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思维总是由问题引发并围绕问题展开的,问题是学习的核心,也是学生思维发展的动力和方向。促进学生科学思维的发展是小学科学课程标准的要求,也是科学教学的核心目标。在小学科学课堂教学中,以问题驱动和引领学生主动、探究、创造性地学习,实现学生的主动发展和思维能力的提高是科学教师的根本任务。教师要善于创设问题情境,用问题激发学生的认知冲突,引领他们主动思考。本文以三年级《鞋底的花纹》一课为例,谈如何用问题引领学生思维发展。
冲突性问题
日常生活和学习中,学生已有一定的认知结构,学习新知识时,他们一般会用原有的认知结构理解新的知识,在这一过程中,学生会产生认知冲突,产生问题。教师要利用好这种冲突,用问题引领学生观察思考,促进学生思维的深度发展。
例如,在导入环节看一段《猫抓老鼠》的动画前,教师设计这样的问题:动画中的猫为什么抓不到老鼠呢?通过核心的问题引领学生观看视频,让学生在观看的同时围绕问题寻找证据。学生思维活动分析如下:
1.思维过程
收集事实:观看过程中调动形象思维、联想思维收集故事的起因、经过、结果等事实材料。
获得信息:观察到猫穿的鞋子没有花纹,老鼠的鞋子有花纹。
作出假设:奔跑中穿有花纹的鞋子比穿没花纹的平滑底的鞋子更方便、更快。
2.思维方法
简单分析:联系生活经验分析猫跑不快、经常滑倒和老鼠跑得快的原因。
综合分析:根据事实材料组织故事的起因、经过、结果的叙述语言。
比较:比较猫和老鼠穿的两种鞋子的特点。
3.思维类型
形象思维:观察画面收集故事的起因、经过、结果的事实材料。
发散思维:联系生活从多个角度思考猫跑不快、经常滑倒和老鼠跑得快的多种可能性。
之后,教师抛出问题引领学生交流:视频看完了,谁来说说动画中的猫为什么抓不到老鼠?学生很容易发现,猫的鞋底没有花纹,容易打滑。学生大多有生活经验,下雪时鞋子踩在雪地上,鞋底的凹槽被雪填平,相当于没有花纹,就容易滑倒而摔跤。在这一过程中,冲突的问题会引发学生相互质疑和辩论,促进他们思维的发展。
方法性问题
科学学习需要用到许多的方法,如事物的观察方法、实验的设计方法、实验的操作方法、实验的记录方法等。教师要善于设计方法性问题,引领学生去设计、操作、观察和记录。
例如,验证摩擦力的大小与物体接触面的光滑程度有关的环节,教师可以引导学生:“我们先来用实验的方法研究摩擦力的大小是否与接触面的光滑程度有关。老师为大家准备了一些器材,请看大屏幕:一个测力计,一个带环的木块,我们可以用测力计来拉动木块,测出所需拉力大小。如果用的拉力大,说明木块受到的摩擦力大;如果用的拉力小,说明木块受到的摩擦力小。另外还有一块木板——一面是光滑的,一面是粗糙的。现在请同学们想一想,如何利用这些材料,设计一个实验来验证摩擦力的大小是否与接触面的光滑程度有关。”
问题引领学生将体验活动获得的信息与提供的实验材料进行关联,思考实验设计的方法。学生的思维活动分析如下:
1.思维过程
收集事实:收集头脑中已有的各种操作体验信息及观察事物获得的事实材料。
获得信息:将头脑的画面信息与实物信息比对,找出不同材料的相同点和不同点,进而建立对应的联系。
2.思维方法
简单分析:分析木板两面的不同和头脑中常见物体的不同。
综合分析:寻找木板两面与头脑中常见物体的相同点和不同点,得出结论:木板平滑的一面相当于光滑的鞋底或地面;木板粗糙的一面相当于粗糙的鞋底或地面;木块相当于重物;测力计相当于拉线。
