基于初中科學(xué)問(wèn)題情境教學(xué)有效性策略研究

杜永銘

摘 要：創(chuàng)設(shè)良好的問(wèn)題情境，能激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和終身學(xué)習(xí)的能力。以問(wèn)題情境的基本原則為依據(jù)，從懸念激發(fā)興趣、優(yōu)化教材實(shí)驗(yàn)、強(qiáng)調(diào)思維展示、重視多維呈現(xiàn)、有序合作學(xué)習(xí)五個(gè)方面，探討了創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的教學(xué)策略，具有較強(qiáng)的可操作性和現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}情境；有效性；教學(xué)策略

一、問(wèn)題的提出

《義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出：“從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，注重創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)科學(xué)的情景，激發(fā)好奇心和求知欲，使學(xué)生在探究的過(guò)程中體驗(yàn)學(xué)習(xí)科學(xué)的樂(lè)趣。”教育心理學(xué)家布魯納也認(rèn)為：“學(xué)習(xí)者在一定的問(wèn)題情境中，經(jīng)歷對(duì)學(xué)習(xí)材料的親身體驗(yàn)和發(fā)展過(guò)程，才是學(xué)習(xí)者最有價(jià)值的東西。”可見(jiàn)，注重科學(xué)問(wèn)題的情景創(chuàng)設(shè)是教學(xué)實(shí)踐中提升學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力、提高課堂教學(xué)效率的有效策略。

在深化課改的今天，盡管大多數(shù)教師重視創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，但也存在一些問(wèn)題，如問(wèn)題情境的設(shè)計(jì)質(zhì)量粗糙，問(wèn)題鏈缺少邏輯性，學(xué)習(xí)過(guò)程過(guò)于松散等，以致學(xué)生容易缺失學(xué)習(xí)的興趣、成就感。

有效地創(chuàng)設(shè)科學(xué)問(wèn)題情境才能激發(fā)學(xué)生求知欲，促進(jìn)高效學(xué)習(xí)。筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)科學(xué)的問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)策略的有效性談一些粗淺的認(rèn)識(shí)。

二、問(wèn)題情境教學(xué)的基本原則

創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境要能引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生能得到充分的發(fā)展。教師應(yīng)遵循以下原則：

（一）符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律

教師創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題，既要有一定的難度，又要臨界于學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，讓學(xué)生經(jīng)過(guò)努力能夠解決。針對(duì)學(xué)生的年齡特點(diǎn)、思維發(fā)展水平和認(rèn)知規(guī)律，將問(wèn)題融入他們喜聞樂(lè)見(jiàn)的各種情境中，留足空間，拓展學(xué)生的思維，引發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的欲望。

（二）促進(jìn)師生的雙向互動(dòng)

問(wèn)題情境教學(xué)，既要反映學(xué)生認(rèn)知的疑問(wèn)、困惑，又要體現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，要將學(xué)生主體性和教師主導(dǎo)性相融合，做到師生之間的雙向交流。問(wèn)題情境化教學(xué)能真正激活學(xué)生的思維，鼓勵(lì)學(xué)生大膽地發(fā)表自己的見(jiàn)解。師生之間可能在觀點(diǎn)、思維方法上存在不同的見(jiàn)解。在情景化教學(xué)中形成師生之間的互動(dòng)，讓學(xué)生在情境中探索、相互合作，養(yǎng)成主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（三）注重情境的開(kāi)放體驗(yàn)

科學(xué)課堂問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)應(yīng)具有開(kāi)放性，在課堂教學(xué)中設(shè)計(jì)新穎、可行、體驗(yàn)的問(wèn)題，讓學(xué)生對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行假設(shè)和聯(lián)想，采用熟悉的方法進(jìn)行探究，從而掌握科學(xué)知識(shí)，提升科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)生在問(wèn)題情境中要經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—提出假設(shè)（猜測(cè)和聯(lián)想）—驗(yàn)證假設(shè)”的過(guò)程。當(dāng)然，“驗(yàn)證假設(shè)”并不是讓學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的邏輯證明，而是要讓學(xué)生用已知的科學(xué)方法進(jìn)行研究，如實(shí)驗(yàn)歸納推斷、反證法、控制變量法、轉(zhuǎn)化法、類(lèi)比法等，注重過(guò)程的體驗(yàn)，而不是結(jié)果的獲得。

