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摘 要: 探究性教学精髓在于创设问题情境。没有问题情境的创设,也就没有真正意义的科学探究性教学了。但在实际教学中,问题情境的构建却依旧困难重重,突出表现在对于问题情境创设在科学探究式教学中的重要作用,以及如何进行问题情景的有效创设的策略认识不够。本文对高中物理科学探究中问题情境创设的重要作用与策略提出了一些新的思考。
关键词: 高中物理课堂教学 科学探究式教学 问题情境创设
新课程改革无疑是给所有从事基础教育的工作者带来一种全新的“教学文化”,而这种全新“教学文化”的核心内容,正如《普通高中物理课程标准》指出的:“科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一。”所谓探究性教学是指学生在教师指导下,自主发现、探索并解决问题,获得知识的技能和确立科学态度的教学方式与教学过程。探究性教学精髓在于创设问题情境。没有问题情境的创设,也就没有真正意义的科学探究性教学了。
但在实际教学中,问题情境的构建却依旧困难重重,突出表现在对于问题情境创设在科学探究式教学中重要作用,以及如何进行问题情景的有效创设的策略认识不够。针对以上问题,本文从以下两方面进行阐述。
一、准确理解科学探究式教学的科学内涵,充分重视问题情境创设的重要作用。
(一)通过创设问题情境,构建课堂的教学内容。
问题是探究性教学的核心,探究性教学始于问题,围绕问题。问题情境正是为分析解决问题而展开师生共同合作的教学环境,我们可以围绕教学内容设置问题情境,来构建课堂教学内容。如:在《弹力》这一概念教学中,我们可以设置这样一系列逻辑关系的问题情景来构建弹力的概念,问题情景1:从学生的生活经验和对演示实验现象的分析出发,设问:弹力的存在的条件是什么?问题情景2:从直观的具体现象中弹力方向出发,设问:弹力方向与物体形变方向有什么关系?问题情景3:从对弹簧弹力大小与弹簧形变量关系的探究出发,设问:弹力大小与弹簧形变量有什么样的定量关系?(从而引出胡克定律教学)
(二)通过创设问题情景,培养学生的思维技能与问题意识。
美国教育家布鲁巴克曾经说过:最精湛的教育艺术遵循的最高准则,就是由学生自己提出问题。“思维是从疑问和惊奇开始的。常有疑点,常有问题,才能常有思考,常有创新”。哈佛大学师生中流传着一句教育名言:“教育真正的目的是让人不断提出问题,思考问题。”
问题情景创设既是科学探究的出发点,又是探究式学习的起点。教师通过问题情景创设,可使学生有解决问题的思维冲动,从而培养学生的思维能力。通过问题情景创设,教师要积极创设认知上冲突,使学生确定感到有问题要问,从而培养学生的问题意识。
(三)创设问题情境,培养学生的合作探究能力。
建构主义理论认为:教学活动不是“授予—吸收”的简单过程。新课程理念指出:在探究式课堂教学中,教师应成为学生学习活动的促进者,而不是知识授予者,这就要求教师要创设合适问题情境,一切应为学生养成合作意识与发展探究能力搭建平台。教师应通过创设问题情境,让学生在“合作”中学习知识,在“探究”中主动建构知识;通过创设问题情境,切实让学生感到合作是一种学习的需要,探究学习是获取知识的有效途径,逐渐培养学生合作探究的意识。
二、科学探究问题情境创设的常见方法与策略。
(一)通过演示实验创设问题情境。
演示实验是配合课堂讲授和问题讨论进行的实验,具有引人入胜、发人深思、实验条件明确、观察对象突出、演示层次分明等特点。例如,在进行必修1第三章第三节《自由落体运动》的科学探究时,我首先演示:让两个大小一样的纸片和金属片从同一高度由静止释放,请学生观察哪个先落到桌面上。观察的结果是金属片先落到桌面上。为什么金属片先落到桌面上?直觉告诉学生:因为金属片比纸片重。接着我将纸片揉成很小的纸团后重复演示一次,结果这次是纸团先落到桌面上。学生就会开始“到底是重的物体下落快还是轻的物体下落快”的剧烈的思维冲突,从而激发更进一步的科学探究。
(二)制造认知冲突创设问题情境。
