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课堂是学生学习知识、培养能力、获得科学方法的主阵地,课堂教学是个不断提出问题、分析问题、讨论问题并解决问题的主动建构的过程,它是围绕“问题”这个核心而展开的师生活动的过程,所以创设问题情境有着重要的意义。它要求教师围绕教学目标,发挥主导作用,从各个角度来创设有效的情境,充分调动学生的学习兴趣,激发他们的学习动机,提高课堂学习效率。
一、创设问题情境的策略探索与实践
(一)结合社会热点,创设问题的社会情境
人类进入21世纪以来,新问题和新情况不断地出现,其中许多问题都必须借助于科学知识才能得到解决。通过与社会热点紧密联系的问题情境的设置,不但能培养学生分析和解决实际问题的能力,而且还能使他们体会科学知识对解决当前出现的新问题、新情况过程中的应用价值,充分体验学习科学的重要意义。
例如,笔者在上《太阳和月球》这节课之前,结合神州六号发射成功的社会热点,提出了这样的问题:神州六号为什么返回舱外形会变黑?造成这些的原因是什么?在月球上发射飞船,将会出现哪些情况?让学生带着这些问题回去预习。学生听到神州六号发射成功的热门话题,非常感兴趣。有的到图书馆查找资料,有的利用家里的电脑上网查找,还有的去请教家长和知识丰富的大人等。他们通过自己的努力,主动地获取有关背景知识:1.月球表面没有空气;2.月球表面重力加速度是地球表面的1/6;3.月球表面没有磁场。
在上课时,笔者开始播放神州六号发射、绕地飞行、返回的视频片段,学生观察了神州六号返回舱的外形变化情境,让学生在这种情境中去解决预习中的问题,学生很快解决了这些问题。同时在学习中学生又提出了自己的问题:1.为什么在月球上有这么多环形山?2.月球上的温差有多大?笔者就借助学生提出的问题结合教材的内容,讲清月球的表面特征。
(二)借助实际生活,创设问题的应用情境
生活是最好的老师,在生活情境中的学生更容易进入问题,更愿意主动寻找方法解决问题。在教学时要“使科学贴近学生生活、联系社会实际”,恰到好处地利用学生的生活经验和事件来创设问题的情境。
在进行“大气的压强”教学时,为了激发学生积极投入到探究大气压强的存在的活动之中去,笔者借助实际生活,创设问题的应用情境如下:
1.情境展示。首先给学生播放一段录像:玻璃厂的工人正在繁忙地工作,由于材料不够,需要到库房取材料,几个工人在搬运一块巨大的玻璃时遇到了麻烦,由于面积过大、过重且易伤手,几个人在讨论着……
2.情境模拟,促使学生体验。笔者问道:“请同学们想一想,接下来他们会怎么做?请提出解决问题的方法并用实验模拟说明。”桌上给一些器材:吸钩、两块磁铁、玻璃片,要求实验时手不直接接触玻璃而提起并搬运玻璃。
3.展示讨论成果,促使学生进一步体验。
生甲:我们这组将一块磁铁放在玻璃的上方,一块放在玻璃的下方,利用磁铁的吸力就可提起玻璃了。
生乙:我们这组用一个吸钩,将它按在玻璃上,挤出里面的空气,用手提起吸钩的钩子,就可提起玻璃了。
4.出示结果,激发学生探究欲望。再继续播放课件,课件中是利用与生甲相同的方法。
5.巧设体验性活动。教师说:“虽然我们平时感觉不到空气有质量,但实际上,1m3的空气有1.29kg的质量,请大家算一算,我们教室里的空气质量大约是多少?”学生估算教室的空气质量,感觉惊异,笔者抓住学生认识上的冲突,介绍了大气压强的概念。
通过前面一系列活动,极大激发了他们探究的欲望。至此,再安排学生进行探究大气压的存在活动,学生已经具备了高涨的热情。
(三)抓住认知冲突,创设问题的迫切情境
学生在学习过程中,往往会凭主观印象或经验,得出想当然的结论。在教学过程中,通过实验演示,从实验事实上得到出人意料的结论,引发学生的认知冲突。教师通过情境要把问题设在学生有疑之处,这样的问题才能引起学生的认知冲突,激发学生的探究兴趣。而问题一旦得以解决,学生就会有“柳暗花明”的感觉,有极大的成就感,从而激起进一步探究的欲望。