三、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的有效策略

（一）創(chuàng)設(shè)沖突情境，懸念激發(fā)興趣

日常生活的現(xiàn)象中往往蘊(yùn)藏著科學(xué)知識(shí)。在教學(xué)中用日常生活中的現(xiàn)象來(lái)引導(dǎo)學(xué)生思考，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維活動(dòng)，開(kāi)拓學(xué)生思路。特別是利用與學(xué)生的認(rèn)知產(chǎn)生矛盾的日常現(xiàn)象展開(kāi)科學(xué)探究，在教材內(nèi)容和學(xué)生認(rèn)知心理之間形成一種“懸念”，就更能激起學(xué)生的興趣。這個(gè)過(guò)程就是“懸念—發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—探究問(wèn)題—解決問(wèn)題”的思維過(guò)程。當(dāng)學(xué)生面對(duì)“懸念”的現(xiàn)象，自然會(huì)提出質(zhì)疑，教師可以有意識(shí)地將問(wèn)題巧妙地寓于科學(xué)知識(shí)中。學(xué)生的思維認(rèn)識(shí)將從感性階段上升到理性階段，達(dá)到智力活動(dòng)的最佳狀態(tài)。

【案例1】《電壓的測(cè)量》教學(xué)反思（節(jié)選）

在教學(xué)《電壓的測(cè)量》第一課時(shí)中，要研究“電壓是電流能夠產(chǎn)生的原因之一”。我設(shè)計(jì)了水果電池制作的問(wèn)題情境。首先提問(wèn)：怎樣用蘋(píng)果把LED燈點(diǎn)亮？每組分發(fā)一個(gè)蘋(píng)果、鋅片、銅片導(dǎo)線、LED燈，要求學(xué)生制作水果電池使LED燈發(fā)光。蘋(píng)果點(diǎn)亮燈這一懸念激發(fā)了學(xué)生的興趣，學(xué)生紛紛動(dòng)手操作。但是制作好連接后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)燈不亮，再次提問(wèn)：為什么LED燈不發(fā)亮？以此引出電壓的測(cè)量問(wèn)題。學(xué)生在測(cè)量之后，發(fā)現(xiàn)原因可能是電壓不夠。接著提問(wèn)：怎樣才能使電壓變大，電流也變大？學(xué)生展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，嘗試各種方法把水果電池的電壓提高。最后學(xué)生都能夠把LED燈點(diǎn)亮，成功的喜悅溢于言表。（如圖1）

教師聯(lián)系客觀實(shí)際，把日常簡(jiǎn)單、妙趣橫生的實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)，充滿(mǎn)懸念的問(wèn)題情境設(shè)計(jì)讓學(xué)生認(rèn)知和科學(xué)事實(shí)之間形成強(qiáng)烈的反差，把學(xué)生的求知欲推向高潮，使學(xué)生成為主動(dòng)的探索者，真投入到學(xué)習(xí)中。

（二）重構(gòu)實(shí)驗(yàn)情境，優(yōu)化教材實(shí)驗(yàn)

創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，科學(xué)課有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。利用科學(xué)實(shí)驗(yàn)，探究科學(xué)問(wèn)題，能使學(xué)生的興致盎然，取得很好的教學(xué)效果。特別是對(duì)教材中的某些有設(shè)計(jì)缺陷的科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，要求學(xué)生改進(jìn)課本實(shí)驗(yàn)的不足，重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，完成問(wèn)題探究，更能激起學(xué)生的興趣。

