科學(xué)情境問題的設(shè)計和使用

【摘 要】設(shè)計情境問題時應(yīng)掌握故事性、體驗性、整合性等特點。使用情境時應(yīng)關(guān)注課堂情境的生成、把握情境展示的時機(jī)、及時評價和激勵，讓學(xué)生獲得成功的體驗。

【關(guān)鍵詞】科學(xué) 情境 設(shè)計 使用

【中圖分類號】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）33-0123-02

情境是指隱含科學(xué)知識的背景素材，它可以是生活中的具體場景、一個畫面、一項任務(wù)，也可以是學(xué)生的親身體驗，如在課內(nèi)外進(jìn)行的小實驗、科學(xué)探究活動等。設(shè)計好的情境問題是開展有效教學(xué)的基礎(chǔ)。情境問題并不是要告訴學(xué)生“是什么”這一結(jié)論，也不是簡單地提出“為什么”這一問題，而是要讓學(xué)生在熟悉的情境中，產(chǎn)生認(rèn)知沖突，主動發(fā)現(xiàn)問題（知識），自主提出相關(guān)的科學(xué)問題，并對問題作出猜想或合理假設(shè)，再通過師生互動解決這些問題。所以，設(shè)計情境問題時應(yīng)把獨立的知識點隱含其中，讓知識回歸到學(xué)生熟悉的場景中去展示。這些情境應(yīng)該貼近學(xué)生生活實際，適合學(xué)生的認(rèn)知特點，能促使學(xué)生產(chǎn)生質(zhì)疑的沖動。

設(shè)計情境的第一要素是要貼近學(xué)生的生活，適合學(xué)生的年齡特點和認(rèn)知規(guī)律，脫離了學(xué)生認(rèn)知的情境是無效的。

一 故事性是情境問題與一般問題不同的表象

情境并不是一個問題，而是通過白描的方法告訴學(xué)生一個事實，如一項實驗是如何做的，出現(xiàn)了什么結(jié)果，或生產(chǎn)生活中出現(xiàn)過哪些日?，F(xiàn)象，這些看似平常的現(xiàn)象中，隱含著許多與科學(xué)相關(guān)的問題，在習(xí)以為常中有著許多“反?！薄＿@些情境可以激發(fā)學(xué)生探究的興趣，增加學(xué)生質(zhì)疑的動力。

如在學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)時，教師用敘事的方式講述了有關(guān)大氣壓的一些現(xiàn)象，讓學(xué)生從帶有故事性的情境中主動發(fā)現(xiàn)問題，作出假設(shè)，為學(xué)習(xí)新知識作鋪墊，這無疑增加了學(xué)生的興趣，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的積極性。

例如，早晨，小張吃完早餐，將塑料餐盒用熱水洗過后密封蓋好，便去上學(xué)了。放學(xué)后，他順手將書袋掛在墻上的吸盤掛鉤上，“咦！本來好好的吸盤掛鉤今天怎么掉下來了？”小張撿起書袋放在桌上，見到早晨洗過的餐盒也變癟了。這是怎么回事呢？小張將餐盒打開檢查了一遍沒發(fā)現(xiàn)問題，重新蓋上時，發(fā)現(xiàn)又恢復(fù)如初了；他又找來那個掉下的吸盤掛鉤，看到上面沾了許多污物，擦干凈后再吸在墻上，發(fā)現(xiàn)又可以掛東西了。對此，小張感到很疑惑，你能幫他解釋一下嗎？

又如，在復(fù)習(xí)凸透鏡知識時，創(chuàng)設(shè)如下情境：一個游客將喝剩的半瓶礦泉水遺棄在山林中，結(jié)果引起了一場森林大火；一位野外考察隊員在沒有火種的冰天雪地里，利用光學(xué)知識，取到了火種。你認(rèn)為這兩個現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的呢？

在這些故事中，隱含著許多科學(xué)知識，學(xué)生討論這些情境的過程，既是知識結(jié)構(gòu)的自我完善過程，也是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的過程。

二 體驗性是設(shè)計情境問題應(yīng)努力追求的目標(biāo)

體驗可以讓學(xué)生從親身實踐中感受知識的產(chǎn)生，給人以深刻印象，幫助學(xué)生深刻理解和掌握知識。這些情境問題可以設(shè)計成一項課外活動任務(wù)，也可以是課堂中的探究實驗。通過這些體驗活動，學(xué)生能切實感受到科學(xué)道理，理解所學(xué)知識的意義。

