培养学生的科学思维方式范文

一、加强科学方法教育

在物理教学中，教师可以将科学方法进行显性处理，让学生在学习知识的过程中，掌握基本的科学研究方法.科学方法的掌握，将会帮助学生理解、巩固所学的知识，更深刻地领会科学研究过程，使学生能够适应新的学习和研究的要求.物理学中常用的科学方法主要有：质疑、观察、实验、测量、分析、图象法、归纳和演绎、模型法、建立假说和验证假说等.科学方法的掌握不是一蹴而就的，学生在学习中通过模仿，从教师的授课过程之中或课本上学到一些基本的科学方法，并在运用知识解决问题的过程之中掌握科学方法.

二、注重思维能力的培养

创造思维能力是科学素养的重要组成部分.创造思维是逻辑思维与非逻辑思维的辩证统一，非逻辑思维是创造思维的重要组成部分.非逻辑思维主要包括形象思维、直觉思维、灵感思维和科学美学思想.在物理教学中，我们在重视逻辑思维能力培养的同时，也要重视学生非逻辑思维能力的培养.

第一，培养形象思维能力.通过物理教学，使学生形成正确的物理图象，养成运用物理形象进行思维的习惯.

第二，培养发散思维能力.要重视变式的教学，培养学生的发散思维能力.在解决物理问题过程中重视物理过程的分析，让学生能够从不同角度，运用不同方法来分析解决同一物理问题，运用一题多解、一题多变、一题多问等形式使学生从单一思维模式中解放出来.

第三，培养辐合思维能力.即培养学生对发散思维所提供的众多答案或假设的分析、比较、综合、选择的能力，使学生通过思维的辐合，从中选择出最佳的答案，获得创造性的结果.

第四，培养创造美的能力.通过物理教学使学生掌握构成物理美的基本法则，如对称性、和谐性、简洁性等，并能够灵活运用以解决物理问题.

第五，培养学生勇于创新、精益求精的精神.教师应善抓教育契机，设疑激趣，鼓励学生质疑和创新.

三、关注人文教育，加强科学品质

教育

科学教育侧重于科学技术知识的工具价值，人文教育着重于精神价值，两者的有机结合可以促进科学素养的全面发展.在物理教育中，人文教育的目标是由人文精神的内涵、物理学科的特点以及人的本质所决定的.科学品质是科学素养的重要组成部分，也是人文教育的核心内容.科学品质主要包括态度、情感、意志、价值观等内容.良好的科学品质主要表现为：勤奋努力、热情自信、独立思考、谦虚谨慎、团结协作、尊重事实、客观公正、实事求是、勇于探索、坚持真理、修正错误等.物理学具有丰富的科学品质教育内容，物理教学中科学品质的教育应渗透在物理教学的各个环节，融入物理知识之中.

四、注重探究能力的培养

物理学是一门以实验为基础的实践性和理论性都很强的学科，因而物理教学也必须具有很强的实践性，因为许多物理概念和规律都是通过严谨的科学实验而获得的.所以，针对物理教育而言，科学探究是一种有效的教学形式.

物理课程中的科学探究是学生积极主动地获取科学知识、领悟科学研究方法而进行的活动.科学探究的基本要素包括：提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作.在物理教学中，要始终贯穿“探究”的思想，要给学生提供机会去体验主动学习和探索的过程及经历，鼓励学生积极大胆参与科学探究，使学生树立批判精神，敢于质疑，促进学生学习方式的转变.

物理科学探究可以采取以问题为中心的模式、自由探究学习模式、小组讨论法模式、合作学习模式等.

通过科学探究，可以使学生从整体上对物理学的概念和规律，物理学思想和方法，物理学理论的历史、现状和前沿等方面加以全面了解，从而培养和提高学生的科学素养.

