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“科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一。”“学生在科学探究的过程中,通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程,学习物理知识与技能。体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神。”《全日制义务教育物理课程标准》中阐明了科学探究在义务教育阶段物理课程中的重要意义和原则要求。
科学探究过程一般包括提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等七个要素。但在实际的教学过程中,对于某一物理现象、物理问题或物理规律的探究,并非将七个要素平衡用力教学,而是有侧重点地进行训练,提出问题则是进行科学探究活动的前提、基础,对于实现科学探究活动的终极目标——发展学生的创造性力,起着至关重要的作用。本文就科学探究中提出问题的意义和方法,粗浅地谈一下本人的看法。
一、发现问题和提出问题对科学探究的意义
1、发现问题和提出问题是进行科学探究的前提
如果没有发现问题不能提出问题,科学探究便无从谈起。发现了问题,并能提出问题,科学探究才有了明确的探究方向,探究过程才能展开,才能使探究沿着合理的假设一步一步走下去。可以这样说,问题是各个探究环节的核心。
2、发现问题和提出问题是极具创造性的过程
科学探究的终极目标是发展学生的创造力,而发现问题和提出问题对实现这一目标起着重要的作用。要想从平常的、已经习惯了的事件中发现不平常的因素,比在现成的问题下寻求解决问题的方法更需要创造性思维,需要深入地进行观察,要有敏锐的洞察力。若只停留在事件或现象的表面,而不去努力思考,是发现不了问题的。
二、提出问题的方法和步骤
首先,要能发现日常生活、自然现象或实验现象中与物理学有关的问题。
物理课程的基本理念之一是“从生活走向物理,从物理走向社会”。能从自然界震撼人心的神奇现象和妙趣横生的生活中发现问题,必须进行深入的观察,拥有敏锐的洞察力,要有批判性的思维方式。例如,(1)我们用一根钢针扎在皮肤上很容易刺破皮肤,有疼痛的感觉;而杂技演员躺在扎有密密麻麻的钢针的平板上却安然无恙。于是发现了相关物理现象之间的联系:同样的钢针接触皮肤,为什么一根易刺破皮肤,而许多根就不易刺破皮肤呢?(2)用钢笔写字没有用圆珠笔写字流畅。于是发现了某物理现象区别于其他物理现象的特点:钢笔与圆珠笔写字时都是笔尖着纸,为什么写起字来感觉不同呢?这里仅仅是有了一种问题意识,还没有形成具体的、能清晰明确地用语言或文字表述出来的问题。
其次,把观察到的现象采用“问题化”的方式进行陈述。
将上述两个问题前边加上“为什么”,后边加上“?”,即成了一个问题。然而由于这些只是非常简单的行为,问题又缺乏明确的探究方向。给形成探究假设和制订研究方案带来了一定的困难。所以只能说这是问题的雏形,是最原始状态的问题。
最后,将发现的问题演变成一个科学的、便于探究的问题。
例(1)中一根钢针和无数根钢针对皮肤的伤害程度不同,是由于作用面积不同而造成的;故该现象可以演化为“力对皮肤的伤害作用与受力面积有什么关系?”的问题,这一科学问题还可以进一步发展为“力对物体的破坏作用与什么因素有关?”同样,第二个问题也可以演化为一个可探究的问题,可以表述为“摩擦力的大小与哪些因素有关?”所有这些都需要有“同中求异”的思维方法,从相似的过程、现象中发现不同点:同是钢针,一根接触面积小,无数根组成的面积大;同是笔尖在纸上画,圆珠笔尖上有一个小钢珠,写字的过程是纸与笔尖之间是滚动摩擦现象,而钢笔写字是滑动摩擦现象。
