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在科学探究中创设问题情境的策略研究

在科学探究中创设问题情境的策略研究

摘 要:著名教育家布鲁纳认为:“在问题情境中开展自主、合作、探究性学习是最有效的学习方式”。通过创设问题情境以问激趣、以问激思,是提高物理课堂教学有效性的关键。但在实际教学中,教师在问题情境创设中存在着一些容易忽略的误区。文章旨在通过剖析和解决这些问题,从而达到提高中学物理教学有效性的目的。

关键词:科学探究;问题情境;有效性

物理学科是以实验为基础的一门自然学科,具有抽象深奥,又与生产生活紧密联系的特点。因此,如何创设与实际生产生活相关联的问题情境,以问激趣,是提高物理课堂教学有效性的关键,是摆在物理教师面前的重要课题。采用“创设问题情境→自主学习探究→小组合作讨论→师生互动交流→全班总结提升”的教学模式,是学习物理学科的适当方式,能最大限度地激发学生学习物理的兴趣,是培养学生发现问题,归纳规律,进而提升学生解决实际问题能力的有效方法。这种教学模式已被广大物理教师普遍接受,并在课堂教学广泛实施,取得了较满意的教学效果。

随着物理新课程标准和新教材的全面推广使用,如何发展学生的核心素养、培养学生发现问题并解决问题的能力,成为广大物理教师关注的焦点。强调问题情境的创设,一方面,能促进物理教学的有效性展开,另一方面,在情境创设中出现的问题能引起更多教学研究者的重视。但在实际教学中,教师在问题情境创设中存在着一些容易忽略的误区。

一、 问题情境的创设与学生的生活经验脱节

学生对物理学科的学习是否有兴趣,与物理教师创设的问题情境直接相关。因此,物理教师要根据学生的知识背景、生活经验等创设与生产生活紧密联系的问题情境。要避免出现与学生生活实际相脱节的问题。

案例:在讲授《平抛物体的运动》一课时,教师先利用多媒体引导学生思考步枪水平射出的子弹的运动轨迹,并引入新课。

剖析:在实际教学中,学生受生活经验的局限,会错误地认为从步枪射出的子弹是直线运动的,学生很难想象子弹的运动轨迹实际上是曲线的。这种问题情境就失去了激发学习兴趣的作用。从课堂反应来看,尽管课题已经导入,由于学生缺乏子弹运动的生活经验和感性体验,在头脑中无法形成平抛运动,只能靠教师的讲授被动地理解运动规律。因此,这种问题情境是低效甚至是无效的。所以说问题情境的创设不能脱离学生的生活实际。

对策:在学生没有建立起新的认知结构之前,问题情境的创设特征应该非常明显。在物理教学中,创设问题情境的方式多种多样,例如通过演示实验、教具模型或音像视频等创设。还可以通过形象的并贴近学生生活的语言描述创设一种有利于认知过程的物理情境。但是,不論通过哪种方式,问题情境的创设应注重形象性。并且要基于学生的生活,贴近学生的生活实际经验。针对本案例,为了形成鲜明的感性认识,教师可以使用射水的玩具塑料机枪射水来演示,或者亲手平抛一个物体来演示,都能收到较好的教学效果。

二、 问题情境的创设指向不明确

问题情境的创设目标是引发学生的深入思考,引导学生进入下一个探究活动中。因此,问题情境的创设指向要非常明确,应该直接指向这节课要研究的具体内容。

案例:师:同学们,今天我们将要学习一个崭新的知识——电学。关于电,同学们都有亲身体验,比如电灯、电视、手机等都用到电,电已在人类生产生活中被广泛运用,再如大家都见过的雷鸣闪电现象是什么原理呢?同学们请看,老师这里有一个起电机,现在我把它顺时针转动起来,大家都看到什么了?对!闪电。这就是一个人工闪电,它的原理跟雷电是一样的,两极之间有一万伏以上的电压,高压会放电。这里还有一个摆设品,叫魔球,通电之后,球内发出了漂亮的辉光,我用手一接触,辉光的分布就有了明显的改变。电笔靠近它,亮了;日光灯管靠近它,居然发光了。类似奇妙的电的现象在生活中很常见,今天就从最基本的电荷开始讲起。

剖析:在此案例中,教师在课前所做的有关静电的知识很精彩。但是反思一下,既费时又费力地创设出的精彩情境对下面知识的进一步展开有多大的联系呢?创设的问题情境是否明确指向学生要进行的下一个探究活动中呢?没有。也就是说此情境创设不能给学生提供一个可以进一步深入观察和认识的问题探究点,至多是展示给了学生有关电的有趣的现象,对于接下来的知识学习来说是低效的情境创设。

对策:教师在情境的创设中,问题情景不能仅仅关注学生学习兴趣的激发,重点是要有明确的目标指向。问题情景要指向学生即将要学习的内容或即将要探究的活动,从而引导学生探究活动的进一步展开,最终促进学习者达成学习任务。

接着再展示一位特级教师王老师的课例,看看他是如何创设问题情景的:

王老师先演示了一个实验:摇动起电机,学生清晰地看到一条粘附在起电机金属端上的塑料细线膨胀开了。接着王老师又展示了一个摸着静电计全部头发都竖起的女孩的照片。为什么会出现这些现象呢?然后开始了新课的引入。学生完成了电荷知识的学习后,王老师又引导学生回头讨论:粘附在起电机金属端上的塑料细线膨胀开的原因是什么?摸着静电计的女孩的全部头发都竖起的原因是什么?