五、在物理科技实践活动中培养

培养学生的科学思维方式范文篇2

计算思维是指最具有基础性和长期性的思维。电子信息类专业学生的计算思维能力培养在其个人发展过程中具有重要的作用和意义,并且能够对学习产出的教育模式也有较为深刻的理解,该文把学习产出和计算思维能力的培养进行有机的结合,探讨了在这种教学模式下的相关教学内容、教学手段以及考核方式的改革方法。

关键词:

预期学习产出(Outcome-BasedEducation)；学习产出；计算思维能力；学科思维能力

电子信息类专业学生的计算思维能力培养在其个人发展过程中具有重要意义。该文在文献分析与实例总结的基础上,将学习产出和计算思维能力的培养进行有机的结合,探讨在这种教学模式下的相关教学内容、教学手段以及考核方式的改革方法。

1计算思维能力

21世纪初美国卡内基•梅隆大学周以真教授首次提出了ComputationalThinking,即计算思维,清华大学孙家广院士也强调计算思维是具有基础性和长期性的思想。近几年,计算思维的重要性随着计算技术及其功能的迅猛发展而日益凸显,因此,很多学者就计算思维的议题进行了大量的相关研究。计算思维能力是指人们运用计算思维方法进行思考的能力,不同于数学思维,计算思维蕴含着一整套解决一般问题的方法与技术。不同的人才未来将面对不同的问题空间,决定了他们对计算思维能力不同的要求。具有计算思维能力是指人们根据自己具体工作和生活的需要,在不同的层面上具有利用这种思维能力去解决具体问题(蒋宗礼,2013)。

2学习产出概述研究

自20世纪90年代以来,受科学教育快速发展的影响,工程教育强调基础理论对培养工程人才的重要作用,从而理论教学的学时在高校授课计划中显著增加;2000年至今,随着大工程观理念的不断深化,国内外针对理论教学与实践教学之间的关系进行反思与调整,如,21世纪初,PBL、CDIO等先进教育模式的引入和卓越工程师教育培养计划,旨在培养学生相关专业的学科思维能力;2010年后,随着工程教育政策的价值观念转向工具本位与人本位结合,强调要充分发挥学生的主动性,强化项目引导和宏观调控以提高工程教育质量为目标。“学习产出/成果导向”为导向的OBE教育模式,遵循回溯式设计原则、以预期学习产出为中心来组织课程设计、实践内容与学生能力培养(顾佩华,2014)。OBE教育理念把教学目标、课程、学生实践与能力培养有机联系在一起。其教育模式主要有4个步骤定义:学习产出、实现学习产出、评估学习产出、和使用学习产出。OBE教育模式本质思想以学生学科思维能力发展为本,侧重发展学生解释新问题的高阶推理能力。

3研究实例述评与电子信息类大学生计算思维能力培养研究

基于OBE教育模式最早出现于美国和澳大利亚教育改革。目前,国内的汕头大学,针对工程教育认证的发展趋势,将OBE理论和工程教育进行很好的融合,在课程计划、师资、教学方法、教学评价各个层面引入OBE模式,并取得了良好的成效。香港部分高校都积极展开了OBE理论的教学模式并展现了OBE教学模式的优越之处。电子信息类专业作为工科院校的传统专业,其专业知识体系涵盖了电子技术,计算机技术,信号和信息处理技术等专业知识,其中对计算机技术的要求仅次于计算机科学和技术专业的培养要求,因此,对计算思维能力的培养对于专业知识的进一步学习使至关重要的。该课题探讨了基于OBE教学模式下,在面向学科思维的教学过程中继承学科知识、技术工具等课程基础,关注电子信息类本科学生其学科内在的思维发展,即计算思维能力的培养,设计适宜的课程教育结构来保证学生达到教学预期目标。主要内容包括以下几个方面。

(1)确定预期学习成果与学科思维能力培养的关联性研究。明确本专业的特色和定位,建立电子信息类专业核心课程教学环节各要素与OBE模式之间的匹配映射关系,预设实施OBE教学模式所要实现的预期学习产出。加强电子信息类专业本科生的计算思维能力的培养,强调的运用基础概念去解决问题,其本质是抽象和自动化的过程。在教学过程中,强化计算思维能力的培养,对于培养高素质的电子信息类人才尤为重要。因此,在OBE教育理念下,探讨学科思维能力的培养具有重要实际意义。