在创设问题情境时,教师要善于制造认知冲突,引起学生内心的矛盾冲突,动摇学生已有的认知规律,从而唤起思维,激发其内驱力,让学生在观察与思考中发现问题、提出问题,并进行有效的科学探究。如,在进行选修3-1第四章第一节《闭合电路欧姆定律》的科学探究教学时,我准备两节内阻较小新干电池,一个电动势为9V的内电阻较大的蓄电池组,一个伏特表,一个小灯泡,一个单刀双掷电键,若干导线。先用伏特表分别测干电池组的电动势(约3V)和蓄电池组的电动势(约9V),将小灯泡与干电池组并联,学生看到小灯泡发出白光。接着叫一个学生上台来,要学生将小灯泡与9V的蓄电池并联,这个学生很犹豫,小声问了问:“连上去,灯泡会烧坏吗?”“为什么会烧坏?”我反问。“因为3V的电池就让小灯泡发白光了,连在9V的蓄电池上肯定会烧坏!”学生的话似乎很有逻辑。“烧坏了不要你赔,连上去!”学生忐忑不安地将灯泡连在了9V的蓄电池上,结果灯泡不仅没有烧坏,反而比先前还暗一些。全班学生都感到十分惊讶与迷惑……可想而知,有了上面创设的问题情境,我就可以有效地加以引导并展开“闭合电路的欧姆定律”课题了。
(三)通过学生已有的知识经验创设问题情境。
按照建构主义的理论,学生走进课堂,并不是“白纸”,任由你涂、画和书写,他具有一定的基础知识和生活经验,其中有些经验是有利于新知识学习的,教师要在了解学生已有的知识经验的基础上,设计合理问题情境进行科学的探究。例如探究必修2第三章第三节《平抛运动》的运动规律时,在学生已经学习了“自由落体”基础上,设计这样问题情境:猎人用枪在水平方向瞄准了树上的猴子,就在枪响的同时,猴子松手从树上跳下,问猴子能否逃过此劫?学生清楚猴子做自由落体运动的规律,而子弹的运动规律又是什么?通过已有的自由落体知识引发学生对新的平抛运动知识的探究。
(四)通过物理史实创设问题情境。
利用物理史实设计教学问题,可以让学生理解科学家深刻的设计思想和精巧的实验方法,体验科学发现的艰辛和快乐,激发创新的火花。如进行必修2第五章第一节《万有引力定律及常量的测定》教学时,我介绍卡文迪许利用扭秤装置,巧妙地在实验室里比较准确地测出了引力常量时,设计了如下问题:实验中,两个球之间的万有引力是非常小的,卡文迪许采用了什么方法,让微小量的测量成为可能?通过讨论,学生能认识其中的三次转化:(1)力转化为力矩;(2)力矩转化为扭角;(3)扭角转化为光点的移动。体会三次放大:(1)采用T形架增大力臂;(2)利用反射光路增大偏角;(3)拉开小镜与光标的距离增大位移。
(五)通过变换角度创设问题情境。
建构主义的理论认为学习的过程是学生进行意义建构的过程。要准确地理解概念、掌握规律,学生应该多角度、全方位地认识概念、规律。教师变换角度设计问题,有助于学生的意义建构。如在进行“运动的合成和分解”物理方法教学时,在学生学习了“平抛运动”,知道了“平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动”之后,我让学生讨论以下问题,以使学生更全面地掌握运动的合成和分解。(1)为什么可以将平抛运动分解为两个简单的运动?依据是什么?(2)合运动与分运动的联系是什么?(3)“可以”说明了什么?隐含了“还可以有其他分解”,为以后其它形式运动如斜抛运动的分解打下伏笔。
(六)用类比的思维方式创设问题情境。
不同的事物之间存在多方面的相似性,这是运用类比方法思考新问题的客观基础。康德说:“每当理性缺乏可靠论证的思路时,类比这个方法往往能指导我们前进。”例如在进行选修3-1第二章《电场能与电势差》电场中电势、电势差、等势线、电势能、电场力做功与电势能变化关系等抽象概念与规律的教学中,可以把它和重力场中的高度、高度差、等高线、重力势能、重力做功与重力势能变化等类比创设问题情境进行科学探究教学。
教师在进行科学探究教学设计时,应创设有效的问题情景,促进思维活动的开展,达到优化科学探究课堂教学的目的,提高科学探究的实效性。在具体的高中物理课堂教学中还应关注学生的活动,捕捉课堂生成性问题,展开分析讨论,解决疑难,培养学生提出问题和解决问题的能力。
参考文献:
[1]廖伯琴,张大昌.《普通高中物理课程标准(实验)》解读[M].武汉:湖北教育出版社,2004.