【案例2】八年級(jí)上《大氣層》教學(xué)設(shè)計(jì)（節(jié)選）

在教學(xué)《大氣層》中“對(duì)流層空氣對(duì)流與溫度的關(guān)系”時(shí)，由于課本原實(shí)驗(yàn)中的燒杯不夠大，所以在中間點(diǎn)燃的線香產(chǎn)生的煙霧會(huì)同時(shí)向上、向四周擴(kuò)散，難以看到對(duì)流的現(xiàn)象。我要求學(xué)生通過(guò)改進(jìn)課本實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)，讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室已有的儀器重新設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改進(jìn)后，在U形管的右下方用酒精燈加熱后，右管下方的熱空氣上升，左管里的冷空氣下降，點(diǎn)燃線香的煙霧在氣壓差的作用下也從左管下沉到右管上升，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯呈現(xiàn)出空氣遇熱上升遇冷下降，從而形成對(duì)流。

對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，這樣的問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)激起了學(xué)生的求知欲，既讓學(xué)生積極主動(dòng)地探究知識(shí)、尋求奧秘，又巧妙地照應(yīng)了教學(xué)內(nèi)容，輕松地實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生科學(xué)思維品質(zhì)的靈活性和廣闊性得到了培養(yǎng)和鍛煉，起到了事半功倍的教學(xué)效果。

（三）展示思維軌跡，注重過(guò)程學(xué)習(xí)

隱性知識(shí)嵌于實(shí)踐之中，帶有很強(qiáng)的情境性。要提高學(xué)習(xí)效果，課堂教學(xué)應(yīng)創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)實(shí)踐情境，注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生的思維通過(guò)教學(xué)過(guò)程呈現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生的隱性知識(shí)能顯性化。著名教育家波利亞認(rèn)為：“教師在課堂上講什么當(dāng)然重要，但學(xué)生想的是什么更為重要。”因此，要重視激發(fā)學(xué)生的原創(chuàng)性思維，讓知識(shí)在學(xué)生的思維交互中得到認(rèn)同，從而更好地掌握知識(shí)。

【案例3】《電表的改造》教學(xué)實(shí)錄（節(jié)選）

課前準(zhǔn)備：每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組發(fā)放電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、彈簧、托盤(pán)、粘膠紙、鐵絲、砝碼、電池、定值電阻、開(kāi)關(guān)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

師：同學(xué)們，今天我們來(lái)制作壓力測(cè)量計(jì)。請(qǐng)先根據(jù)桌上現(xiàn)有的器材設(shè)計(jì)好改裝的電路。然后每組派代表說(shuō)明設(shè)計(jì)思路。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：各實(shí)驗(yàn)小組選擇桌上的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生設(shè)計(jì)制作方案的電路圖。有的組學(xué)生是將電流表改造的，有的組學(xué)生是將電壓表改造的，滑動(dòng)變阻器的連接各組也有不同。

師：（同頻展示各組的設(shè)計(jì)電路）請(qǐng)各組說(shuō)明設(shè)計(jì)思路及改造后如何測(cè)量。

生：我們是將電流表改裝成測(cè)力計(jì)，通過(guò)彈簧帶動(dòng)劃片的移動(dòng)。

師：設(shè)計(jì)還有個(gè)要求，就是最好壓力變大，電流表的讀數(shù)也要變大，請(qǐng)你們組再思考一下設(shè)計(jì)有沒(méi)有問(wèn)題？另外用電壓表改造的也要注意同樣的問(wèn)題。

生：我們調(diào)整了滑動(dòng)變阻器接入電路有效電阻的接法，使得壓力變大時(shí)，有效電阻變小，電流表的讀數(shù)就同步變大了。

師：太好了，思路理順了，接下來(lái)讓電壓表改造的小組來(lái)說(shuō)說(shuō)。

生：我們組設(shè)計(jì)了三種改造方式，一種是電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，這個(gè)被我們自己否定了，因?yàn)閴毫ψ兇螅妷罕碜x數(shù)會(huì)變小。另外兩種是電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端。如圖3所示。

師：請(qǐng)問(wèn)這兩種設(shè)計(jì)方案中哪一種方案最佳，理由是什么？

生：我認(rèn)為乙圖好，因?yàn)閯澠囊苿?dòng)沒(méi)有改變電壓以及電阻的大小，整個(gè)電路的電流大小是不變的，劃片的移動(dòng)只是改變它所測(cè)量的部分電阻兩端的電壓，串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比，電阻又與長(zhǎng)度成正比，所以是均勻變化。

