用“問題”引導科學探究

葉承華

摘要：探究教學是指在教師的引導下，學生主動參與到發(fā)現(xiàn)問題、尋找答案的過程中，以培養(yǎng)學生探究興趣和解決問題能力為目的的一種教學活動。探究教學有利于科學概念的形成，有利于培養(yǎng)學生的探究能力，有利于學生掌握科學的思維方法。在探究教學時需要教師給予有效的引導，而教師創(chuàng)設一系列針對性強、富有啟發(fā)性的問題，是引導學生進行科學探究的一種有效方法。

關鍵詞：問題；探究；機械效率

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）02-0128

心理學研究表明，初中生具備了一定的觀察能力、實驗能力和思維能力，但分析判斷能力還不成熟、自主性還不強。因此，在探究教學時，還需教師給予有效的引導。而教師創(chuàng)設一系列針對性強、富有啟發(fā)性的問題，是引導學生進行科學探究的一種有效方法。精心預設的問題，能讓學生明確探究目標，降低探究難度，促進學生修正探究思路，啟發(fā)學生深層次地挖掘實驗數(shù)據(jù)，從而全面提升他們的探究技能。

一、提出問題，明確探究目標

在進行教學活動之前，通常都會設置一定的學習目標，學生的科學探究活動也一樣。探究目標是探究活動的出發(fā)點和歸宿，也是整個探究活動的靈魂和核心。一切科學探究都始于問題。上課伊始，筆者演示動滑輪提升鉤碼實驗，讓學生了解其過程有兩個力做了功，即手拉繩子的力做功和動滑輪提升鉤碼的力做功。這兩個功的大小關系如何呢？此問題開啟了學生的思維，直接揭示了本次探究活動的目標，即研究這兩個功的大小關系。整個探究活動均以此為中心展開。

二、用問題鋪設臺階，降低探究難度

科學探究的內容有難有易，當探究內容較為簡單時，教師可以放手讓學生獨自完成。但對于有一定難度的科學探究過程，教師應該適當?shù)卮钤O臺階，降低探究難度，用問題逐步引導學生跨越思維中的障礙，使學生逐漸體驗到成功的喜悅，從而保持對科學探究的濃厚興趣。

學生猜想了兩功的關系后，下一個環(huán)節(jié)就是設計實驗，而實驗的設計必須建立在學生對該實驗思路清晰認識的基礎上。探究手拉繩做的功（設為W1）與動滑輪提升鉤碼做功（設為W2）的關系，所涉及的物理量多，選擇的實驗器材也多，基礎扎實的學生可以自主完成實驗設計，但對于水平中等或中等以下的學生而言，在課堂有限的時間內準確理清實驗思路難度較大。教師的引導性問題猶如黑暗中的明燈指引學生探究的方向。

此時，教師用問題作如下引導：1. 由公式W1=Fs、W2=Gh知：需要測哪些物理量？2. 要計算哪些物理量？3. 選擇哪些實驗器材？這三個問題層層遞進，學生在回答清楚這三個問題后，就能明確本次探究活動的主要任務：要測量F、s、G、h四個物理量；要比較W1與W2的關系，我們還需要算出這兩個物理量；最后根據(jù)待測的物理量選擇相應的實驗器材。

開始探究前，還要設計實驗表格。雖然學生有過設計表格的經(jīng)驗，但由于本探究活動涉及到的物理量偏多，既有測量的物理量，又有計算的物理量，其難度可想而知。教師不妨用“估測上樓功率”的表格設計思想來啟發(fā)學生，本表格要將方框分成幾列？為了避免得出的結論帶有偶然性，還必須多次測量。因此，我們還應將表格如何加以完善？

三、用問題溫習舊知，提高探究效率

探究活動不僅要求學生具備必要的基礎知識，而且還要求學生具有良好的實驗操作技能。舊知識的熟練程度以及操作實驗儀器的正確與否直接影響到探究進程，影響到探究結論的科學性。教師以提問的方式帶領學生復習舊知，回憶實驗器材的使用方法，可以讓學生少走彎路，節(jié)省探究時間。

彈簧測力計是八年級學習過的實驗器材，許多學生已經(jīng)遺忘了彈簧測力計的使用方法和使用中的注意事項，特別是使用前“校零”的細節(jié)。如果教師在實驗前沒有提醒學生，有可能部分小組在沒有校零的情況下就開始測量，就會在探究中得出錯誤數(shù)據(jù)，也就不能歸納得出正確結論，這樣就無謂地延長了探究的時間。另外，彈簧測力計在提升繩子時，學生不注意緩慢或勻速豎直向上拉，導致彈簧測力計的指針不穩(wěn)定，不能讀出其示數(shù)。學生感到困惑時，教師及時地設問，怎樣使彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定呢？教師演示其使用過程，之后學生嘗試著緩慢、勻速向上拉，掌握彈簧測力計在本探究活動中的使用方法。