例如，在初一學(xué)習(xí)“耳的結(jié)構(gòu)和功能”這一內(nèi)容時，教師出示耳結(jié)構(gòu)圖，介紹各個結(jié)構(gòu)名稱和功能后，進(jìn)行小結(jié)提問：“耳有哪些結(jié)構(gòu)？各個結(jié)構(gòu)有何功能？”這樣，學(xué)生只能按照課本重復(fù)，課后死記硬背這些內(nèi)容。如果教師能夠創(chuàng)設(shè)下列情境用于鞏固知識，會收到很好的效果：（1）讓學(xué)生分組合作，在課堂上先用紙喇叭互聽聲音，再去掉紙喇叭聽聲音；并在討論的基礎(chǔ)上讓學(xué)生分析：兔子有長長的耳廓，且能轉(zhuǎn)動方向，聽覺非常靈敏的原因。（2）用手指堵塞耳道聽聲音，談?wù)劯杏X并解釋原因。（3）按住鼻子，做一次吞咽動作，談?wù)劧溆惺裁锤杏X？為什么？

又如，筆者聽一節(jié)關(guān)于大氣壓的課時，教師讓學(xué)生設(shè)計實驗，感受大氣壓的大?。耗隳軠y出此時教室內(nèi)大氣壓有多大嗎？

提供器材：吸盤、彈簧秤、刻度尺。

要求：利用手邊儀器粗略測出大氣壓強(qiáng)的大小，并分析產(chǎn)生誤差的主要原因。

學(xué)生分組合作，將吸盤吸在光滑的桌面上，用彈簧秤測出吸盤剛被拉開時的力，用刻度尺測量并算出吸盤面積，再運用公式P=F/S算出大氣壓強(qiáng)。在討論產(chǎn)生誤差原因的過程中，有的學(xué)生提出吸盤面積大小可能影響測量結(jié)果，被大家否定；更多的學(xué)生提出拉力的方向、接觸面的光滑程度、吸盤中空氣有否排盡等因素，都可能影響測量結(jié)果，課堂在小組之間的質(zhì)疑、討論聲中得出了結(jié)論。這樣的教學(xué)過程既拓展了學(xué)生的知識面，又激發(fā)了學(xué)生的思維，提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

這一系列學(xué)生親身體驗的過程，就是課堂生成的過程。這一過程既是知識梳理和應(yīng)用的過程，也讓學(xué)生變個體學(xué)習(xí)為團(tuán)隊學(xué)習(xí)，可培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的習(xí)慣。這種讓學(xué)生在親身體驗中獲取知識的方法，啟發(fā)學(xué)生用生活經(jīng)驗和親身實踐印證科學(xué)知識，讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)科學(xué)的正確方法，是一種學(xué)習(xí)方式的變革。

三 整合性是設(shè)計情境問題應(yīng)關(guān)注的重要指標(biāo)

在情境問題中，可以將各種科學(xué)知識整合在一起，讓學(xué)生通過對情境的討論，綜合地運用知識，加強(qiáng)知識之間的聯(lián)系，實現(xiàn)各種知識之間的遷移，有利于知識的歸納和比較，從而提高學(xué)習(xí)的效率。所以，在設(shè)計情境問題時，教師要盡量關(guān)注知識的整合性，努力通過情境形成“問題串”。

例如，在“運動和力”復(fù)習(xí)課中，教師出示如下情境，引導(dǎo)學(xué)生提出問題，形成了“問題串”，高效地復(fù)習(xí)了相關(guān)知識：

小張同學(xué)用彈簧秤水平拉放在實驗桌上的木塊：

第一次，拉力為5N時未拉動木塊；當(dāng)拉力為10N時仍未拉動；小張繼續(xù)增大拉力，使木塊在水平桌面上以0.2m/s速度作勻速直線運動時，彈簧秤讀數(shù)為12N。

第二次，小張仍用彈簧秤拉著該木塊以0.4m/s速度作勻速直線運動，彈簧秤讀數(shù)仍為12N。

第三次，小張在木塊上加了兩個鉤碼，仍拉著木塊以0.2m/s速度作勻速直線運動，此時彈簧秤讀數(shù)為15N。

第四次，小張仍用彈簧秤拉著該木塊以0.4m/s速度作勻速直線運動，當(dāng)木塊運動到桌子中央時，突然撤去拉力，發(fā)現(xiàn)木塊并未立即停下，但速度明顯減小，直到木塊沖出桌面掉落地下。

分析小張四次實驗中的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，盡量多地提出有關(guān)力學(xué)問題，并予以討論和解答。

整堂課圍繞著該情境而展開，提出并討論了一系列相關(guān)的力學(xué)問題：（1）拉力為10N時，木塊為何靜止？此時木塊所受摩擦力多大？拉力12N時木塊所受摩擦力多大？（2）當(dāng)木塊作勻速直線運動時，受力情況如何？（3）當(dāng)木塊作勻速直線運動速度增大時，拉力沒有增大，說明了什么？（4）當(dāng)木塊壓上鉤碼作勻速直線運動時，拉力為何要增大？（5）在第三次實驗中，可采取哪些方法減小勻速直線運動時的拉力？（6）撤去拉力時，木塊速度變小，說明了什么？此時木塊為何未立即停下？（7）當(dāng)木塊開始沖出桌面到掉落地下前的過程中，木塊受力情況有無變化？

