科学学习“问题场”的创设_柠檬酸_新浪博客
 

物理学中的“场”理论研究的是事物或现象之间的相互关系,指明物质之间的相互作用须依靠有关的场来实现。心理学的场理论,强调的是个体环境中诸事件之间相互作用的重要性。据此,我们可以认为,科学学习的“问题场”,是指有利于科学问题酝酿和生成的学习场境和氛围。各种科学学习资源和因素的相互作用,也即“场”的作用,对学生的科学学习有很大的影响。创设科学学习的“问题场”,就是在科学教学组织中,有意识地调动有助于科学问题生成的教学资源和学习因素,在这些教学资源和学习因素相互作用与积极影响下,形成一种培养学生问题意识,提高学生提问能力的学情和环境。

“问题场”对课程学习至关重要,尤其是科学学习。南宋教育家朱熹曾经说过:“读书无疑者,须教有疑。”从“无疑”到“有疑”,就是问题酝酿和生成的过程,而酝酿和生成问题需要合适的场境和氛围,也就是问题场。《科学》是一门充满问题的课程。《科学》的教学活动,是以问题的不断解决和不断生成为链接的过程,需要任课教师不断创设“问题场”。

教学中,科学教师一般都在自觉或不自觉地创设“问题场”。然而,“问题场”创设的自觉与否,直接关系着科学教学效度的高低。“问题场”创设不到位,学生问题意识与提问能力欠缺,科学学习效果必然不佳。科学课程的有效教学要求科学教师自觉地创设科学学习的问题场,就是要深入钻研学生和教材,依据学生的心理特点和学习基础,根据不同的教学内容,结合学生的学习和生活,利用不同的教学手段,有意识地创设一种有利于问题生成的学习场境,培养一种有利于问题酝酿的氛围,以利培养学生问题意识和提问技巧。

 

一、在课堂教学中创设“问题场”

当前,课堂是学生学生科学学习的主要场所,学生科学学习的有效度,主要也体现在课堂教学组织中。要在课堂上巧妙地创设激发学生思维和问题意识的问题场。尽快将学生注意力导入课堂,让学生在尽可能接受更多信息,在轻松愉悦的状态下完成学习任务。同时还能够思考更多的问题。

(一)紧扣学生熟悉的生活现象或事例导入新课,创设科学问题场

科学与学生的生活息息相关。可以说,学生每时每刻生活在与科学相关的问题之中。通过学生熟悉的生活现象或事例,能创设一种引发学生思考的问题场。如我们在新课导入的时候,从联系学生身边刚刚发生的事例入手,能立即形成科学问题场。

如在一堂体育课后的《科学》课开始时,一些刚跑完千米的学生还在拍打大腿,有的还要唉声叹气,一时平静不下来。但教师就以此为导入新课前复习的话题,创设了一种课堂教学相关的学习场境:昨天的《科学》课,我们学习了“能量的获得”,上堂体育课,你们刚刚训练了长跑,你们在跑步时的感觉就与“能量的获得”知识有关,大家想一想,请提出你不明白的问题让大家讨论。

于是学生一下子由脚酸腿软的感觉中平静下来,转入了对科学问题的积极思考。不一会儿,大家纷纷提出问题:

“人在长跑过程中,为什么有一段时间感到特别难受,但再坚持跑下去反倒轻松了许多?”

“为什么长跑后会感觉肌肉酸痛?”

“为什么有的人气喘得特别厉害?”

熟悉的生活现象或事例,能激发情感的共鸣与思维的共振,从而形成问题场。有意识地联系学生熟悉的生活现象或事例,重现学生的一些生活现象,创设一种与学生生活紧密相关的学习场景,对学生科学问题的酝酿和生成有极大的促进作用。由学生即时的学习生活形成的学习场境更能够极大地激发学生探究的欲望,从中探讨与学生生活密切相关的科学问题。

(二)运用多媒体集结问题素材,创设科学问题场

现在现代化的多媒体教学手段已经在很多学校普遍应用。科学课堂学习中,利用多媒体集结问题素材,大量展示与课程学习内容有关的仿真现象,实况式地展示科学发展史上伟人的足迹,就可以创设出问题场,让学生较多地酝酿出科学问题,或让学生在效仿偶像的过程中酝酿和生成科学问题。

如在学习“动物的行为”这一内容时,运用多媒体可以在短时间内让同学们观看“小狗做算术”、“猴子骑自行车”、“海狮顶球”等动物行为影片,因为动物行为有趣且题材丰富,学生就能提出如下的许多问题:

“是用什么方法让动物听从人的指挥?”

“我也能让我家的小狗做算术吗?”