例如,在大气压强这节课时,笔者给学生表演一个“魔术”。(出示“魔术”活动材料:盛有水的水槽、烧杯、乒乓球各一。)笔者把乒乓球放在水槽里,然后把塑料杯倒过来,罩住乒乓球往水里压,当把杯子全部压入水里后。先请学生猜一猜,乒乓球会在杯子的哪个位置。有的学生认为在塑料杯的最上面(图1);有的学生认为在塑料杯的中间(图2);有的学生认为在在塑料杯的下面(图3)。笔者给学生表演这个“魔术”,出现图3情况,学生感觉比较奇怪,产生了强烈的好奇心,其思维在与意料之外现象的碰撞中,产生了直接指向探究问题的新思维,学生在经验和科学实际的冲突中得到认识,加深了对概念的理解。
图1图2图3
(四)编入生活场景,创设问题的亲切情境
借助恰当的寓言、典故、传说,以讲故事的形式开讲,激发学生的好奇心和兴趣,启迪学生思维。
例如,笔者在上《物质的密度》时,先讲述这么一个小故事:星期天,小明帮妈妈到一副食品店买花生油,副食品店的售货员由于一时找不到盛油的提子,就用盛酱油的提子盛了500克花生油给小明。小明说:“你把我的油盛少了,这些油不够500克。”售货员却很不高兴地说:“我用500克的提子给你盛得满满的,怎么会不够500克呢?”讲完这个小故事,然后提问:“你们认为小明和副食品店的售货员,谁说得有理?为什么?”学生马上展开激烈的讨论,有的认为小明的说法正确,有的认为售货员的说法正确,并且各自都有充分的理由,谁也不让谁。通过讨论、分析,学生明白了油的密度比酱油的密度小,相同质量的油和酱油,油的体积要大些,因而小明说的有理。通过这样的活动,可以加深对有关密度概念的理解和有关密度的计算。
(五)演示趣味实验,创设问题的趣味情境
实验是科学课程的重要内容,又是进行科学探究的重要途径,也是呈现问题情境的基本素材和方式。通过科学实验可以创设许多真实、生动、直观而富有启发性的问题情境。所以实验性问题情境的创设充分体现了科学是一门以实验为基础的学科特色,通过实验创设问题情境可以模拟或再现知识的形成过程,趣味实验可激发学生的学习兴趣。
例如,笔者在进行“探究浮力产生的原因”教学时,为了激发学生的探究欲望,通过演示趣味实验,创设问题的趣味情境。笔者布置每个实验小组:准备一只乒乓球、一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部。体验浮力产生的原因过程:把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮(如图甲所示);接着用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来(如图乙、丙所示)。
魔术般的趣味实验使学生提出问题:浮力产生的原因是什么?使学生产生强烈的求知欲望,极大激发了他们探究的欲望。
(六)巧引科学史料,创设问题的科学情境
在初中科学课堂教学中,利用科学史料创设问题情境,不仅可以使教学不再局限于现成知识本身的静态结果,而且可以追溯到它的来源和动态演变的过程,揭示出反映在认知过程中的科学态度和科学思想,使学生学到形成知识和运用知识的科学方法。
例如,在《浮力大小与哪些因素有关》这节课中,先讲述二千多年前,阿基米德为完成皇帝交给他的任务——辨别皇冠是否全是黄金做的,苦苦思索,当他洗澡的时候,无意中发现浴缸的水溢出时,猛然想起了身体入水部分的体积跟排开的水的体积相等,他欣喜若狂地喊到:“我想出了,我想出了!”通过这则科学史故事,你能得到什么启发吗?阿基米德想到了什么问题?你认为他的方法可行吗?然后让学生去思考:浮力与物体排开水的体积,或者说,与排水量是否有关?