（2)确定基于OBE模式的教学策略和教学方法。基于OBE模式的教学理念,依据学生的学习进程进行阶段划分,并确定出每个划分阶段的学习目标与内容,学习内容随着学习目标设定由初级到高级,每个子项目都设置相应的成果展示或学结,并让学生完成子项目的设计思路、设计方案和实践环节;构建与计算思维能力发展相匹配的课程体系与具体教学实施措施。依据课程体系与计算思维能力发展的阶段性映射关系,逐步引导学生完成课程体系每个阶段的学习,使学生具备预期的学习成果,并具有一定的能力结构。

（3)多目标考核与评估。根据OBE理论模式所提供可观测目标体系标准,考察学生知识掌握、计算思维能力培养情况,包括形成性考核与终结性考核结合;进行学习历程档案,以平时成绩与卷面成绩按照一定的比例构成的最终成绩评价,学生学习效果的考核方式以项目驱动的教学方法及以成果导向进行评估。不同实践过程完成后,对大学生作品进行测评及答辩等方式的记录。在开展考核与评估过程中,对于学习输出的具体的量化指标。通过这些指标反馈回教学过程,实现教和学的闭环互动过程。

4结论

基于OBE理论的教学模式,在教学过程中有利于调动学生学习主动性,不仅要让学生掌握电子信息类课程体系的基础知识,更重要的是以学生为教学主体,将课程教学与专业实践应用相结合,在实践环节中逐步掌握知识体系的思想和方法,培养解决问题的思维习惯和能力,提高电子信息类课程的教学质量和人才培养质量。

参考文献

[1]邓磊,姜学锋,刘君瑞.实施专业融合,提升理工科学生的计算思维能力[J].工业和信息化教育,201（36）：15，37-41.

[2]刘道文.高校非计算机专业计算思维能力培养策略研究与实践[J].计算机教育,201（313）：39-43.

[3]王移芝,金一,周围.基于“计算思维”能力培养的教学改革探索与实践[J].中国大学教学,201（43）：49-53.

[4]林旺,孙洪涛.基于软件应用的计算思维能力培养教学设计[J].中国电化教育,201（411）：122-127.

[5]党向盈“.卓越计划”背景下程序设计课程走向工程能力和创新能力培养模式研究[J].科技信息,201（135）：266，334.

[6]蒋宗礼.计算思维之我见[J].中国大学教学,201（39）：5-10.

[7]顾佩华,胡文龙,林鹏,等.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究,2014(1):27-37.

培养学生的科学思维方式范文

关键词:大学生创新能力培养思路

全面实施素质教育,培养具有创新精神和创新能力的社会主义新人,是当前我国高等教育改革和发展的方向,它关系到我国在激烈的国际竞争中能否赢得更大的主动权,也是实现中华民族振兴的重要举措。何培养大学生的创新能力,探索培养创新人才的模式和思路是高等教育义不容辞的责任。

1时代呼唤创新人才

当今世界各国的竞争,说到底是科学技术的竞争;而科学技术竞争的背后是人才的竞争、教育的竞争。无论是科技的发展还是社会的进步,都需要有创造性的人才。高等教育应当以培养具有创新精神和创新能力的人才为已任,积极投身到知识创新与科技创新活动中,为国家的经济建设和科技发展做出应有的贡献。指出:“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。”因此,创新人才和创新能力就关系到一个国家的前途和命运。创新要靠人才,只有培养出大批一流的人才,才能跟上时展的步伐。一个国家、一个民族,如果仅限于学习运用国际上成熟的技术和发展模式,就只能步人后尘,处于被动地位。发展中国家与发达国家最大的差距,主要不是生产量的差距,而是创新原理、创新工艺和创新技术的差距,这恰恰体现在创新人才的匮乏上。要在知识经济时代新的科技挑战中立于不败之地,就必须在知识创新、科技创新和体制创新上下功夫。知识创新呼唤创新人才,创新人才的培养在教育。在这里,关键是培养和造就千百万掌握现代科学知识,具有创新意识、独立意识和批判意识的人才。创造性人才的培养,是时代的呼唤,是科学技术迅猛发展的需要。创新对于高等教育已不是一般的教育目标和要求,而是关系国家的富强与民族兴旺的大事。