“小狗真的懂的数的含义吗?”

“小狗做算术与人做算术一样吗?”

又如在“神奇的xx”教学中,先用多媒体展示达尔文的向光性实验和荷兰科学家温特实验;再告诉同学后来荷兰科学家郭葛成功地提取了这种物质——生长素。然后对学生说:科学的发明和发现是无止境的,“神奇的xx”必将催生神奇的发现,这个发现者可能是你们其中的一员。自己要有所发现,就应当在学习前人的发现时有自己的理解。以此鼓励学生对植物的向光性提出自己的想法。学生经过一番思考,逐渐形成了以下问题:

“为什么生长素在背光一侧比向光一侧分布多?”

“是因为向光一侧的生长素在光的照射下被分解了,还是向光一侧的生长素向背光一侧转移了?”

“植物向光的原因是否有可能是在向光一侧产生了抑制植物生长的物质呢?”

多媒体集约的信息量愈大,学生对信息接受与反馈的思维活动更为频繁,在频繁的思维过程中形成了一种问题场。而借助多媒体创设科学问题场,也是现代化教学设备优势的充分发挥。多媒体教学手段的一大优点,是可以在一定程度上突破时空限制,在有限的时间和空间内集约提供大量的信息,展现过去和将来,在多媒体信息启示下产生的问题,更有其独特的生机和活力。

(三)组织适合学生身心的游戏与竞赛,创设科学问题场

在学生生活中,游戏是重要的内容。同时学生都有好胜性,尤其是初中生的好胜性更强。而处于儿童期向青春期过渡阶段的初中学生,其喜欢寻根究底的“童心”未泯却正在渐抑。利用初中学生的好胜性,组织一些合适的游戏和竞赛活动,可以形成互相激励的学习场境,形成科学学习的问题场。

如在学习第三册“水的压强”这一内容时,教师先组织一场男同学和女同学按图钉对抗赛,比赛的结果出于学生意料之外,男同学输而女同学赢。

这时学生感到不可思议,纷纷提出问题:

“为什么力气大的男同学会输给力气小的女同学?”

“是不是男同学与女同学用的图钉有什么不同的地方?”

“到底是什么原因?”

依据学生的心理特征,有目的地设计和组织课堂游戏,或营造出一种与其“常识”相违的有趣场境,更能激起他们刨根问底的天性,催生科学问题。这种与学生学习生活相关游戏活动的过程,也就是问题场创设的过程。

二、在实验教学中创设“问题场”

科学课程是一门以实验性为基础的学科,实验是学习科学课程的重要方法,实验教学本身就是问题酝酿和形成的场境。然而在实验中,学生容易忽视一些重要的环节。一般来说,学生最为关注的是实验结果的获得和实验报告的填写,而对实验的过程和实验现象的仔细观察,对实验中产生的疑问的及时求证,以及在实验操作与理论学习的及时链接却往往为许多学生所忽视。要使实验教学真正成为问题场,就要积极引导学生在关注实验结果获得和实验报告撰写的同时,密切注意实验过程,仔细观察整个实验过程中出现的各种现象,对此进行深入的思考,出现疑问就要设法求证,并注意与理论学习的链接。这样,就在实验教学各个环节中,创设了有利于科学问题场。

(一)引导学生细致观察实验过程和现象,创设科学问题场

在科学实验学习过程中,各种实验现象都昭示着一定的科学问题。教师要积极引导学生对实验进行细致观察。心理学研究表明,有意识的关注,能获得更深刻的认识。让学生仔细地观察实验过程,就是使学生自觉地置身问题场中。

例如在学生“凸透镜成像”这一实验时,先让学生仔细观察蜡烛点燃后光屏上呈现的各种现象,完成实验报告中的有关内容。而当蜡烛熄灭后,注意实验全过程的学生惊奇地发现,光屏上有一些奇妙的影像:有的同学说是一朵艳丽的鲜花,有的同学说是一棵碧绿的五针松,有的认定是几个大字……,觉得非常有趣。于是生成了一系列科学问题:

“这些影像是哪里来的?”

“为什么我看到的和他看到的不是同一个事物?”

“为什么它又很快地消失了?”

