“問(wèn)題驅(qū)動(dòng) 科學(xué)探究”模式在物理教學(xué)中的應(yīng)用

吳曉梅

摘 要：?jiǎn)栴}驅(qū)動(dòng)是指以“問(wèn)題”為載體，引發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究，學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中獲取知識(shí)、發(fā)展能力。探究是求索知識(shí)或信息，特別是求真的活動(dòng)，是搜尋、研究、調(diào)查、檢驗(yàn)的活動(dòng)，是提問(wèn)和質(zhì)疑的活動(dòng)。學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)與問(wèn)題相結(jié)合，以探索問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)和維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)，讓學(xué)生帶著問(wèn)題思考、帶著問(wèn)題探究，使學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}驅(qū)動(dòng)；科學(xué)探究；物理教學(xué)

一、問(wèn)題的提出

著名物理學(xué)家楊振寧說(shuō)[1]：“中國(guó)學(xué)生成績(jī)出色，特別在運(yùn)算和推理方面比外國(guó)學(xué)生有明顯的優(yōu)勢(shì)，但是中國(guó)學(xué)生最大的缺憾，就是不善于提出問(wèn)題，缺乏創(chuàng)新精神。”楊教授的話警示基礎(chǔ)教育工作者培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)是非常重要的。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式：教師演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，教師提出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，學(xué)生記住實(shí)驗(yàn)結(jié)論，這種模式可以讓學(xué)生在考試中取得好成績(jī)，但不利于培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，因?yàn)閷W(xué)生沒(méi)有問(wèn)題可提，不會(huì)養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的好習(xí)慣。愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“提出一個(gè)問(wèn)題往往要比解決一個(gè)問(wèn)題更為重要。

隨著課程改革的不斷深入，越來(lái)越多的物理教師意識(shí)到：科學(xué)探究已成為學(xué)生掌握每一個(gè)物理概念和物理規(guī)律的重要手段，而提出問(wèn)題是科學(xué)探究的動(dòng)力，所以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)下的科學(xué)探究將成為物理課堂教學(xué)的一種重要的教學(xué)模式。學(xué)生帶著自己想要解決的問(wèn)題參與整個(gè)探究過(guò)程，使學(xué)習(xí)更有目的性，也會(huì)大大提高課堂效率，這種教學(xué)模式有利于培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。

二、概念的界定

1. 什么是問(wèn)題驅(qū)動(dòng)

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)是指以“問(wèn)題”為載體，引發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究，學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中獲取知識(shí)、發(fā)展能力。

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)可以是教師預(yù)設(shè)問(wèn)題、提出問(wèn)題、學(xué)生解決問(wèn)題，也可以是由學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，由此來(lái)啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高他們的創(chuàng)新能力，完成一個(gè)由學(xué)生質(zhì)疑——科學(xué)探究——學(xué)生釋疑的完整過(guò)程。

2. 什么是科學(xué)探究

探究是求索知識(shí)或信息，特別是求真的活動(dòng)，1996年《美國(guó)國(guó)家科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》（National Science Education Standard）中指出[2]：科學(xué)探究是科學(xué)學(xué)習(xí)的核心。科學(xué)探究活動(dòng)在科學(xué)學(xué)習(xí)中具有重要的價(jià)值：通過(guò)“做科學(xué)”（即科學(xué)探究）來(lái)學(xué)科學(xué)，在這一過(guò)程中學(xué)生可以把科學(xué)知識(shí)與觀察、推理和思維結(jié)合起來(lái)，從而可以能動(dòng)地獲得對(duì)科學(xué)的理解。科學(xué)探究可以是實(shí)驗(yàn)探究，也可以理論探究，即通過(guò)理論分析、推理、計(jì)算等方式得出探究結(jié)果。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)[3]：學(xué)生的學(xué)習(xí)探究活動(dòng)必須與問(wèn)題相結(jié)合，以探索問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)和維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)，讓學(xué)生帶著問(wèn)題思考、帶著問(wèn)題探究，使學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)。通過(guò)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，一方面建構(gòu)知識(shí)體系；另一方面學(xué)生在自主建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程中學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)和探究能力會(huì)得到發(fā)展和提高。基于上述理論，我們探索了一種以問(wèn)題為主線，學(xué)生圍繞問(wèn)題主動(dòng)構(gòu)建新知識(shí)的教學(xué)模式——“問(wèn)題驅(qū)動(dòng) 科學(xué)探究”教學(xué)模式。

三、有效問(wèn)題設(shè)計(jì)的原則

“問(wèn)題驅(qū)動(dòng) 科學(xué)探究”的教學(xué)模式關(guān)鍵在于問(wèn)題的提出，因?yàn)椤皢?wèn)題”是學(xué)生學(xué)習(xí)的對(duì)象，探究的出發(fā)點(diǎn)，也是學(xué)習(xí)的動(dòng)力，有效的問(wèn)題可以明確學(xué)生學(xué)習(xí)的目的，可以激發(fā)學(xué)生探究的欲望，也可以順利地驅(qū)動(dòng)科學(xué)探究的過(guò)程，因此有效問(wèn)題的設(shè)計(jì)直接決定能否順利地完成教學(xué)目標(biāo)。