在教学过程中,我们会发现学生不可能一开始便能全面认识到发现问题、提出问题对科学探究的意义,也不可能是教师某一次或几次全面的讲解就能使学生认识到发现问题和提出问题的作用:学生提出的问题也不可能一步到位——提出来就是便于探究的问题,只能是在学习的过程中,经过一定的案例的积累,并随着他们物理知识的丰富,才能逐步提高自己提出探究问题的能力,对所提出的问题作进一步的探究实践和体验,逐步认识到发现问题和提出问题对科学探究的意义。
科学探究过程一般包括提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等七个要素。但在实际的教学过程中,对于某一物理现象、物理问题或物理规律的探究,并非将七个要素平衡用力教学,而是有侧重点地进行训练,提出问题则是进行科学探究活动的前提、基础,对于实现科学探究活动的终极目标——发展学生的创造性力,起着至关重要的作用。本文就科学探究中提出问题的意义和方法,粗浅地谈一下本人的看法。
一、发现问题和提出问题对科学探究的意义
1、发现问题和提出问题是进行科学探究的前提
如果没有发现问题不能提出问题,科学探究便无从谈起。发现了问题,并能提出问题,科学探究才有了明确的探究方向,探究过程才能展开,才能使探究沿着合理的假设一步一步走下去。可以这样说,问题是各个探究环节的核心。
2、发现问题和提出问题是极具创造性的过程
科学探究的终极目标是发展学生的创造力,而发现问题和提出问题对实现这一目标起着重要的作用。要想从平常的、已经习惯了的事件中发现不平常的因素,比在现成的问题下寻求解决问题的方法更需要创造性思维,需要深入地进行观察,要有敏锐的洞察力。若只停留在事件或现象的表面,而不去努力思考,是发现不了问题的。
二、提出问题的方法和步骤
首先,要能发现日常生活、自然现象或实验现象中与物理学有关的问题。
物理课程的基本理念之一是“从生活走向物理,从物理走向社会”。能从自然界震撼人心的神奇现象和妙趣横生的生活中发现问题,必须进行深入的观察,拥有敏锐的洞察力,要有批判性的思维方式。例如,(1)我们用一根钢针扎在皮肤上很容易刺破皮肤,有疼痛的感觉;而杂技演员躺在扎有密密麻麻的钢针的平板上却安然无恙。于是发现了相关物理现象之间的联系:同样的钢针接触皮肤,为什么一根易刺破皮肤,而许多根就不易刺破皮肤呢?(2)用钢笔写字没有用圆珠笔写字流畅。于是发现了某物理现象区别于其他物理现象的特点:钢笔与圆珠笔写字时都是笔尖着纸,为什么写起字来感觉不同呢?这里仅仅是有了一种问题意识,还没有形成具体的、能清晰明确地用语言或文字表述出来的问题。
其次,把观察到的现象采用“问题化”的方式进行陈述。
将上述两个问题前边加上“为什么”,后边加上“?”,即成了一个问题。然而由于这些只是非常简单的行为,问题又缺乏明确的探究方向。给形成探究假设和制订研究方案带来了一定的困难。所以只能说这是问题的雏形,是最原始状态的问题。
最后,将发现的问题演变成一个科学的、便于探究的问题。
例(1)中一根钢针和无数根钢针对皮肤的伤害程度不同,是由于作用面积不同而造成的;故该现象可以演化为“力对皮肤的伤害作用与受力面积有什么关系?”的问题,这一科学问题还可以进一步发展为“力对物体的破坏作用与什么因素有关?”同样,第二个问题也可以演化为一个可探究的问题,可以表述为“摩擦力的大小与哪些因素有关?”所有这些都需要有“同中求异”的思维方法,从相似的过程、现象中发现不同点:同是钢针,一根接触面积小,无数根组成的面积大;同是笔尖在纸上画,圆珠笔尖上有一个小钢珠,写字的过程是纸与笔尖之间是滚动摩擦现象,而钢笔写字是滑动摩擦现象。
在教学过程中,我们会发现学生不可能一开始便能全面认识到发现问题、提出问题对科学探究的意义,也不可能是教师某一次或几次全面的讲解就能使学生认识到发现问题和提出问题的作用:学生提出的问题也不可能一步到位——提出来就是便于探究的问题,只能是在学习的过程中,经过一定的案例的积累,并随着他们物理知识的丰富,才能逐步提高自己提出探究问题的能力,对所提出的问题作进一步的探究实践和体验,逐步认识到发现问题和提出问题对科学探究的意义。