[2]陈爱苾.课程改革与问题解决教学[M].北京:首都师范大学出版社,2004.
[3]余文森,谌启标.高中新课程教师读本[M].福州:福建教育出版社,2006.
关键词: 高中物理课堂教学 科学探究式教学 问题情境创设
新课程改革无疑是给所有从事基础教育的工作者带来一种全新的“教学文化”,而这种全新“教学文化”的核心内容,正如《普通高中物理课程标准》指出的:“科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一。”所谓探究性教学是指学生在教师指导下,自主发现、探索并解决问题,获得知识的技能和确立科学态度的教学方式与教学过程。探究性教学精髓在于创设问题情境。没有问题情境的创设,也就没有真正意义的科学探究性教学了。
但在实际教学中,问题情境的构建却依旧困难重重,突出表现在对于问题情境创设在科学探究式教学中重要作用,以及如何进行问题情景的有效创设的策略认识不够。针对以上问题,本文从以下两方面进行阐述。
一、准确理解科学探究式教学的科学内涵,充分重视问题情境创设的重要作用。
(一)通过创设问题情境,构建课堂的教学内容。
问题是探究性教学的核心,探究性教学始于问题,围绕问题。问题情境正是为分析解决问题而展开师生共同合作的教学环境,我们可以围绕教学内容设置问题情境,来构建课堂教学内容。如:在《弹力》这一概念教学中,我们可以设置这样一系列逻辑关系的问题情景来构建弹力的概念,问题情景1:从学生的生活经验和对演示实验现象的分析出发,设问:弹力的存在的条件是什么?问题情景2:从直观的具体现象中弹力方向出发,设问:弹力方向与物体形变方向有什么关系?问题情景3:从对弹簧弹力大小与弹簧形变量关系的探究出发,设问:弹力大小与弹簧形变量有什么样的定量关系?(从而引出胡克定律教学)
(二)通过创设问题情景,培养学生的思维技能与问题意识。
美国教育家布鲁巴克曾经说过:最精湛的教育艺术遵循的最高准则,就是由学生自己提出问题。“思维是从疑问和惊奇开始的。常有疑点,常有问题,才能常有思考,常有创新”。哈佛大学师生中流传着一句教育名言:“教育真正的目的是让人不断提出问题,思考问题。”
问题情景创设既是科学探究的出发点,又是探究式学习的起点。教师通过问题情景创设,可使学生有解决问题的思维冲动,从而培养学生的思维能力。通过问题情景创设,教师要积极创设认知上冲突,使学生确定感到有问题要问,从而培养学生的问题意识。
(三)创设问题情境,培养学生的合作探究能力。
建构主义理论认为:教学活动不是“授予—吸收”的简单过程。新课程理念指出:在探究式课堂教学中,教师应成为学生学习活动的促进者,而不是知识授予者,这就要求教师要创设合适问题情境,一切应为学生养成合作意识与发展探究能力搭建平台。教师应通过创设问题情境,让学生在“合作”中学习知识,在“探究”中主动建构知识;通过创设问题情境,切实让学生感到合作是一种学习的需要,探究学习是获取知识的有效途径,逐渐培养学生合作探究的意识。
二、科学探究问题情境创设的常见方法与策略。
(一)通过演示实验创设问题情境。
演示实验是配合课堂讲授和问题讨论进行的实验,具有引人入胜、发人深思、实验条件明确、观察对象突出、演示层次分明等特点。例如,在进行必修1第三章第三节《自由落体运动》的科学探究时,我首先演示:让两个大小一样的纸片和金属片从同一高度由静止释放,请学生观察哪个先落到桌面上。观察的结果是金属片先落到桌面上。为什么金属片先落到桌面上?直觉告诉学生:因为金属片比纸片重。接着我将纸片揉成很小的纸团后重复演示一次,结果这次是纸团先落到桌面上。学生就会开始“到底是重的物体下落快还是轻的物体下落快”的剧烈的思维冲突,从而激发更进一步的科学探究。
(二)制造认知冲突创设问题情境。
