能使燈泡發光等，在這樣的基礎上教師可采取少給器材，設置故障電路，把儀器調亂，讓學生設計實驗方案，解釋實驗中出現的問題，分析實驗誤差，改進實驗等。又如在“測定小燈泡額定功率”的實驗中，除按教材上的方法外，教師可提出問題，用一只已知阻值的電阻代替電壓表，其他器材不變，設計實驗，然后教師再深入引導學生。如果在這個實驗中，電壓表的量程小于燈泡的額定電壓時，怎樣測出小燈泡的額定功率，通過這樣的引導和啟發，激發了學生的求知欲望。
四、開展第二課堂活動，充分發揮學生的聰明才智與創造能力
一、營造教學環境，培養創新意識
營造一個寬松良好的教學氛圍，有利于消除課堂上過分拘謹的局面，有利于學生的個性發展。在這種氛圍里，學生勇于發現問題，敢于提出問題，渴望解決問題，他們的創新意識自然而然地就得到了培養和支持。作為一名教師要為學生創新意識的培養創設一個適宜的情境，在教學工作中竭力提倡創新，善于接受學生新的合理化建議，讓學生充分發揮自己的想象和能力，并鼓勵和幫助學生將大膽的設想、創新的計劃變成現實。讓學生品嘗成功的喜悅，領略創新的意義。
科學趣味實驗以簡單的操作、鮮明的現象對學生產生了極大的吸引力。因此，我們要充分利用趣味實驗，激發學生對科學的興趣和創新意識。趣味實驗的設計有以下三種途徑：（1）簡化、重組演示實驗，或將演示實驗變成學生分組實驗。如將二氧化碳與氫氧化鈉的反應改為“變色噴泉”；將質量守恒定律的研究實驗改為學生的分組實驗。（2）根據教學需要增加趣味實驗。如介紹滅火器原理時增加“滅火器滅火”實驗；在講二氧化碳制取時，增加“雞蛋潛水艇實驗”。（3）結合日常生活，發揮學生的想象力，如“水沸騰”實驗，在學生的觀察過程中，分析加熱過程中出現氣泡的原因。
二、賦予教學內容以適當的情感色彩
科學教學內容不像美術、音樂、語文、英語等教材中蘊涵著豐富的顯性的情感因素，但是科學教材在反映客觀事物、揭示物質變化規律時，也包含了少量顯性情感因素和大量隱性的情感因素。教師在備課時，要善于發現、挖掘這些顯性和隱性的情感因素，并運用豐富的語言、表情表達出來，以此去感染學生，讓學生產生相應的情感體驗。
例如，元素周期表的發現過程，便是一個顯性的情感因素，如果只介紹門捷列夫這一最終結果，則教育功效定會大受影響。事實上在門捷列夫之前，針對元素間究竟有無規律，科學家們相繼提出了三元素組、六元素表、八音律表等的不同的科研成果，但一個共同的特點是隨著新的元素的發現，只對部分元素適用的缺點便顯現出來。
門捷列夫堅信元素間的規律是客觀的，是可感知的，并將每種元素的符號、原子量、主要性質制成卡片，反復排列、組合、推敲，終于發現并繪制了第一張元素周期表。而這個發現過程中蘊含的科學方法，敢于挑戰權威科學的態度，不畏艱辛、不畏人言的科學品質，對激發學生的學習興趣，激勵學生探求真理的志向都大有裨益。
三、獨立思考，開啟學生的創新思維
1. 提倡一題多變、一題多解，培養學生的發散思維
在心理學和教育學的諸多專著中，都一致認為“一題多解”是培養和訓練發散思維的重要方法之一。發散思維從多問、側問和反問朝著不同方向進行，它蘊含著豐富的想象和聯想，它可靈活、迅速地產生多種多樣的想法：由點到線、由線到面、由面到體，既思前因，又想后果，這是發散思維多向性的表現。在教學過程中，教師要有意識、有步驟地擴大思路，讓學生從多角度思考問題，從而達到訓練和培養學生發散思維的目的。一題多解是發散思維在科學上的具體體現，展開科學一題多解的教學要用啟發式，激發學生一題多解的愿望；培養學生一題多解的興趣；講清一題多解的思路；布置一題多解的作業；推廣學生中一題多解的好方法。例如，有na2co3、nac1、na2so4、naoh四種無色溶液，如何鑒別?要求學生每人至少設計出兩種以上不同方案。由于學生已學過鑒別物質的方法，根據四種物質的特性，學生設計出不同的方案，經過教師匯總，選出幾種不同的鑒別方案，并進一步組織學生探究，分析比較這幾種不同方案所用的試劑及各反應現象，找出最佳方案。經過實際操作和探究，使學生的思維得到了進一步發散。
2. 巧設“陷阱”，跳出思維定勢，培養學生的逆向思維