師：真不錯(cuò)！請(qǐng)你們后續(xù)思考?jí)毫Φ目潭热绾闻c電壓表的刻度對(duì)應(yīng)。

通過(guò)創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題情境，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)范例教學(xué)，激活學(xué)生的思維，讓學(xué)生充分暴露思維過(guò)程，激發(fā)出較深層次的思維活動(dòng)軌跡。教師根據(jù)學(xué)生的思維反饋，及時(shí)改進(jìn)、調(diào)整教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性的思考，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散和創(chuàng)新思維，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（四）創(chuàng)設(shè)多維情境，內(nèi)隱知識(shí)可視化

科學(xué)課堂教學(xué)中，形、聲、色的感官刺激，不僅使課堂氣氛輕松愉快，激起學(xué)生的創(chuàng)造性思維，還可以使抽象的概念具體化、枯燥的知識(shí)趣味化、深?yuàn)W的道理形象化，加深學(xué)生的理解。

【案例4】《人的生理復(fù)習(xí)課》的教學(xué)反思（節(jié)選）

人體八大系統(tǒng)的知識(shí)教學(xué)分散在五冊(cè)書(shū)中，學(xué)生學(xué)到的是相對(duì)獨(dú)立零碎的知識(shí)，在教學(xué)《人的生理復(fù)習(xí)課》時(shí)，學(xué)生對(duì)人體缺少一個(gè)整體認(rèn)識(shí)，因此需要把這些知識(shí)結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生了解人是協(xié)調(diào)統(tǒng)一的。于是我制作了“一滴水在體內(nèi)的旅行”的Flash課件。在課件中，讓一滴水串聯(lián)，從消化系統(tǒng)開(kāi)始，把循環(huán)、呼吸、泌尿系統(tǒng)都連起來(lái)，貫通消化吸收、血液循環(huán)、呼吸、腎單位的兩個(gè)作用等知識(shí)點(diǎn)。Flash課件展示有消化、循環(huán)、呼吸、泌尿系統(tǒng)的圖，圖是有形的，是具體的模型，然后再在圖上配以顏色，在循環(huán)系統(tǒng)中把動(dòng)脈血流經(jīng)的地方標(biāo)成紅色，把靜脈血流經(jīng)的地方標(biāo)成藍(lán)色。這時(shí)我再提問(wèn)：“肺動(dòng)脈里流的到底是什么血？”學(xué)生就能準(zhǔn)確地辨別。但當(dāng)我提問(wèn)人體怎樣來(lái)獲得水以及失去水時(shí)，學(xué)生又有些困惑。于是我修改了Flash課件，在水可以進(jìn)出人體的地方標(biāo)上提示音，予以播放。再提問(wèn)時(shí)，學(xué)生都能輕松地回答，自然也能理解水鹽平衡。

先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)、多媒體信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)了有聲可視，展示動(dòng)態(tài)的科學(xué)過(guò)程，拓寬了時(shí)空領(lǐng)域，使創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題情境更加強(qiáng)烈、豐富、感性，學(xué)生的思維會(huì)被最大限度地激發(fā)，從而使學(xué)生處于最佳思維狀態(tài)。

（五）創(chuàng)設(shè)探究情境，開(kāi)展合作學(xué)習(xí)

問(wèn)題情境化不僅局限于新課的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，也應(yīng)在知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中創(chuàng)設(shè)問(wèn)題探究的情境，同時(shí)注重通過(guò)開(kāi)展有序的合作學(xué)習(xí)等課堂組織教形式，促進(jìn)情境創(chuàng)設(shè)的有效性。