当学生明白了这是实验室外景物在光屏上的成像后,就会更深入地考虑:

“这种现象与凸透镜的成像原理有什么关系呢?”“照相机是不是就是这样的工作原理呢?”等问题。

实验教学本身就是一个问题场。这是因为,学生在实验学习中,思维比较活跃,容易产生一些疑问。然而,学生的思考是在对实验过程和实验现象的关注和观察过程中进行的。只有在学生注意实验的每一个步骤和实验过程中出现的各种现象的时候,实验教学才能真正成为科学学习的问题场。

(二)引导学生多方求证实验中的疑问,创设科学问题场

在实验教学中,我们还要让学生留意对实验操作和观察中所产生疑问的求证。有了疑问,发现问题后,不能随便放过,而要多方求证,由此促使科学问题的再生成。

《科学》第三册第二章{dy}节“大气层”中的“对流实验”(包括了水的对流实验和空气的对流实验),教师是这样演示的:水的对流实验(如图2)

给回形管灌满水并加热,因为水无色看不到现象,加入几粒高锰酸钾,可观察到形成的紫红色溶液会向逆时针方向流动。

线香的实验(如图3):

 

 

先点燃线香让学生观察,烟上升,然后放在1号连通器口,给4号连通器下方加热,奇妙的事情发生了,一直上升的烟逐渐减少,最终从4号的连通器口冒出,而中间的两个出口都无烟。说明4号连通器空气受热上升。1号、2号、3号的冷空气沉过来补充。学生很容易从实验现象中得到热空气上升,冷空气下降的对流运动规律。

这组对流演示实验效果很好。但不少同学发现,教材上并不是这样安排的。依据教材,水的对流实验,是:在烧杯中加入适量的水,用酒精灯加热。观察烧杯中的水会不会流动。然后推理空气受热时,是否也会和烧杯的水一样流动起来。空气的对流实验是:点燃一段线香,横插在橡皮泥上,把一只大号烧杯或其他玻璃器皿倒扣在桌面上,线香置于其中。观察到线香的烟上升。从而得出水和空气的对流运动规律。

对学生的疑问,教师不急于解说,而是让学生自己去求证。学生在求证过程中发现,给烧杯中的水加热,烧杯中的水虽然也会流动,但没有回形管那样明显,稍远一点就看不清;线香点燃后烟会上升,同学会看到热空气上升,但无法看到冷空气下降。于是明白了教师改进这个对流实验器具的用意,又联想到:其他实验是否也可以改进呢?掀起了一股教材实验改进热。有的改了后效果并不见好,但学生受到了锻炼,科学学习问题场创设的教学意图在实验教学中得到了贯彻。

如果说认真仔细地观察实验过程和实验现象,只是让实验真正成为问题场,那么,对实验操作和现象的观察过程中所产生问题的求证,是又一种促使科学学习问题再生成问题场的创设。

(三)引导学生注意实验操作与理论学习的链接,创设科学问题场

实验操作中各种现象和结论,一般都能与理论相印证,但也有似乎不相符的时候。实验的重要目的,就是通过操作巩固和加深对理论学习的理解。引导学生自觉地把实验操作过程中的现象与理论知识相链接,不论这现象与理论是否相符合,都能形成一个科学学习问题场。

在教学《电磁铁》一课时,教师拿出一个纱布包,一放到桌子上,就纷纷把刚撒落的小堆铁钉吸住了。于是问学生:大家猜一猜,这布包里是什么。学生在小学里学过磁铁(石),己经知道磁铁(石)能吸附铁钉,于是都说是磁铁(石)。解开一看,却是电池一节,及被连着的导线相缠的铁钉一枚。于是纷纷称奇:

“电池也能吸铁吗?”

“我手上的电线怎么不吸铁呢?”

“是不是这铁钉是用磁铁做的呢?”

“为什么要这三样东西连在一起呢?”

学生在观察实验现象的时候,实际上也是以曾经学习过的理论作为科学新知识建构的要件。然而在许多时候,学生对此处于盲目和无意识的状态。让学生自觉主动地链接实验操作和理论学习,就是创设了科学学习的问题场。

三、在课外拓展学习中创设“问题场”

科学知识来源于生活和生产,来源于自然现象。科学学习的场所不仅是在课堂,更在生活、生产的实践,在对自然的观察;不仅在教材学习,也在大量的课外阅读中。倡导学生积极参与社会科学实践活动,注意观察自然现象,重视课外阅读和课内外学习知识的比较验证,把科学学习的场境向课外拓展延伸,从中创设科学学习的问题场。

(一)倡导学生参与和思考生产、生活中的科学活动,创设科学问题场

科学知识来源于与生活生产实际,联系生活生产实际可以学到许多课本上没有的“活的”科学知识。设计学生参与和关注社会上科学活动的作业,如要求学生关心父母(或亲友)所干的工作,注意与父母工作有关的科学问题,或帮助父母做一些力所能及的事情,从中思考和体验科学知识。

学生王X的爸爸是汽车修理工。王X从小就对爸爸用一个小小的千斤顶能很轻松地把车辆顶起,感到很有趣。但也就是觉得有趣而已。而在教师提示后,觉得其中一定有有关科学原理的知识。于是产生探究的欲望:

“千斤顶的工作原理是什么?”

