活用問題教學 培養探究能力

李思泉

科學探究是學生體驗科學過程、理解科學本質、領悟科學精神、發展科學觀、培養創新精神和實踐能力的主要學習模式。

探究能力是創新精神和實踐能力的重要組成部分。開展“問題”研究,讓學生在發現問題、分析問題、提出假設、開展探究和得出結論的過程中不斷地建構自己的知識結構、能力體系、價值體驗,從而全面發展學生探究科學本質的能力。

一、認識“問題”的價值是培養探究能力的可貴前提

問題是學習的動力和起點,學習的過程就是發現、研究、解決問題的過程,沒有問題,就不能激發學生的好奇心和求知欲;沒有問題,學生就不會深入思考、探究。頭腦中不斷生成問題的學生,才能更好地融入課堂參與互動;能提出高質量問題的學生,才可能擁有超凡的創造力。問題的激發可以使學生迸發出創新思維的火花。我們在教學過程中要會問、巧問,培養學生的問題意識,使學生能問、善問,逐步培養學生的探究能力。

二、確保“問題”的質量是培養探究能力的重要保證

學生學習物理過程是一個不斷提出并解決問題來獲取新知識的問題性思維過程,因此“問題”的質量十分講究,針對初中物理的特點和學生心理發展水平,注意以下幾個原則,有助于把握問題的質量。

1.直觀性原則,注重問題探究的落腳點

教學心理學表明,教學就是要促使學生由外部的、物質的、展開的活動向內部、壓縮的認知活動轉化。充分運用形象化材料和實驗,揭示知識發生、發展過程,展現探究的過程,使學生探究問題的軌跡清晰可見,抓住探究問題的落腳點。

例如,在研究牛頓第一定律時,分析小車在三種表面的運動情況,提出下列問題:

(1)找到它們的發展趨勢,即表面越光滑,小車運動將 ?

(2)推廣到理想化情況,如果表面絕對光滑,小車將 ?

2.漸進性原則,注重問題探究的節奏性

問題的設置要具有合理的程序和階梯性,設計由淺入深,由易到難,層層遞進,把學生的思維逐步引導到新的高度,可創設“小步距”問題,把一個復雜的、難度較大的課題分解成若干問題。如在“決定導體電阻大小因素”教學中,進行如下問題的分解:

(1)導體的電阻大小可能與哪些因素有關?試根據已有知識進行猜想。

(2)導體的電阻與各相關因素關系可能如何?試猜想。

(3)如何通過實驗確定導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料的關系?試設計實驗電路。

(4)在進行導體與各相關因素實驗中,如何控制實驗條件?

(5)由本實驗可以看到,對多因素問題,如何控制變量?其基本方法是什么?

3.發展性原則,落實問題探究延伸點

布魯納說:“向學生提出挑戰性的問題可以引導學生智慧。”要恰當地把握問題空間,要符合學生的知識基礎、能力水平、認知規律,提出的問題需要他們跳起來才能摘到桃子,使探索的問題處于學生的“最近發展區”

如學習了滑動摩擦力后,在探索摩擦力大小時,教師可提出如下問題情境,引導學生自主探究:

(1)滑動摩擦力的大小與物體表面的接觸面積大小有關嗎?

(2)滑動摩擦力的大小與物體的運動速度大小有關嗎?

(3)摩擦力知識在生活、生產中有哪些應用?

(4)假如沒有摩擦,我們的生活會出現什么樣的有趣事情?

這時學生可能會設計出各種各樣的方案,教師引導學生分析,哪些科學合理,哪些需要改進,鼓勵學生積極思考,大膽設想,積極參與探究過程,使教學內容更豐富,能力培養水到渠成,事半功倍。

4.主動性原則,落實問題探究自主性

教師創設一種民主、和諧、充滿愛和尊重的和諧民主氛圍,積極鼓勵學生提出問題、發現問題。教師對學生出現的錯誤,不替代學生改正;對學生能通過自己探索總結出來的規律,不包辦代替;對能積極提出問題、大膽質疑的學生,教師要給予充分肯定,讓他們在充滿鼓勵的氛圍中充分自由地提出問題并實施探究,解決問題,獲得成功的喜悅。

三、講究創設問題的策略是培養探究能力的實效性處理

探究能力的培養過程是不斷創設問題并付諸解決的過程,因此把握問題設置的時間、難度、廣度值得我們思考,創設問題的策略如下:

1.根據教材內容的不同,設計恰當的問題,在進行“大氣壓強”教學時,可以在學生觀察托里拆利實驗的基礎上提出下列問題:

(1)如果在實驗時,使玻璃管傾斜插入水銀槽中,會影響實驗結果嗎?

(2)做實驗時,玻璃管中沒有灌滿水銀,會影響測量結果嗎?

(3)做實驗時,改用粗一些或細一些的玻璃管,會影響實驗結果嗎?為什么?

(4)做實驗時,外界大氣壓變化了,水銀柱的高度是否會變化?

(5)做實驗時,玻璃管中漏進了空氣,會影響實驗結果嗎?如何影響?

2.根據學生的認知結構設計問題

學生的認知結構是教學的出發點和歸宿點,學生的認知結構是呈螺旋發展而形成的梯形。設置的問題無疑是給學生的認知結構提供了一系列的由低級向高級,從未知到已知,由少知到多知的梯子,為學生最近發展區創設情景,設計出環環相扣的一系列問題,由表及里,由此及彼,拓寬思路,如學習“浮力大小”時可設計下列問題:

(1)如何用彈簧測力計測出石塊浸在水中受到的浮力大小?

(2)浮力的大小與石塊浸入的體積有關嗎?

(3)浮力的大小與排開水的重力有何關系?如何測出排開水的重力?

(4)若將石塊浸沒在酒精中,所受浮力與水中所受浮力相同嗎?

(5)石塊浸沒在液體中時,所受浮力與石塊浸沒的深度有關嗎?

四、活用“問題解決”的教學模式是探究能力培養的關鍵所在

“問題解決”教學模式,其精華是培養學生的探究能力。在初中物理教學中實施探究能力培養的一般程序是:創設問題情景→建立猜想和假設→制定探究方案→獲取科學事實和證據→檢驗猜想假設→合作交流→獲得科學結論→應用練習。

總之探究能力的培養是物理教學的重中之重,它以教材為根本,以教學觀念為先導,落實在教學實際行動中。因此,必須靈活應用問題教學,實施以問題為載體,以能力為核心,以創新為目的教學活動。

作者單位:湖南省衡東縣興東中學