2创新人才应具备的基本品质

高素质的创新人才,要有正确的人生观、世界观,要有正确的伦理道德和价值观念,要有高尚的情操志趣;要对国家、民族、社会有强烈的使命感和责任感;要有坚实的理论基础,有丰富的科学知识和科学态度。除此之外,高素质的创新人才,往往还具有以下性格特征:①有高度的独立性。不盲从,不人云亦云,不惟书,不惟上,不受习惯势力的限制和束缚,善于思考,凡事都问个为什么,敢于坦然地对一些观点提出质疑。②有充分的自信心,有百折不挠的顽强毅力和必胜的信念,有不怕失败和艰苦奋斗的精神和实践能力。这是发挥人的创造潜能的重要条件。③有强烈的冒险意识。勇于面对失败的风险,敢于正视创造过程中出现的挫折,有探索追求科学真理的强烈欲望。这是创造性人才的典型性格。④有坚定的创造动机。活动始于动机,创新动机越强烈,创新活动越积极认真,其成功的可能性就越大,社会价值也就可能越大。⑤具有独特的思维方式。一个创新能力强的人,能掌握创造思维方法,特别注意客观事物的差异性和特殊性,具有良好的逆向思维、发散思维和聚合思维能力。

3困扰大学生创新能力培养的主要因素

(1)教育内容陈旧与教学方法单一,忽视学生学习能力的培养。当前学校教学内容仍以知识的学习为主要内容,缺少能力培养;在教学方法上仍以课堂讲授为主,形式单一,方法呆板,缺少新意。在这种教学状态中,学生的学习缺少主动性,积极性不高。学习过程中受教师因素的影响也较大,如教师本身的思维不发散,创造能力不强,也导致学生思维阻塞,缺少质疑的品质,也不会变通,影响了学生创新能力的培养。

(2)专业范围狭窄,影响了学生创新能力的培养。目前,高校专业设置,对培养专门人才发挥了一定的作用,但专业知识面的狭窄也制约着学生创新能力的发展。由于学生的活动大多是在本专业范围内展开,没有时间和条件学习相邻学科和边缘学科的知识,从而限制了学生的视野和创新能力的发挥。

(3)教学目标上重视认知素质,忽视情感素质,制约着学生创新能力的培养。当前的高等学校普遍重视学生的认知能力的培养,如在感知能力、想像能力、思维等认知方面的能力培养比较重视,忽视了学生情感素质的培养。

4高校培养创新人才的思路

4.1树立以创新精神为价值取向的教育思想

①首先要从转变教育观念入手。这就要求我们自觉地以马克思关于人的全面发展的理论、教育思想特别是关于人才创新的思想以及邓小平关于教育要坚持“三个面向”的指示为指导,树立以创新精神为价值取向的人才观、教学观和质量观。现代教育教学的任务不仅是传授知识,更重要的是发展培养学生的智能,必须把培养学生的创新能力放在重要地位,要使过去那种以知识传授为主的教育模式转变为素质教育培养的模式,树立融素质教育与业务培养为一体、融知识传授与能力培养为一体、融教学与科研为一体的思想。②在课堂教学上创新。抓好课堂教学这一主渠道、主阵地的作用。教师必须改变传统的教学观念,在课堂教学中要以形成大学生自主发现和创造为基础、以培养创新能力为核心的“学生主体”教学观念、教学内容、教学方式和教学模式,改变教师单向的知识传授功能,转向以知识传授、能力培养和素质提高为主的多功能教育;把以课堂教育为中心和应试教育为特征的封闭模式,向创造教育和素质教育的新型开放模式转换。以创造教育和素质教育为中心,把教学质量的提高定位在学生创新能力和综合素质的提高上。③在教育模式上创新。改革和完善过时的陈旧的教学内容和教学方法。采用现代教育技术手段,特别是以多媒体技术为突破,大力提倡学生参与教学,激发学生的创新意识。教学内容以“新颖、科学、合理”为原则,经过精选、组织和优化。教学方法的创新,坚持灵活、多样、实用的原则,重视以启发式、问题式、研讨式为主的开放式教学。在教学过程中,让学生自己摸索、推敲、推导和论证,使之达到创造思维和能力的稳步增强。使学生树立创造志向、发展创造思维、培养创造个性和提高创造能力。