这时学生的内心体验是:怎么想到探究物体受到的浮力跟它排开液体受到的重力的大小的关系等问题,而直接进行实验,对学生来说既显得突然又难于顺畅接受,这必将束缚学生分析、探究能力的培养。所以在教学中再次巧引史料,启发学生主动思考,然后自然提出要探究的问题,学生自然会提出科学的猜想。
二、创设问题情境的教学中的体会与反思
(一)怎样发挥教师的引导作用
在教学中,问题情境的设置、讨论的组织、悬念的设计都离不开教师,教师要紧扣教学的重点和难点,由浅入深地创设一个又一个的问题情境,引发学生的认知冲突,制造矛盾,引起争论,激发学生的思维。学生在讨论时教师要巡视各组,从中恰当引导,鼓励学生积极动脑,大胆发言。教师要尊重学生的创新精神,即使学生有不正确的看法,也要分析,找出其中有利于深入解决问题的因素,让学生进一步探讨。讨论时,教师还要抓住讨论的中心,防止跑题,但不要过早表态、下结论,以免挫伤学生的积极性、主动性和创造性。
(二)怎样引发学生的认知冲突
著名教育心理家布鲁纳认为,学生在一般教学条件下,学习动机往往很混乱,但当一个好的问题产生和明确后,学生本能地就有一种想解决问题的冲动,解决问题的欲望会形成强大的学习内驱力,促进学生主动学习、创造性学习。不管运用什么样的方法创设问题情境,都应尽量使学生能从现象的表征触及到现象的本质。问题情境的创设怎样去引发学生视觉现象与已有经验之间的冲突,提出有探究价值的问题,还有待于进一步探索。
(三)怎样把握“时”和“度”
教师要依教材内容、难易程度、学生接受水平以及教材前后的关联而选用创设情境方式。要难易适度、把握时机适时创设情境,而且必须巧妙解决创设情境所涉及的科学问题。所谓问题难易适度,是指教师提出问题既有一定的难度,又要学生经过努力可以解决。这样的问题是引起学生探究,激发学生思维的重要条件。但怎样有效把握“时”和“度”还待于进一步探索。
在新课程标准下,问题情境有其更广阔的天地,创设成功的问题情境可以使新课标的三维目标“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”达到和谐统一。
一、创设问题情境的策略探索与实践
(一)结合社会热点,创设问题的社会情境
人类进入21世纪以来,新问题和新情况不断地出现,其中许多问题都必须借助于科学知识才能得到解决。通过与社会热点紧密联系的问题情境的设置,不但能培养学生分析和解决实际问题的能力,而且还能使他们体会科学知识对解决当前出现的新问题、新情况过程中的应用价值,充分体验学习科学的重要意义。
例如,笔者在上《太阳和月球》这节课之前,结合神州六号发射成功的社会热点,提出了这样的问题:神州六号为什么返回舱外形会变黑?造成这些的原因是什么?在月球上发射飞船,将会出现哪些情况?让学生带着这些问题回去预习。学生听到神州六号发射成功的热门话题,非常感兴趣。有的到图书馆查找资料,有的利用家里的电脑上网查找,还有的去请教家长和知识丰富的大人等。他们通过自己的努力,主动地获取有关背景知识:1.月球表面没有空气;2.月球表面重力加速度是地球表面的1/6;3.月球表面没有磁场。
在上课时,笔者开始播放神州六号发射、绕地飞行、返回的视频片段,学生观察了神州六号返回舱的外形变化情境,让学生在这种情境中去解决预习中的问题,学生很快解决了这些问题。同时在学习中学生又提出了自己的问题:1.为什么在月球上有这么多环形山?2.月球上的温差有多大?笔者就借助学生提出的问题结合教材的内容,讲清月球的表面特征。
(二)借助实际生活,创设问题的应用情境
生活是最好的老师,在生活情境中的学生更容易进入问题,更愿意主动寻找方法解决问题。在教学时要“使科学贴近学生生活、联系社会实际”,恰到好处地利用学生的生活经验和事件来创设问题的情境。
