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摘要:探究教学往往是从问题开始的,在探究教学中如何设计问题,课堂教学过程中如何发问是一个值得研究与探讨的课题。本文从问题的评价、问题的价值与问题的质量三个角度来探讨初中物理探究教学中的问题,并试图通过这种探究来引导物理教师对探究教学过程的问题设计进行深入的研究。
关键词:问题评价;问题价值;问题质量
中图分类号:G427文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2013)12-003-2
物理探究教学中,问题研究与问题解决是探究的核心内容之一,开展“问题”研究是探究不可超越的过程,因此,物理教学过程中,让学生在发现问题、分析问题、提出假设与猜想、开展探究和得出结论的过程中不断地建构自己的知识与能力体系,通过价值体验来发展学生探究科学能力。而要达到这个目标其关键的要素是“问题”的设计,本文结合初中物理探究教学中的“问题”进行探讨。
一、“问题”的评价:探究的决策因素
物理教学过程中对“问题”的处理应当以对“问题”价值的判断作为开始。从教学实践活动来看,有些教师对课堂中的“问题”不加筛选一味地“鼓励”学生提出问题,有些教师还说,不要仅只要是“问题”就行,于是有学生在教师的“鼓励”之下,五花八门的“问题”就来了,有些与当前所要讨论的问题根本毫不相干,教师也把这些当做“宝”。凡此种种现象说明,物理教学过程中往往只重视“问题”提出,而不重视对问题的“评价”。事实上对问题的评价是培养探究能力的重要环节,它反映了一个人对所面临问题的选择与决策能力。
例如,在“重力”的教学中为了探究重力大小的影响因素,学生提出物体的重力大小与物体的形状、状态(指固态、液态、气态)、以及材质有关。教师如何引导学生对这些因素的价值进行判断与评价是进入下一步探究的前题。
对于“形状”的评价可以用“橡皮泥”来做实验引导学生分析,这里实际上控制了“质量”不变这个因素在里面。通过不断改变形状来测量其重力,发现其形状的改变不影响其重力大小。
对于状态的评价可以用“冰”熔解(因汽化而蒸发的部分可以忽略,用弹簧秤测量基本看不出其变化)来测量重力发现,其重力不受固态与液体的影响而发生改变。对于气态,学生的生活感觉是“气”比较轻,因此,绝大多数学生认为变为气态后物体的重力要减小。教学过程中,可以通过封闭容器蒸发水来做实验引导学生分析,以整体称量的方法发现,水变成气之后,整个容器的“重”与未汽化前是相同的,有理由认为水的重力与状态无关。
对于材质的评价可以让学业生分析材质不同所影响的是什么,通过具体的案例让学生分析知道,材质不同实质上是物体的密度不同,而密度与体积的共同因素是质量,即m=ρV,从而引导学生来研究物体的重力与物体的质量有关,从而将探究活动引导到预期思维状态之中。
二、“问题”的价值:探究的价值导向
课堂上无论是教师提出的问题,还是学生提出的问题,还是教学中生成性问题,其价值关系到探究的价值导向与探究的质量。从物理的教育功能角度来看物理教学中的问题的价值取向应当定位于以下几个方面:
1.问题指向性要明确
所谓指向性明确是指所提出的问题要针对当前情境为进一步深入了解与之相关的性质、特征、规律等起到引导作用。例如,在进行“密度”教学时,教师设计情境“将石块和木块投入水中,木块上浮石块下沉”。针对这个现象可以有两种提问方式,一是提出“产生这种现象的原因是什么?”;二是“发生这种现象是因为木块轻石块重吗?”前者直接要求学生回答本质因素,对于初中生来说密度概念还没有建立,要求学生回答或是探究是存在一定的困难的。后一问指向性比较明确,而且还隐含了对“重”与“轻”的理解问题(这为后续理解密度概念打下伏笔),通过搭支架的方式将问题情境所要探究的规律呈现在学生面前,其价值导向具有应然性。