1. 針對(duì)性原則

“問(wèn)題”要圍繞教學(xué)目標(biāo)，立足于課堂教學(xué)的內(nèi)容。問(wèn)題要有明確的目的性，要緊扣教材的重點(diǎn)和難點(diǎn)。也就是通過(guò)這個(gè)問(wèn)題的解決要讓學(xué)生學(xué)到什么，得到什么。目的性明確的問(wèn)題指引著學(xué)生探究的方向，為順利地進(jìn)行科學(xué)探究跨出了第一步。

2. 漸進(jìn)性原則

問(wèn)題的設(shè)計(jì)要面向全體學(xué)生，問(wèn)題的難易程度直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)機(jī)，所以教師在預(yù)設(shè)問(wèn)題時(shí)要遵循循序漸進(jìn)的原則，由淺入深、由易到難、由收斂到發(fā)散。讓每個(gè)學(xué)生只要“跳一跳”，都能“夠得著”，產(chǎn)生解決問(wèn)題的欲望。隨著問(wèn)題的層層深入，逐漸達(dá)到預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)。

3. 過(guò)渡性原則

問(wèn)題的設(shè)計(jì)要在已知與未知之間架設(shè)橋梁，在情景與目標(biāo)之間架設(shè)橋梁，使學(xué)生在問(wèn)題鏈的引導(dǎo)下，通過(guò)自主探究實(shí)現(xiàn)由已知到未知的轉(zhuǎn)變。對(duì)于難度較大的問(wèn)題可以將問(wèn)題分解為若干小問(wèn)題，給學(xué)生的思維過(guò)程搭好臺(tái)階，在教師的循循善誘下，有能力解決大問(wèn)題。這樣設(shè)計(jì)問(wèn)題，既有一定的思維力度，又能促進(jìn)學(xué)生積極地思考問(wèn)題，積極地參與課堂探究的過(guò)程。

四、“問(wèn)題驅(qū)動(dòng) 科學(xué)探究”教學(xué)模式的特點(diǎn)

1. “問(wèn)題”為主線，以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心

問(wèn)題鏈?zhǔn)墙虒W(xué)的主線，一系列的問(wèn)題緊扣教學(xué)目標(biāo)，貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，每一個(gè)問(wèn)題的提出和解決不僅僅是為了達(dá)到知識(shí)目標(biāo)、增進(jìn)知識(shí)，更重要的是為了引發(fā)學(xué)生的思考、分析和探究意識(shí)，學(xué)生的大腦對(duì)已有的信息不斷地進(jìn)行篩選、加工和重組，使學(xué)生的思維能力得到了發(fā)展。

2. 教為主導(dǎo)、學(xué)為主體的特點(diǎn)

教師不再是知識(shí)的講授者，而是課堂的編劇和導(dǎo)演。教師的主導(dǎo)作用主要體現(xiàn)在：一是精心設(shè)計(jì)問(wèn)題情境、觸發(fā)學(xué)生的思維； 二是設(shè)計(jì)具有針對(duì)性和層次性的問(wèn)題鏈，使每一個(gè)學(xué)生都學(xué)有所思、探有所得； 三是幫助學(xué)生排除思維上的障礙，引導(dǎo)學(xué)生順利地解決問(wèn)題； 四是學(xué)法指導(dǎo)，組織討論，控制教學(xué)活動(dòng)的進(jìn)程； 五是總結(jié)評(píng)價(jià)、問(wèn)題延伸。學(xué)生的主體性表現(xiàn)在：學(xué)生是信息加工的主體，在教師的引導(dǎo)下，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、科學(xué)探究、合作學(xué)習(xí)、解決問(wèn)題、得出結(jié)論，在內(nèi)驅(qū)力的作用下變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，在獲取知識(shí)的同時(shí)也發(fā)展了能力。

3. 教學(xué)模式的開(kāi)放性和交互性

“問(wèn)題驅(qū)動(dòng) 科學(xué)探究”的教學(xué)模式包含提出問(wèn)題——自主探究——合作學(xué)習(xí)——交流反饋——應(yīng)用鞏固的開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)，為學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)提供了有效的途徑，有利于學(xué)生的科學(xué)探究過(guò)程。在探究過(guò)程中學(xué)生與學(xué)生之間的交流合作和教師與學(xué)生之間交流互動(dòng)都增強(qiáng)了學(xué)生的合作意識(shí)。

五、“問(wèn)題驅(qū)動(dòng) 科學(xué)探究”教學(xué)模式的應(yīng)用

為了說(shuō)明“問(wèn)題驅(qū)動(dòng) 科學(xué)探究”模式在實(shí)際教學(xué)中的操作，本文以高中物理選修3-4中《光的全反射》為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明這種教學(xué)模式的應(yīng)用。