在进行“大气的压强”教学时,为了激发学生积极投入到探究大气压强的存在的活动之中去,笔者借助实际生活,创设问题的应用情境如下:
1.情境展示。首先给学生播放一段录像:玻璃厂的工人正在繁忙地工作,由于材料不够,需要到库房取材料,几个工人在搬运一块巨大的玻璃时遇到了麻烦,由于面积过大、过重且易伤手,几个人在讨论着……
2.情境模拟,促使学生体验。笔者问道:“请同学们想一想,接下来他们会怎么做?请提出解决问题的方法并用实验模拟说明。”桌上给一些器材:吸钩、两块磁铁、玻璃片,要求实验时手不直接接触玻璃而提起并搬运玻璃。
3.展示讨论成果,促使学生进一步体验。
生甲:我们这组将一块磁铁放在玻璃的上方,一块放在玻璃的下方,利用磁铁的吸力就可提起玻璃了。
生乙:我们这组用一个吸钩,将它按在玻璃上,挤出里面的空气,用手提起吸钩的钩子,就可提起玻璃了。
4.出示结果,激发学生探究欲望。再继续播放课件,课件中是利用与生甲相同的方法。
5.巧设体验性活动。教师说:“虽然我们平时感觉不到空气有质量,但实际上,1m3的空气有1.29kg的质量,请大家算一算,我们教室里的空气质量大约是多少?”学生估算教室的空气质量,感觉惊异,笔者抓住学生认识上的冲突,介绍了大气压强的概念。
通过前面一系列活动,极大激发了他们探究的欲望。至此,再安排学生进行探究大气压的存在活动,学生已经具备了高涨的热情。
(三)抓住认知冲突,创设问题的迫切情境
学生在学习过程中,往往会凭主观印象或经验,得出想当然的结论。在教学过程中,通过实验演示,从实验事实上得到出人意料的结论,引发学生的认知冲突。教师通过情境要把问题设在学生有疑之处,这样的问题才能引起学生的认知冲突,激发学生的探究兴趣。而问题一旦得以解决,学生就会有“柳暗花明”的感觉,有极大的成就感,从而激起进一步探究的欲望。
例如,在大气压强这节课时,笔者给学生表演一个“魔术”。(出示“魔术”活动材料:盛有水的水槽、烧杯、乒乓球各一。)笔者把乒乓球放在水槽里,然后把塑料杯倒过来,罩住乒乓球往水里压,当把杯子全部压入水里后。先请学生猜一猜,乒乓球会在杯子的哪个位置。有的学生认为在塑料杯的最上面(图1);有的学生认为在塑料杯的中间(图2);有的学生认为在在塑料杯的下面(图3)。笔者给学生表演这个“魔术”,出现图3情况,学生感觉比较奇怪,产生了强烈的好奇心,其思维在与意料之外现象的碰撞中,产生了直接指向探究问题的新思维,学生在经验和科学实际的冲突中得到认识,加深了对概念的理解。
图1图2图3
(四)编入生活场景,创设问题的亲切情境
借助恰当的寓言、典故、传说,以讲故事的形式开讲,激发学生的好奇心和兴趣,启迪学生思维。
例如,笔者在上《物质的密度》时,先讲述这么一个小故事:星期天,小明帮妈妈到一副食品店买花生油,副食品店的售货员由于一时找不到盛油的提子,就用盛酱油的提子盛了500克花生油给小明。小明说:“你把我的油盛少了,这些油不够500克。”售货员却很不高兴地说:“我用500克的提子给你盛得满满的,怎么会不够500克呢?”讲完这个小故事,然后提问:“你们认为小明和副食品店的售货员,谁说得有理?为什么?”学生马上展开激烈的讨论,有的认为小明的说法正确,有的认为售货员的说法正确,并且各自都有充分的理由,谁也不让谁。通过讨论、分析,学生明白了油的密度比酱油的密度小,相同质量的油和酱油,油的体积要大些,因而小明说的有理。通过这样的活动,可以加深对有关密度概念的理解和有关密度的计算。
(五)演示趣味实验,创设问题的趣味情境
实验是科学课程的重要内容,又是进行科学探究的重要途径,也是呈现问题情境的基本素材和方式。通过科学实验可以创设许多真实、生动、直观而富有启发性的问题情境。所以实验性问题情境的创设充分体现了科学是一门以实验为基础的学科特色,通过实验创设问题情境可以模拟或再现知识的形成过程,趣味实验可激发学生的学习兴趣。