這些問題環(huán)環(huán)相扣，將摩擦力、二力平衡、運動和力的關(guān)系等知識綜合在一起，在不斷提出問題、解決問題的過程中，促使學(xué)生積極思維、綜合運用知識，提高了復(fù)習(xí)效率。

四 使用情境問題時值得關(guān)注的要點

如何在課堂上實施情境式教學(xué)？教師既要考慮情境展示的時機(jī)、形式，又要考慮如何進(jìn)行啟發(fā)、評價和激勵等問題?，F(xiàn)代教學(xué)理論認(rèn)為，教與學(xué)的本質(zhì)屬性是教師價值引導(dǎo)和學(xué)生自主建構(gòu)的辯證統(tǒng)一。趙國忠教授在《課堂教學(xué)新變化》一書中寫道，“教師要從生命的高度，用動態(tài)生成的觀點看課堂教學(xué)?！薄敖處煹囊粋€重要工作是創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生活動交往的學(xué)習(xí)環(huán)境”，“教學(xué)過程是師生交往、互動、共同發(fā)展的過程”。情境式教學(xué)所倡導(dǎo)的課堂教學(xué)，正是在教師引導(dǎo)下所進(jìn)行的一種批判性、反思性、建構(gòu)性的實踐活動。它將教學(xué)目的蘊(yùn)于解決情境問題的過程中，通過師生合作互動解決問題，注重學(xué)生的過程性體驗?？梢姡\用情境展開教學(xué)的過程，是師生共創(chuàng)共生的過程。

1.理性取舍，關(guān)注課堂情境的生成

教師課前設(shè)計的教學(xué)情境，必須根據(jù)學(xué)生在課堂上反饋的情況及時進(jìn)行調(diào)整。隨著學(xué)生學(xué)習(xí)情況的變化，有的情境不適合學(xué)生探究，應(yīng)果斷舍去；有的情境可能已不能很有效地解決問題，必須及時修改；也有的情境是在教學(xué)過程中即時產(chǎn)生的，這就需要教師的教學(xué)智慧和捕捉信息的敏銳性。筆者在聽一節(jié)關(guān)于“細(xì)胞”的課時，教師讓學(xué)生分組做細(xì)胞分裂的模型，各組展示了形態(tài)各異的“作品”，其中有一個組做的母細(xì)胞和子細(xì)胞形狀不同。教師就在黑板上畫了各組細(xì)胞的草圖，然后以學(xué)生“作品”為情境展開對細(xì)胞分裂生長這一知識的討論，各組的細(xì)胞雖然形態(tài)不同，但都得到了大家的肯定。那個將母細(xì)胞和子細(xì)胞做成形狀不同的組，在同學(xué)們的幫助下，更正了自己的作品。通過這一過程，課堂中生成了兩個概念：（1）生物中存在形態(tài)各異的細(xì)胞；（2）細(xì)胞分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞與母細(xì)胞形態(tài)相同。

2.合作交流，把握情境展示的時機(jī)

情境問題的展示和討論，要有利于啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。在情境的分析過程中，要將話語權(quán)交給學(xué)生，鼓勵學(xué)生不斷提出問題，從而生成生動活潑的有效課堂，共同完成知識的建構(gòu)。教師課前設(shè)計的情境，如果是課外任務(wù)型的，應(yīng)在課前呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生在課外合作完成，在課堂中展示預(yù)習(xí)的成果。教學(xué)過程可以圍繞對這些預(yù)習(xí)成果的評價、修正、歸納、提高而展開，逐步落實各個知識點；有的情境應(yīng)該在教學(xué)的進(jìn)程中即時呈現(xiàn)，其目的是讓學(xué)生產(chǎn)生繼續(xù)探究的沖動，給學(xué)生運用知識解決問題的愿望。這些情境的展示必須把握時機(jī)，在學(xué)生感到問題已經(jīng)解決的時候又出現(xiàn)了問題，應(yīng)讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，為生成下一知識點作鋪墊。

3.評價激勵，創(chuàng)造體驗成功的機(jī)會

在進(jìn)行情境問題討論過程中，教師要多創(chuàng)造讓學(xué)生展示才華的機(jī)會。對不甚完美的答案，要盡量尋找其閃光點給予鼓勵，同時善意地指出不足，鼓勵他們繼續(xù)探究。教師還必須根據(jù)學(xué)生的個體差異，設(shè)計不同難度的情境，讓不同層次的學(xué)生都能獲得成功的體驗。在圍繞情境提出問題的過程中，無論所提問題的對錯，其本身都體現(xiàn)了學(xué)生的質(zhì)疑精神和積極參與的學(xué)習(xí)態(tài)度，應(yīng)予以表揚(yáng)和鼓勵，促使他們主動發(fā)現(xiàn)問題，主動尋找問題的原因，提高他們參與探究和交流互動的積極性。

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〔責(zé)任編輯：高照〕