2.问题要促进思维活动的开展
问题的思考性要强,所谓思考性是指所提出的问题需要通过思考与探究才能回答,而不是凭经验与常识直接随口就能回答出来。正如布鲁纳所说,难易适中且富有挑战性的问题足以激励学生向下一阶段发展、促进学生进行“反省性”探究,使思维从“前反省状态”进入“后反省状态”,在这种状态转变过程中,智力活动总是尝试性、探究性的,始于问题的提出,终于问题的解决。
例如,“光现象”教学过程中,提供情境“站在平静的湖面上的人看到了水中有许多图像:水中的鱼儿、水中的云”。提出问题1:“请你解释这两种现象”;问题2:“从成像原因来阐述你看到的水中的鱼儿与水中的云的异同”。问题2要求学生从成像原理角度来谈所观察到的现象区别;问题1是要求说明现象。前者的思考性不太强烈,后者则要求学生区别水中鱼和天空中云的这两种虚像的区别,其成像原理不同,水中的鱼是光的折射现象形成的,看见的云彩是光的反射现象形成的,要求学生运用已学过的物理知识对观察到的现象进行分析与思考,激活了学生的思维。
3.问题要促进科学方法的体验
所谓体验科学方法是指通过对问题的思考与研究来体验其中所蕴含的物理科学研究方法与解决问题的方法。
例如,在重力影响因素的教学过程中,学生测量不同质量的物体的重力数据如表所示。
教学过程中不少教师直接让学生计算G与m的比值,然后要求学生提出问题“你看出其中的规律了吗?”显然问题没有思考价值,更不能让学生体验其中所蕴含的科学方法。事实上,初中学生根本就不懂为什么要用G与m比来找规律。从数据直观表现来看,随着质量m的增大,物体的重力G也增大。根据伽利略对自然规律满足简单性原则的理念,可设问“由实验数据我们是否可以判断物体的重力G与其质量m成正比呢?”或“物体的重力G与质量是否存在某种简单的数学关系呢?”这就需要学生进行思考,从而采用相应的数据处理方法。对于不同物理量的处理方法有三种,分别相乘、相除与画图像。在这个基础上,可以用G与m的比值,或画出Gm图线,来寻找其规律。这个过程既训练了思维,又让学生在思考过程中体验了物理科学方法,其教学价值所产生的教育效果是显著的。 4.问题要有利于猜想
教学实践中发现,不少教师探究教学的猜想环节是让学“乱猜想”。在探究教学过程中,当教师提问“冷场”时,“同学们想想看还有什么猜想”、“想错了也不要紧”等“鼓励”性语言充塞课堂。这种现象说明了教师的问题不利于学生猜想,学生不知道如何猜想,不知道向什么方向猜想。因此,课堂问题设计要有利于猜想是问题价值所在。
例如,在探究“物体的动能大小与什么因素有关”时,其目标是想让学生猜想与物体的质量和速度有关,那么在问题设计时就需要选择与质量、速度有关的生活案例,让学生通过对身边的这些生活案例进行猜想。这种问题设计策略的方向明确,以利于学生思维开放的过程中运用收敛的策略来指导学生进行物理思维,从而达到既完成猜想目的,又激励学生思维发展。一般来说,可以根据生活经历和自然现象、学生已有的物理知识、现象显著的物理实验、学生直觉思维等方面来设计问题让学生进行科学猜想。
三、“问题”的质量:探究的保证
学生学习物理过程就是问题与问题解决的思维过程。因此“问题”的质量就显得比较重要。问题质量要针对物理的特点和学生心理发展水平,综合运用问题技术,提高问题的质量。
1.直观:注重问题探究的本源性