4.2注重培养大学生的创造性思维能力

创造性思维能力既需要逻辑思维,也需要非逻辑思维。创造性思维是指创造者在最佳的心理构成和心理合力作用下,首先获得强烈的、明快的、和谐的创新意识,进而使大脑中已有的感性和理性知识信息,按最优化的科学思路,灵活地借助想象与联想、直觉与灵感等因素,以渐进式和突变式,实现重新组合、匹配,脱颖和升华,从而达到科学创造的成功思维。逻辑思维是创造性思维的基础,非逻辑思维是创造思维的关键。

因此,大学生创造性思维能力的培养必须从逻辑思维和非逻辑思维一两方面入手。其一,逻辑思维培养:增强记忆力;培养思维的推导性和敏捷性;培养思维的条理性和科学性;培养思维的周密性与论证性;培养分析与综合的能力。其二,非逻辑思维培养:培养良好的形象思维;培养敏锐的直觉思维;培养顿悟的灵感思维。这是因为创造性思维能力的提高,仅仅依靠逻辑思维能力的提高是远远不够的,因为单纯运用逻辑思维的方法难以取得跳跃式的认识,只有在逻辑思维的基础上利用非逻辑思维,才能获得突破性的新知识。已在科技竞争中领先的发达国家,都对大学生创造性思维培养非常重视,后起的亚洲国家诸如韩国、新加坡等也已意识到已往教育“注重知识传输而轻视创新性思维的培养”的弊端,大力进行教育教学改革。我们必须努力改变现状,努力提高大学生的创造性思维能力,否则我们的发展速度就会受到影响,在未来的竞争中将处于不利的地位。

4.3营造一个良好的创新环境,为创新能力的培养提供条件

环境是教育的生存场所和发展空间,是教育观念和教育模式的标志体现,环境启发人、环境教育人、环境造就人。我们要在激发大学生的创新意识,形成创新思维之后着力培养大学生的创新能力。①加强社会实践环节,这是锻炼大学生的综合素质不可逾越的条件,当前我们应按照“三个代表”重要思想的要求,不断的鼓励大学生融入到改革开放和社会主义建设的伟大实践中,了解国情,用与时俱进、开拓创新的精神指导学习和工作,将创新运用实践,鼓励学生参与学校、院系、班级组织的各种活动,使创新意识、创新思维有所施展,综合素质不断提高。②在人才的培养模式上,把提高大学生的综合素质作为重要内容,落实到培养方案和教学内容中,使之制度化、模块化。③对实践教学环节进行整和和改造,尽可能给学生提供一个综合解决实际问题的背景和环境,将创新能力融入到一种惯性的理性思维中,达到“约定俗成”的效果。④要建立完善的激励机制。奖励创新性人才,并使这种激励机制制度深入人心,促进和刺激创新能力的发展。④注重个性潜能的发展,创造宽松的实践环境。高等教育必须能够适应个体的特殊需要,让每个学生的个性和潜能得到充分发展。个性是创造性的基础和基本特征,高等教育作为一个完备的体系,必须包容个性化,才能更具有创造性。个性只有在自由自在的实践环境中形成、发展与成长。只有形成一个既有正确导向,符合实际,而又无拘无束的实践环境,个性才可以得到主动、和谐、健康和全面的发展,并且展示出本身所固有的特色。我们应该特别强调的是,对于不同学科,不同专业,不同层次的个体应有不同的引导、培养和形式。古代教育学家孔子尚能提出"因才施教"的原则,对于知识经济条件下的现代高等教育来说,注重学生个性潜能的发展,创造良好的校园环境,课堂气氛,实践环境更是情理之中的事情。

参考文献

[1]王爱国.创新人才与高等教育的使命.济南大学学报,2001年.