在创设问题情境时,教师要善于制造认知冲突,引起学生内心的矛盾冲突,动摇学生已有的认知规律,从而唤起思维,激发其内驱力,让学生在观察与思考中发现问题、提出问题,并进行有效的科学探究。如,在进行选修3-1第四章第一节《闭合电路欧姆定律》的科学探究教学时,我准备两节内阻较小新干电池,一个电动势为9V的内电阻较大的蓄电池组,一个伏特表,一个小灯泡,一个单刀双掷电键,若干导线。先用伏特表分别测干电池组的电动势(约3V)和蓄电池组的电动势(约9V),将小灯泡与干电池组并联,学生看到小灯泡发出白光。接着叫一个学生上台来,要学生将小灯泡与9V的蓄电池并联,这个学生很犹豫,小声问了问:“连上去,灯泡会烧坏吗?”“为什么会烧坏?”我反问。“因为3V的电池就让小灯泡发白光了,连在9V的蓄电池上肯定会烧坏!”学生的话似乎很有逻辑。“烧坏了不要你赔,连上去!”学生忐忑不安地将灯泡连在了9V的蓄电池上,结果灯泡不仅没有烧坏,反而比先前还暗一些。全班学生都感到十分惊讶与迷惑……可想而知,有了上面创设的问题情境,我就可以有效地加以引导并展开“闭合电路的欧姆定律”课题了。
(三)通过学生已有的知识经验创设问题情境。
按照建构主义的理论,学生走进课堂,并不是“白纸”,任由你涂、画和书写,他具有一定的基础知识和生活经验,其中有些经验是有利于新知识学习的,教师要在了解学生已有的知识经验的基础上,设计合理问题情境进行科学的探究。例如探究必修2第三章第三节《平抛运动》的运动规律时,在学生已经学习了“自由落体”基础上,设计这样问题情境:猎人用枪在水平方向瞄准了树上的猴子,就在枪响的同时,猴子松手从树上跳下,问猴子能否逃过此劫?学生清楚猴子做自由落体运动的规律,而子弹的运动规律又是什么?通过已有的自由落体知识引发学生对新的平抛运动知识的探究。
(四)通过物理史实创设问题情境。
利用物理史实设计教学问题,可以让学生理解科学家深刻的设计思想和精巧的实验方法,体验科学发现的艰辛和快乐,激发创新的火花。如进行必修2第五章第一节《万有引力定律及常量的测定》教学时,我介绍卡文迪许利用扭秤装置,巧妙地在实验室里比较准确地测出了引力常量时,设计了如下问题:实验中,两个球之间的万有引力是非常小的,卡文迪许采用了什么方法,让微小量的测量成为可能?通过讨论,学生能认识其中的三次转化:(1)力转化为力矩;(2)力矩转化为扭角;(3)扭角转化为光点的移动。体会三次放大:(1)采用T形架增大力臂;(2)利用反射光路增大偏角;(3)拉开小镜与光标的距离增大位移。
(五)通过变换角度创设问题情境。
建构主义的理论认为学习的过程是学生进行意义建构的过程。要准确地理解概念、掌握规律,学生应该多角度、全方位地认识概念、规律。教师变换角度设计问题,有助于学生的意义建构。如在进行“运动的合成和分解”物理方法教学时,在学生学习了“平抛运动”,知道了“平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动”之后,我让学生讨论以下问题,以使学生更全面地掌握运动的合成和分解。(1)为什么可以将平抛运动分解为两个简单的运动?依据是什么?(2)合运动与分运动的联系是什么?(3)“可以”说明了什么?隐含了“还可以有其他分解”,为以后其它形式运动如斜抛运动的分解打下伏笔。
(六)用类比的思维方式创设问题情境。
不同的事物之间存在多方面的相似性,这是运用类比方法思考新问题的客观基础。康德说:“每当理性缺乏可靠论证的思路时,类比这个方法往往能指导我们前进。”例如在进行选修3-1第二章《电场能与电势差》电场中电势、电势差、等势线、电势能、电场力做功与电势能变化关系等抽象概念与规律的教学中,可以把它和重力场中的高度、高度差、等高线、重力势能、重力做功与重力势能变化等类比创设问题情境进行科学探究教学。
教师在进行科学探究教学设计时,应创设有效的问题情景,促进思维活动的开展,达到优化科学探究课堂教学的目的,提高科学探究的实效性。在具体的高中物理课堂教学中还应关注学生的活动,捕捉课堂生成性问题,展开分析讨论,解决疑难,培养学生提出问题和解决问题的能力。
参考文献:
[1]廖伯琴,张大昌.《普通高中物理课程标准(实验)》解读[M].武汉:湖北教育出版社,2004.
[2]陈爱苾.课程改革与问题解决教学[M].北京:首都师范大学出版社,2004.
[3]余文森,谌启标.高中新课程教师读本[M].福州:福建教育出版社,2006.