人们的智力活动的发生与发展需要经历由外部物质活动向内部认知活动转化的过程。教学可根据这个原理来促进学生由外部的、物质的、展开的活动向内部的、压缩的活动转化。充分运用形象化材料和实验,揭示知识发生、发展过程,展现探究的演绎过程,使学生探究问题轨迹清晰可见,抓住探究问题的落脚点,找准问题的本源。
例如,探究“牛顿第一定律”时,分析小车在三种表面的运动情况提出问题:找到它们的发展趋势,即表面越光滑,小车运动状态如何;推广到理想化情况,如果表面十分光滑,小车运动状态又将如何。提出的问题针对学生对实验现象的直观认知形成困惑而设计。教师要能够在教学过程仔细观察学生的行为状态,了解他们在每个知识上的认知特点的思维方式,摸准他们的思维脉搏,因势利导地提出恰当的实际问题,抓住问题探究方向。
2.渐进:注重问题探究的节奏性
学生的思维发展是需要过程的,因此,探究教学问题的设计要针对学生的思维过程的渐进性来合理地设计具有程序性和阶梯性的问题。问题设计由浅入深,由易到难,层层递进,把学生的思维逐步引向新的高度,可创设“小步距”问题,把一个复杂的、难度较大的课题分解成若干个小问题。
例如在“探究导体电阻影响因素”的过程中,可以设计以下“小步距”的问题:①导体电阻大小可能与哪些因素有关?试根据己有知识进行猜想。②导体的电阻与各相关因素关系可能如何?③如何通过实验确定导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料的关系?试设计实验电路。④在进行导体与各相关因素实验中,如何控制实验条件?⑤由本实验可以看到,对多因素的问题,如何控制变量,其基本方法是什么?
3.适度:注重问题探究的适当性
心理学研究表明,如果人能用现有知识回答某个问题,思维过程就不会发生;若须借助所不掌握的知识才能解决时,思维过程同样也不发生。因此,问题的适度性是引发思维的基本要素。只有适合学生思维层次的问题才会引发学生思维发展与深入。
例如,课堂教学问题的设计可以以学生最近发展区创设情景,设计出环环相扣的一系列问题,由表及里,由此及彼,拓宽思路。如学习“温度计”时设计下列问题:①利用其他原理能否制成温度计?②能否制成其他形状的温度计?③温度计内的液体能否用水代替?为什么?④温度计的玻璃管内径变大会怎么样?⑤使用温度计前应注意什么?如何正确测量液体的温度?这些问题呈螺旋发展的梯型,问题的设计能够适应初中学生的认知结构特点,促使学生思维由低级向高级、从未知到已知、少知到多知、模糊到清楚发展,基本满足了学生思维特点需求。
4.深刻:注重问题探究的开放性
探究对不同的学生个体而言其探究品质是不同的,教师在教学设计时要注意学生的差异性,创设多元性、开放性问题,使不同层次的学生的探究能力在不同水平层次上发展,使得学生的能力发展具有深刻性、丰富性、多彩性的特色。
例如,根据物质特性及其规律特点可以设计开放性问题:“如何区分两瓶已失标签的蒸馏水和NaCl溶液?”探究能力不同的学生可以从不同角度、不同视野来进行探究。如,利用密度不同,就有“比较相同体积的两种液体的质量”、“比较相同深度两者产生的液体压强大小”、“比较同一木块在两者液体中露出的体积大小”等方案;也可以根据蒸发后物体状态或残留物等现象来设计方案;也可以根据两者的导电性不同来设计方案。
布鲁纳说:“向学生提出挑战性的问题可引导学生智慧。”初中物理课堂教学过程中,课堂问题的设计要从问题评价、问题价值与问题质量等角度来进行,以期教学过程中能够恰当地把握问题空间,符合学生的知识基础、能力水平、认知规律,促进探究能力发展的同时培养学生的创新意识与创新能力。
[参考文献]
[1]林成国.初中物理课堂教学中学生缺乏“生成问题”原因初探[J].中学物理,2012(03).