“它是由哪些简单机械组成的?”

张X的姥姥烧菜时,常常在肉类菜肴中加入黄酒。问姥姥为什么加黄酒,只说是为了更香更酥软。为什么加黄酒后肉会更变得更可口,没有说清楚。经教师提示,张X逐步深入探讨了酒精如何化解蛋白质为氨基酸之类一系列化学问题。

要让学生明白,生活、生产中到处蕴含着可供探究的科学问题,值得我们去深入思考。注意让学生积极参与社会上的科学活动,做生活、生产的有心人,是把科学学习的场境和氛围由课堂向社会拓展,从生活生产实践中创设科学学习问题场。

(二)引导学生注意观察思考自然现象,创设科学问题场

科学知识来自自然。各种自然现象,不管是新奇有趣的还是熟视无睹的,都蕴含着一定的科学道理,能给关注的人以启迪和昭示。引导学生注意观察思考自然现象,是科学学习由课堂向课外延伸的重要问题场。

如让学生注意,夏天下雨前,鱼塘中有什么常见的现象。学生观察到,每次大雨,特别是雷雨前,常有鱼跳出水面,就产生了一个问题:

“鱼跳出水面是什么原因?,为什么在冬天看不到这种现象?”

探讨这个问题后,联系这些类似的以及与之密切相关的各种自然现象,如蚂蚁搬家、蛇横道、燕低飞等,学生能完成对动物行为与气象变化关系的理解。

有许多自然现象能给人以新奇有趣的感觉。人们对新奇的事物,总喜欢进行探讨和思考。而对有的自然现象,则可能是习以为常的。但如果我们能注意习以为常的事物,就容易发现其中不寻常的地方,从而引发思考。故时时处处留意自然现象,就可以发现众多的可供科学探究的问题。这样,在引导学生注意观察自然现象的同时,科学学习问题场也就形成了。

(三)引导学生广泛阅读和课内外比较,创设科学问题场

知识之岛越大,好奇的海岸就越长,接触信息的面越广,“问题”自然就越多,对问题的价值的认识愈加明了,问题的生成也更合理。“书籍是人类进步的阶梯”,书中有包罗万象的科学问题。要鼓励学生广泛地阅读。如《科学探索者》丛书、各种《未解之谜》和各种《十万个为什么》等,都应当推荐给学生。学生参与了这些科普读物的课外阅读,就是进入了科学学习的问题场。

应当引导学生把课堂中教材中的知识与课外阅读的知识融合起来,互相印证,互为问题的解答,也互为问题的生成。因为知识间是互相渗透的,相通的。

在学了《科学》七年级(下),第三章,{dy}节《动物的生命周期》后,王熠同学在完成P72读图<青蛙的生活史>的同时,想起了《十万个为什么》中的<青蛙与蝌蚪>。他重读《十万个为什么》,提出了有探究价值的科学问题:

“青蛙的卵为什么不产在河水中,一定要产在浅水塘呢?”

“如果人工孵化,小蝌蚪能在自来水中诞生吗?”

看了《科学探索者》丛书,酸、石灰石、二氧化碳与酸雨在张莹同学的脑子里印象深刻。当学了《科学》九年级(上),{dy}章,第二节《探索酸的性质》,讲到用CaCO3和HCL制CO2时,她就提出:

“酸雨是空气中的SO2遇到雨水变成的,而酸雨能腐蚀花岗石,那酸雨的主要成分是什么?”

“我们制CO2时,为什么一定要用稀HCL而不用稀H2SO4呢?”

这样,在课外阅读的过程中,学生课内外知识融会贯通,形成互为求证诱因的问题场。在这种的问题场中,能生成许多教师备课时未曾预设的问题。

 

爱因斯坦认为:提出一个问题比解决一个问题更重要,因为有问题,才会有思考,有了思考才有可能找到解决问题的方法和途径。这是强调了问题意识的重要性,指明了问题意识是思维的动力。而问题从酝酿到生成,有一个过程,也需要一种氛围,即需要一个“场”。我们的重要工作,是要在《科学》教学中,为学生敢于提出问题,便于提出问题和乐于提出问题创设一个“问题场”。

当然,学生在问题场中具备了主动提问的问题意识后,还要注意能把问题设计得有价值、有深度,能妥当地进行问题的转换和链接,教给学生提问的方法, 善于把问题问在重点处、疑难处和关键处。这些也是科学学习问题场建设要解决的内容。但在这里我们主要强调的是问题场的创立和形成,故不再展开。

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