例如,笔者在进行“探究浮力产生的原因”教学时,为了激发学生的探究欲望,通过演示趣味实验,创设问题的趣味情境。笔者布置每个实验小组:准备一只乒乓球、一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部。体验浮力产生的原因过程:把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮(如图甲所示);接着用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来(如图乙、丙所示)。
魔术般的趣味实验使学生提出问题:浮力产生的原因是什么?使学生产生强烈的求知欲望,极大激发了他们探究的欲望。
(六)巧引科学史料,创设问题的科学情境
在初中科学课堂教学中,利用科学史料创设问题情境,不仅可以使教学不再局限于现成知识本身的静态结果,而且可以追溯到它的来源和动态演变的过程,揭示出反映在认知过程中的科学态度和科学思想,使学生学到形成知识和运用知识的科学方法。
例如,在《浮力大小与哪些因素有关》这节课中,先讲述二千多年前,阿基米德为完成皇帝交给他的任务——辨别皇冠是否全是黄金做的,苦苦思索,当他洗澡的时候,无意中发现浴缸的水溢出时,猛然想起了身体入水部分的体积跟排开的水的体积相等,他欣喜若狂地喊到:“我想出了,我想出了!”通过这则科学史故事,你能得到什么启发吗?阿基米德想到了什么问题?你认为他的方法可行吗?然后让学生去思考:浮力与物体排开水的体积,或者说,与排水量是否有关?
这时学生的内心体验是:怎么想到探究物体受到的浮力跟它排开液体受到的重力的大小的关系等问题,而直接进行实验,对学生来说既显得突然又难于顺畅接受,这必将束缚学生分析、探究能力的培养。所以在教学中再次巧引史料,启发学生主动思考,然后自然提出要探究的问题,学生自然会提出科学的猜想。
二、创设问题情境的教学中的体会与反思
(一)怎样发挥教师的引导作用
在教学中,问题情境的设置、讨论的组织、悬念的设计都离不开教师,教师要紧扣教学的重点和难点,由浅入深地创设一个又一个的问题情境,引发学生的认知冲突,制造矛盾,引起争论,激发学生的思维。学生在讨论时教师要巡视各组,从中恰当引导,鼓励学生积极动脑,大胆发言。教师要尊重学生的创新精神,即使学生有不正确的看法,也要分析,找出其中有利于深入解决问题的因素,让学生进一步探讨。讨论时,教师还要抓住讨论的中心,防止跑题,但不要过早表态、下结论,以免挫伤学生的积极性、主动性和创造性。
(二)怎样引发学生的认知冲突
著名教育心理家布鲁纳认为,学生在一般教学条件下,学习动机往往很混乱,但当一个好的问题产生和明确后,学生本能地就有一种想解决问题的冲动,解决问题的欲望会形成强大的学习内驱力,促进学生主动学习、创造性学习。不管运用什么样的方法创设问题情境,都应尽量使学生能从现象的表征触及到现象的本质。问题情境的创设怎样去引发学生视觉现象与已有经验之间的冲突,提出有探究价值的问题,还有待于进一步探索。
(三)怎样把握“时”和“度”
教师要依教材内容、难易程度、学生接受水平以及教材前后的关联而选用创设情境方式。要难易适度、把握时机适时创设情境,而且必须巧妙解决创设情境所涉及的科学问题。所谓问题难易适度,是指教师提出问题既有一定的难度,又要学生经过努力可以解决。这样的问题是引起学生探究,激发学生思维的重要条件。但怎样有效把握“时”和“度”还待于进一步探索。
在新课程标准下,问题情境有其更广阔的天地,创设成功的问题情境可以使新课标的三维目标“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”达到和谐统一。