[2]林希凤.用“问题探究法”指导初中学生课外学习活动的尝试[J].物理教学,2011(01).
[3]林宇萍.从课堂四环节谈教学问题设计的艺术[J].物理教师,2012(04).
关键词:问题评价;问题价值;问题质量
中图分类号:G427文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2013)12-003-2
物理探究教学中,问题研究与问题解决是探究的核心内容之一,开展“问题”研究是探究不可超越的过程,因此,物理教学过程中,让学生在发现问题、分析问题、提出假设与猜想、开展探究和得出结论的过程中不断地建构自己的知识与能力体系,通过价值体验来发展学生探究科学能力。而要达到这个目标其关键的要素是“问题”的设计,本文结合初中物理探究教学中的“问题”进行探讨。
一、“问题”的评价:探究的决策因素
物理教学过程中对“问题”的处理应当以对“问题”价值的判断作为开始。从教学实践活动来看,有些教师对课堂中的“问题”不加筛选一味地“鼓励”学生提出问题,有些教师还说,不要仅只要是“问题”就行,于是有学生在教师的“鼓励”之下,五花八门的“问题”就来了,有些与当前所要讨论的问题根本毫不相干,教师也把这些当做“宝”。凡此种种现象说明,物理教学过程中往往只重视“问题”提出,而不重视对问题的“评价”。事实上对问题的评价是培养探究能力的重要环节,它反映了一个人对所面临问题的选择与决策能力。
例如,在“重力”的教学中为了探究重力大小的影响因素,学生提出物体的重力大小与物体的形状、状态(指固态、液态、气态)、以及材质有关。教师如何引导学生对这些因素的价值进行判断与评价是进入下一步探究的前题。
对于“形状”的评价可以用“橡皮泥”来做实验引导学生分析,这里实际上控制了“质量”不变这个因素在里面。通过不断改变形状来测量其重力,发现其形状的改变不影响其重力大小。
对于状态的评价可以用“冰”熔解(因汽化而蒸发的部分可以忽略,用弹簧秤测量基本看不出其变化)来测量重力发现,其重力不受固态与液体的影响而发生改变。对于气态,学生的生活感觉是“气”比较轻,因此,绝大多数学生认为变为气态后物体的重力要减小。教学过程中,可以通过封闭容器蒸发水来做实验引导学生分析,以整体称量的方法发现,水变成气之后,整个容器的“重”与未汽化前是相同的,有理由认为水的重力与状态无关。
对于材质的评价可以让学业生分析材质不同所影响的是什么,通过具体的案例让学生分析知道,材质不同实质上是物体的密度不同,而密度与体积的共同因素是质量,即m=ρV,从而引导学生来研究物体的重力与物体的质量有关,从而将探究活动引导到预期思维状态之中。
二、“问题”的价值:探究的价值导向
课堂上无论是教师提出的问题,还是学生提出的问题,还是教学中生成性问题,其价值关系到探究的价值导向与探究的质量。从物理的教育功能角度来看物理教学中的问题的价值取向应当定位于以下几个方面:
1.问题指向性要明确
所谓指向性明确是指所提出的问题要针对当前情境为进一步深入了解与之相关的性质、特征、规律等起到引导作用。例如,在进行“密度”教学时,教师设计情境“将石块和木块投入水中,木块上浮石块下沉”。针对这个现象可以有两种提问方式,一是提出“产生这种现象的原因是什么?”;二是“发生这种现象是因为木块轻石块重吗?”前者直接要求学生回答本质因素,对于初中生来说密度概念还没有建立,要求学生回答或是探究是存在一定的困难的。后一问指向性比较明确,而且还隐含了对“重”与“轻”的理解问题(这为后续理解密度概念打下伏笔),通过搭支架的方式将问题情境所要探究的规律呈现在学生面前,其价值导向具有应然性。