1. 創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

上新課之前，先請(qǐng)學(xué)生觀看兩段央視新聞視頻：山東日照海域出現(xiàn)海市蜃樓的景象和新疆鄯善地區(qū)出現(xiàn)沙漠蜃景的景象，提出問(wèn)題：這奇特的海市蜃樓和沙漠蜃景現(xiàn)象究竟是如何產(chǎn)生的呢？要想知道其中的奧秘，同學(xué)們必須耐心地學(xué)這節(jié)課的知識(shí)——光的全反射。創(chuàng)設(shè)這樣的問(wèn)題情境，可以讓學(xué)生帶著要解決這個(gè)問(wèn)題的欲望開(kāi)始新課的學(xué)習(xí)，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2. 設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈，貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程

本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)為：①知道什么是光疏介質(zhì)，什么是光密介質(zhì)；②理解光的全反射現(xiàn)象；③掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件。教師緊扣教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)以下五個(gè)問(wèn)題，形成問(wèn)題鏈，貫穿整個(gè)新課教學(xué)過(guò)程。

問(wèn)題一：光從光疏介質(zhì)斜射入光密介質(zhì)時(shí)，入射角與折射角相比，哪個(gè)角更大？光從光密介質(zhì)斜射入光疏介質(zhì)時(shí)，入射角與折射角相比，哪個(gè)角更大？問(wèn)題二：若光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，隨著入射角的增大，反射角與折射角如何變化？反射光線與折射光線的亮度如何變化？問(wèn)題三：若光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象嗎？問(wèn)題四：光發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件是什么？問(wèn)題五：若玻璃的折射率為n，光從玻璃射入空氣，發(fā)生全反射現(xiàn)象的臨界角有多大？

以上五個(gè)問(wèn)題中，問(wèn)題一、問(wèn)題二是教師預(yù)設(shè)的問(wèn)題，而問(wèn)題三、問(wèn)題四、問(wèn)題五則是在教師引導(dǎo)下，學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，通過(guò)這五個(gè)問(wèn)題的解決達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

3. 自主探究、合作學(xué)習(xí)

教師提出問(wèn)題一的第一個(gè)小問(wèn)題時(shí)，學(xué)生會(huì)想到用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)解決，于是教師提供實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，得出結(jié)論。對(duì)于第二個(gè)小問(wèn)題，有的同學(xué)主張仍然用實(shí)驗(yàn)的方法，也有的同學(xué)則認(rèn)為根據(jù)光路可逆的原理可以直接得出結(jié)論。教師鼓勵(lì)他們用各自的方法進(jìn)行科學(xué)探究，得出結(jié)論。

在教師拋出問(wèn)題二時(shí)，學(xué)生自然會(huì)知道再用實(shí)驗(yàn)的方法可以得出結(jié)論，但在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中卻意外地發(fā)現(xiàn)：當(dāng)折射角達(dá)到90°時(shí)，折射光線消失了，只剩下了反射光線，于是學(xué)生通過(guò)理論分析，很自然地掌握了全反射的定義。同時(shí)教師繼續(xù)拋出問(wèn)題，為什么在反射光變亮的同時(shí)折射光線會(huì)變暗？互相討論，合作交流后，學(xué)生根據(jù)能量守恒的觀點(diǎn)輕松地解決這個(gè)問(wèn)題。問(wèn)題二是本節(jié)課的核心部分，要留給學(xué)生足夠的時(shí)間進(jìn)行科學(xué)探究。

在解決了問(wèn)題二之后，學(xué)生自然會(huì)提出問(wèn)題三、問(wèn)題四和問(wèn)題五。五個(gè)問(wèn)題層層推進(jìn)，在問(wèn)題的引導(dǎo)下從實(shí)驗(yàn)探究到理論探究，教師通過(guò)引導(dǎo)幫助學(xué)生掃除思維上的障礙，順利地進(jìn)行科學(xué)探究。

4. 鞏固應(yīng)用，問(wèn)題延伸

學(xué)習(xí)知識(shí)的目的在于應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，而實(shí)際問(wèn)題的解決又是知識(shí)的再學(xué)習(xí)、再鞏固的過(guò)程，因此在這個(gè)過(guò)程中，教師設(shè)計(jì)的練習(xí)要起到突出重點(diǎn)、強(qiáng)化理解、加深印象的作用。在本節(jié)課中，學(xué)生學(xué)習(xí)全反射的新課知識(shí)后，再回到新課引入的環(huán)節(jié)，讓他們用已學(xué)的全反射知識(shí)解釋海市蜃樓和沙漠蜃景的現(xiàn)象，再通過(guò)練習(xí)探究全反射棱鏡和光導(dǎo)纖維的工作原理，學(xué)以致用，加深理解光的全反射的知識(shí)，讓學(xué)生深刻地體會(huì)到“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的理念。

“問(wèn)題驅(qū)動(dòng) 科學(xué)探究”的教學(xué)模式，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體地位和作用，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。教師以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)生為了解決問(wèn)題積極主動(dòng)地在課堂上進(jìn)行科學(xué)探究。這樣的教學(xué)方式有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和思維能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，一生受用。

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