教師要積極探索教學(xué)組織的情景化創(chuàng)設(shè)，形成具有學(xué)科特色的合作導(dǎo)學(xué)教學(xué)模式（課堂流程），即：“創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，提出問(wèn)題—小組合作學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)方案—再創(chuàng)學(xué)習(xí)情境，進(jìn)行思維展示—師生互動(dòng)交流，解決問(wèn)題—三創(chuàng)學(xué)習(xí)情境，知識(shí)鞏固運(yùn)用”。教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)和諧、平等、開(kāi)放的合作氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與科學(xué)知識(shí)的探討，讓學(xué)生在合作中進(jìn)行思維展示、點(diǎn)評(píng)質(zhì)疑，生成新的問(wèn)題，帶著問(wèn)題進(jìn)行理性有序的觀察實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，找到更合理的解決問(wèn)題的途徑，進(jìn)而掌握新的知識(shí)。

【案例5】（浮力的綜合應(yīng)用——只用一樣測(cè)量工具來(lái)測(cè)量物體的密度）課后小結(jié)

現(xiàn)行的浙教版教材七上教的是密度，八上教的是浮力。為了加深對(duì)浮力密度的理解和綜合應(yīng)用，安排一節(jié)實(shí)驗(yàn)課，要求只用一樣測(cè)量工具來(lái)測(cè)量物體（小石塊、橡皮泥、木塊、小玻璃瓶）的密度。老師準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)測(cè)量工具是彈簧測(cè)力計(jì)、量筒、臺(tái)秤。實(shí)驗(yàn)器材有燒杯、線、吸盤(pán)、滑輪等。問(wèn)題情境是只用一樣測(cè)量工具測(cè)量物體的密度，老師給出多個(gè)組合，每組至少選一個(gè)，可以多選。

先是開(kāi)展同桌之間的合作。要求每組先設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)的方案，有的小組選了最簡(jiǎn)單的彈簧測(cè)力計(jì)加小石塊的組合，有的小組選了三種。然后各組交流設(shè)計(jì)的思路，設(shè)計(jì)方法多樣。交流發(fā)現(xiàn)，無(wú)論哪一種設(shè)計(jì)方案，測(cè)量工具都至少需要用兩次，都需要借助水的浮力來(lái)進(jìn)行G、m、v之間的轉(zhuǎn)換來(lái)獲得被測(cè)物體的質(zhì)量與體積。但同桌之間的合作一般都只能設(shè)計(jì)出一到兩種組合。

為了鼓勵(lì)學(xué)生挑戰(zhàn)新的高度，接著開(kāi)展四人小組合作。教師提問(wèn)：“能否用量筒來(lái)測(cè)出小玻璃瓶和橡皮泥密度，用測(cè)力計(jì)測(cè)木塊的密度？”經(jīng)過(guò)討論，有兩個(gè)小組想到了通過(guò)測(cè)三次體積測(cè)出小玻璃瓶和橡皮泥的密度，學(xué)生的思維有了新的突破。

最后開(kāi)展全班合作，測(cè)量木塊的體積。教室里頓時(shí)熱鬧起來(lái)。經(jīng)過(guò)大家的合作分析，想到了通過(guò)受力分析來(lái)得出浮力的大小，然后把浮力轉(zhuǎn)換為木塊體積的方法。當(dāng)成功測(cè)量出木塊的體積時(shí)，大家都沉浸在通過(guò)合作掌握新知的喜悅中。

給學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境拋出問(wèn)題，經(jīng)過(guò)學(xué)生的獨(dú)立思考，然后同桌之間、小組之間、全班之間的多重合作探討，突破難點(diǎn)，解決問(wèn)題，掌握知識(shí)。學(xué)生從中學(xué)會(huì)了合作的技能，提高了創(chuàng)造力和自主學(xué)習(xí)的能力，從而對(duì)奇妙的科學(xué)世界和科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)產(chǎn)生了濃厚興趣。

在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)良好的問(wèn)題情境，能使學(xué)生對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的需求。除了前文闡釋的各種問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)方法外，教師還可以利用科學(xué)史、身邊的故事、學(xué)生生活中遇到的問(wèn)題等來(lái)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，做到問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)的多變性、具體化、生活化、延展性等，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激勵(lì)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)進(jìn)行探究，有利于學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的提升。

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