2.问题要促进思维活动的开展
问题的思考性要强,所谓思考性是指所提出的问题需要通过思考与探究才能回答,而不是凭经验与常识直接随口就能回答出来。正如布鲁纳所说,难易适中且富有挑战性的问题足以激励学生向下一阶段发展、促进学生进行“反省性”探究,使思维从“前反省状态”进入“后反省状态”,在这种状态转变过程中,智力活动总是尝试性、探究性的,始于问题的提出,终于问题的解决。
例如,“光现象”教学过程中,提供情境“站在平静的湖面上的人看到了水中有许多图像:水中的鱼儿、水中的云”。提出问题1:“请你解释这两种现象”;问题2:“从成像原因来阐述你看到的水中的鱼儿与水中的云的异同”。问题2要求学生从成像原理角度来谈所观察到的现象区别;问题1是要求说明现象。前者的思考性不太强烈,后者则要求学生区别水中鱼和天空中云的这两种虚像的区别,其成像原理不同,水中的鱼是光的折射现象形成的,看见的云彩是光的反射现象形成的,要求学生运用已学过的物理知识对观察到的现象进行分析与思考,激活了学生的思维。
3.问题要促进科学方法的体验
所谓体验科学方法是指通过对问题的思考与研究来体验其中所蕴含的物理科学研究方法与解决问题的方法。
例如,在重力影响因素的教学过程中,学生测量不同质量的物体的重力数据如表所示。
教学过程中不少教师直接让学生计算G与m的比值,然后要求学生提出问题“你看出其中的规律了吗?”显然问题没有思考价值,更不能让学生体验其中所蕴含的科学方法。事实上,初中学生根本就不懂为什么要用G与m比来找规律。从数据直观表现来看,随着质量m的增大,物体的重力G也增大。根据伽利略对自然规律满足简单性原则的理念,可设问“由实验数据我们是否可以判断物体的重力G与其质量m成正比呢?”或“物体的重力G与质量是否存在某种简单的数学关系呢?”这就需要学生进行思考,从而采用相应的数据处理方法。对于不同物理量的处理方法有三种,分别相乘、相除与画图像。在这个基础上,可以用G与m的比值,或画出Gm图线,来寻找其规律。这个过程既训练了思维,又让学生在思考过程中体验了物理科学方法,其教学价值所产生的教育效果是显著的。 4.问题要有利于猜想
教学实践中发现,不少教师探究教学的猜想环节是让学“乱猜想”。在探究教学过程中,当教师提问“冷场”时,“同学们想想看还有什么猜想”、“想错了也不要紧”等“鼓励”性语言充塞课堂。这种现象说明了教师的问题不利于学生猜想,学生不知道如何猜想,不知道向什么方向猜想。因此,课堂问题设计要有利于猜想是问题价值所在。
例如,在探究“物体的动能大小与什么因素有关”时,其目标是想让学生猜想与物体的质量和速度有关,那么在问题设计时就需要选择与质量、速度有关的生活案例,让学生通过对身边的这些生活案例进行猜想。这种问题设计策略的方向明确,以利于学生思维开放的过程中运用收敛的策略来指导学生进行物理思维,从而达到既完成猜想目的,又激励学生思维发展。一般来说,可以根据生活经历和自然现象、学生已有的物理知识、现象显著的物理实验、学生直觉思维等方面来设计问题让学生进行科学猜想。
三、“问题”的质量:探究的保证
学生学习物理过程就是问题与问题解决的思维过程。因此“问题”的质量就显得比较重要。问题质量要针对物理的特点和学生心理发展水平,综合运用问题技术,提高问题的质量。
1.直观:注重问题探究的本源性
人们的智力活动的发生与发展需要经历由外部物质活动向内部认知活动转化的过程。教学可根据这个原理来促进学生由外部的、物质的、展开的活动向内部的、压缩的活动转化。充分运用形象化材料和实验,揭示知识发生、发展过程,展现探究的演绎过程,使学生探究问题轨迹清晰可见,抓住探究问题的落脚点,找准问题的本源。