四、用問題激活思維，優(yōu)化探究細節(jié)

在探究活動中，由于學生經(jīng)驗背景的差異，他們對問題的理解常常有不同的看法，這些都折射出每個學生不同的知識水平，心理狀態(tài)和思維能力，教師要認識到這種差異本身就是寶貴的學習資源。教師可以根據(jù)學生的回答，識別他們的想法，洞察這些想法的由來，同時通過恰當?shù)囊龑Вl(fā)學生互相交流和質疑，引導學生豐富、調整自己的理解，使各自的想法、思路明晰化和外顯化。

如何測鉤碼上升的高度呢？有部分小組認為讓鉤碼從刻度尺零刻度開始往上拉，教師讓該小組學生操作體驗，發(fā)現(xiàn)鉤碼有一定的厚度，不可能從零刻度開始往上拉。從學生的回答可以看出，他們對刻度尺的使用方法理解不靈活、不深刻。是否一定要從零刻度開始呢？經(jīng)教師啟發(fā)后，學生立刻就能糾正剛才的錯誤思路。實際上，刻度尺的任意刻度均可作為起始刻度，不必苛求一定從零刻度開始。

五、用問題點撥數(shù)據(jù)分析，挖掘探究結果

測量數(shù)據(jù)包含的信息量大，學生結合探究目標容易分析出對應的結論，而其他規(guī)律在數(shù)據(jù)中隱藏較深，若教師不通過問題加以引導，學生很容易地在大量數(shù)據(jù)面前迷失方向，不能挖掘出更多有價值的結論。如果教師精心設計問題，就能啟發(fā)學生的思維，充分發(fā)揮探究活動的價值，從而提高學習效率，培養(yǎng)學生的思維能力。

實驗數(shù)據(jù)表明，手拉繩做的功大于動滑輪提升鉤碼做功。為什么手拉繩做的功大于動滑輪提升重物做的功？教師針對探究結論提出問題，實驗探究的最終目的這時才浮現(xiàn)出來：因為要克服動滑輪重與摩擦做功，進而引出有用功、額外功、總功及機械效率的概念。同時，實驗數(shù)據(jù)還隱藏了其他的規(guī)律和結論，教師可通過問題繼續(xù)引導：機械效率的值有什么特點？機械效率與鉤碼重之間是否有某種關系？結合數(shù)據(jù)分析易知，幾次實驗探究數(shù)據(jù)均有有用功小于總功，故機械效率總小于1；對于同一動滑輪或滑輪組而言，所掛鉤碼越重，機械效率越大。這些實驗數(shù)據(jù)所“附帶”的一些規(guī)律，教師要借助問題旁敲側擊，直到學生有所發(fā)現(xiàn)。

六、用問題反思探究，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維

學生探究活動的結束，并不意味著探究教學的終止。每堂課下課前，教師要會引導學生小結；同樣，探究活動結束后，教師也要引導學生對整個探究過程進行認真的回顧與總結。為了充分發(fā)揮探究實驗的教育功效，教師可以用問題指導學生對探究過程進行批判性反思，然后對實驗操作過程進行改進或者提出更為合理的、有創(chuàng)意的探究方案。例如，在實驗完成后，教師鼓勵學生思考：怎樣將刻度尺穩(wěn)定地固定在豎直方向上？在缺少刻度尺的情況下，能否測出動滑輪的機械效率？改變動滑輪的重對機械效率有什么影響？滑輪組的繞線方式對機械效率有沒有影響？滑輪組的機械效率與哪些因素有關？與哪些因素無關？這一些問題的提出，既能促進學生深入思考問題，加深對知識的理解，也能培養(yǎng)學生養(yǎng)成創(chuàng)造性思維的習慣。

在初中物理教學中，有很多的科學探究活動都可以用“問題”引導進行，例如，探究影響滑動摩擦力大小的因素、力的作用是相互的、牛頓第一運動定律、物體的浮與沉、電路連接的基本方式等。總之，教師要根據(jù)教學實際精心設計一串有啟發(fā)性的“問題”，并讓這些“問題”穿插在探究活動的每一個環(huán)節(jié)，讓兩者和諧地溶為一體，就能避免探究活動中不必要的“節(jié)外生枝”，就能使探究活動自然流暢、結構緊湊，就能讓這一串璀璨的珍珠更加熠熠生輝，創(chuàng)造出精彩紛呈的課堂。

（作者單位：江蘇省吳江區(qū)蘆墟初級中學 215211）