从后者的教学中,可以看到王老师教学情境的创设具有了明确的指向,即指向电荷知识的学习,并且“为什么会出现这样的现象”这一问题也一直贯穿整个课堂,使学生一直在这一问题的引导下去思考和学习新的知识。

三、 问题情境不符合认知规律

科学家对于科学知识的研究总要经历一个艰辛的探索过程,最终拨开云雾见真知。因此,在物理教学的问题情境创设中。教师不要急于把答案告知学生,要引导学生进行类似科学家的科学探索过程,让学生感悟科学发现的艰辛。

案例:在学习《自由落体运动》内容时,教师利用牛顿管做一个演示实验,让学生亲眼目睹重量不同的物体在真空状态下其下落速度是相同的。教师可按如下步骤进行演示实验:

1. 教师先把大小相同的纸片和硬币放入牛顿管中,然后将其抽成真空。接着迅速倒立牛顿管,请学生认真观察纸片和硬币的下落情况。

2. 打开一端的进气阀门。让部分空气进入,将牛顿管倒立过来。观察物体下落情况。

3. 打开进气阀门,让空气完全进入牛顿管。再将牛顿管倒立过来。观察物体下落情况。

教师:你们观察到什么现象啊?从中得出哪些结论呢?

剖析:这是利用演示实验来创设问题情境的一种做法。事实上,部分老师在讲授这一节时都是利用这种演示实验的顺序来进行问题情境创设的。为什么不调整一下演示实验的顺序,先演示物体在有空气的牛顿管是如何下落的,然后把牛顿管抽成真空,再演示物体在真空状态下又是如何下落的?询问下才得知,在实验中先让学生观察真空情况,再放入空气观察,省去了抽空牛顿管的烦琐,比较方便。显然如案例中这样顺序的教学对教师实验是比较方便,但却忽略了学生的感受,忽视了学生的认知规律:这是因为先演示真空状态下然后再演示充满空气状态下物体的下落情况,就等同于教师事先把结论告诉给学生,让学生先入为主接受了这个结论。再往下观察有空气状态下的情况,就如同让学生拿已得到的结论再去分析妨碍正确结论得出的影响因素。经过观察,学生轻而易举就得到了如下结论:空气阻力是造成轻、重物体下落速度不同的原因。这与想要达到的教学目标:让学生理解掌握“轻、重物体在真空情况下,下落的速度相同”是不符合的,严重违背了新课程标准要求达到的教学目标。

对策:演示实验的功能是为了揭示现象的本质,创设促进学生进一步思考问题的情境。如果教师把学生已知的结论当作问题情境演示给学生,组织学生利用已知的结论去研究分析得出此结论的过程,以此方法作为验证结论的正确性,这严重地违背人的认知规律。所以,教师在问题情境创设中,要遵循人的一般认知规律以及科学真理发现的一般过程,要让学生经历自主探究得出结论。

此实验按如下步骤:

1. 不抽出牛顿管中的空气,里面放有一片纸片,一个硬币,将牛顿管倒立过来,观察物体下落情况。

2. 抽去牛顿管中部分空气,将牛顿管倒立过来。观察物体下落情况。

3. 继续抽去牛顿管中空气,再将牛顿管倒立过来。观察物体下落情况。

教师:同学们仔细观察。你看到了什么现象?从这些现象中说明了什么问题?

该演示实验的优点是逐渐减少牛顿管中的空气量,最后达到无空气的真空状态,让学生比较观察在不同空气状态下轻、重不同物体的下落情况,通过观察得出结论:轻、重不同物体下落的快慢是空气阻力造成的。既符合了学生的认知规律,又不让学生的思维受到已给出的结论的束缚,也有利于形成学生科学的观察习惯和观察敏锐性。

科学创设问题情境,能收到事半功倍的教学效果:第一,是创设问题情境应该贴近学生的真实生活,形象具体有趣,只有情境能够吸引学生,学生的学习动机才能被激化。才能引导学生进行高效的自主探究活动;第二,问题情境应当与学生特点、教材内容相符合,不能脱离学生的认知规律;第三,问题情境要能激发学生的学习兴趣,达到以问激趣,以问激思的目的;然后,还要考虑到情境的创设,能够促进学习者最终达成学习任务的完成。

总之,教学是一门艺术,教师是教学的组织者,是学生学习的引导者,学生才是教学的真正主体。教师要牢固树立“以学生为中心”“以学生为主体”的教学观念,要根据学校特色、学生特点、教材内容、教师个人的教学风格和教学智慧科学创设问题情境。问题要指向明确,要符合学生的认知特点,要有一定的深度和适当的难度,要与学生的生活紧密联系。问题要能引发学生思考,培养学生发现问題、解决问题的能力,最终达到发展学生核心素养的目的。

参考文献:

[1]王凤梅.谈物理教学中问题情境的创设[J].现代教育科学:普教研究,2008(3):112-113.

[2]庄笑雪.数学课堂上教师如何引导学生进行有效地自主探索[J].华章,2013(23):284.

作者简介:曾志恒,福建省南平市,福建省邵武第四中学。

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