例如,探究“牛顿第一定律”时,分析小车在三种表面的运动情况提出问题:找到它们的发展趋势,即表面越光滑,小车运动状态如何;推广到理想化情况,如果表面十分光滑,小车运动状态又将如何。提出的问题针对学生对实验现象的直观认知形成困惑而设计。教师要能够在教学过程仔细观察学生的行为状态,了解他们在每个知识上的认知特点的思维方式,摸准他们的思维脉搏,因势利导地提出恰当的实际问题,抓住问题探究方向。
2.渐进:注重问题探究的节奏性
学生的思维发展是需要过程的,因此,探究教学问题的设计要针对学生的思维过程的渐进性来合理地设计具有程序性和阶梯性的问题。问题设计由浅入深,由易到难,层层递进,把学生的思维逐步引向新的高度,可创设“小步距”问题,把一个复杂的、难度较大的课题分解成若干个小问题。
例如在“探究导体电阻影响因素”的过程中,可以设计以下“小步距”的问题:①导体电阻大小可能与哪些因素有关?试根据己有知识进行猜想。②导体的电阻与各相关因素关系可能如何?③如何通过实验确定导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料的关系?试设计实验电路。④在进行导体与各相关因素实验中,如何控制实验条件?⑤由本实验可以看到,对多因素的问题,如何控制变量,其基本方法是什么?
3.适度:注重问题探究的适当性
心理学研究表明,如果人能用现有知识回答某个问题,思维过程就不会发生;若须借助所不掌握的知识才能解决时,思维过程同样也不发生。因此,问题的适度性是引发思维的基本要素。只有适合学生思维层次的问题才会引发学生思维发展与深入。
例如,课堂教学问题的设计可以以学生最近发展区创设情景,设计出环环相扣的一系列问题,由表及里,由此及彼,拓宽思路。如学习“温度计”时设计下列问题:①利用其他原理能否制成温度计?②能否制成其他形状的温度计?③温度计内的液体能否用水代替?为什么?④温度计的玻璃管内径变大会怎么样?⑤使用温度计前应注意什么?如何正确测量液体的温度?这些问题呈螺旋发展的梯型,问题的设计能够适应初中学生的认知结构特点,促使学生思维由低级向高级、从未知到已知、少知到多知、模糊到清楚发展,基本满足了学生思维特点需求。
4.深刻:注重问题探究的开放性
探究对不同的学生个体而言其探究品质是不同的,教师在教学设计时要注意学生的差异性,创设多元性、开放性问题,使不同层次的学生的探究能力在不同水平层次上发展,使得学生的能力发展具有深刻性、丰富性、多彩性的特色。
例如,根据物质特性及其规律特点可以设计开放性问题:“如何区分两瓶已失标签的蒸馏水和NaCl溶液?”探究能力不同的学生可以从不同角度、不同视野来进行探究。如,利用密度不同,就有“比较相同体积的两种液体的质量”、“比较相同深度两者产生的液体压强大小”、“比较同一木块在两者液体中露出的体积大小”等方案;也可以根据蒸发后物体状态或残留物等现象来设计方案;也可以根据两者的导电性不同来设计方案。
布鲁纳说:“向学生提出挑战性的问题可引导学生智慧。”初中物理课堂教学过程中,课堂问题的设计要从问题评价、问题价值与问题质量等角度来进行,以期教学过程中能够恰当地把握问题空间,符合学生的知识基础、能力水平、认知规律,促进探究能力发展的同时培养学生的创新意识与创新能力。
[参考文献]
[1]林成国.初中物理课堂教学中学生缺乏“生成问题”原因初探[J].中学物理,2012(03).
[2]林希凤.用“问题探究法”指导初中学生课外学习活动的尝试[J].物理教学,2011(01).
[3]林宇萍.从课堂四环节谈教学问题设计的艺术[J].物理教师,2012(04).