3.思维类型
形象思维:将体验获得的信息与实物建立联系。
逻辑思维:用头脑中存储的信息与实物比对,设计出合理的实验方法,总结出实验的相同条件、不同条件。
在学生完成实验设计后,教师可以通过问题引领学生交流方法,必要时可演示学生的方法,强调如快速地拉还是慢慢匀速地拉、能不能一次快速地拉一次慢慢匀速地拉等方法要领,引导学生理解对比实验的方法,促进他们思维的发展。
有梯度的问题
有梯度的问题不但能够满足不同起点学生的需求,而且可以促进全体学生积极思考,参与探究的全过程。活动中,学生不断发现问题、提出问题和解决问题,提高了探究效率。
例如,在学生设计出验证摩擦力的大小与物体接触面的光滑程度有關的实验方法后,教师分发给各小组实验记录单,利用记录单中有梯度的问题引领学生记录和思考,问题要点如下:
在光滑、粗糙的木板上水平拉动木块时,拉力大小为多少;
对比实验数据,看在两种木板上拉动木块产生的摩擦力是否有不同;
摩擦力的大小与物体接触面的光滑程度是否有关。
学生的思维活动分析如下:
1.思维过程
收集事实:在规范的操作、实验过程中,记录实验数据。
获得信息:在平滑的木板上拉动木块获得的数据小,在粗糙的木板上拉动木块获得的数据大。
作出假设:在一个物体表面拉动另一个物体,物体的接触面光滑产生的摩擦力小,物体的接触面粗糙产生的摩擦力大。
2.思维方法
综合分析:比较两次实验获得的不同数据,查找数据不同的原因。得出结论:在一个物体表面拉动另一个物体,物体的接触面光滑产生的摩擦力小,物体的接触面粗糙产生的摩擦力大。
比较:比较两次实验的相同条件、不同条件和不同数据。
3.思维类型
形象思维:头脑中形成两次实验的材料、操作和数据图像等信息。 逻辑思维:比较两次实验获得的不同数据,推理、分析数据不同的原因。
实验之后,教师引领学生在小组、全班交流、分析实验数据得出结论,让他们关注差异数据背后的规律,促进他们思维的发展。
拓展性问题
教师要善于设计拓展性问题,引领学生思考与交流,培养他们举一反三的能力。例如,在拓展探究环节,教师引导学生认识到有些摩擦力对我们是有益的,有些则是有害的,随即出示几幅生活场景的图片,提出问题:在这些场景中,人们是为了增大摩擦力还是减小摩擦力?用到了哪些方法增大或减小摩擦力?
问题引领学生结合生活经验观察图片,思考场景中人们的做法,寻找增大摩擦力和减小摩擦力的方法。学生的思维活动分析如下:
1.思维过程
收集事实:调动头脑存储的生活画面,判断场景实例是为了增大摩擦力还是减小摩擦力,并查询增大或减小摩擦力的方法。
获得信息:分析场景实例,知道人们为了工作或生活的需要,采用相关方法有意识地增大摩擦力或减小摩擦力。
2.思维方法
简单分析:单一场景中的摩擦力大小对人类的作用分析。
综合分析:分析人类在不同场景中对摩擦力的需求,得出人类可根据需要对摩擦力的大小进行创造性改变的结论。
比较:同一场景中摩擦力大小的比较;不同场景中摩擦力大小的比较。
3.思维类型
形象思维:调动头脑中的画面,回忆人类在不同场景中对摩擦力大小的需求。
创造思维:人类在不同的场景中可根据需要对摩擦力的大小进行改变,改变的方法多种多样。
在学生交流人们是为了增大摩擦力还是减小摩擦力,以及用了哪些方法增大或减小摩擦力之后,教师抛出另一个问题:既然有些摩擦力是有害的,那如果消除世界上的摩擦力,想象一下,世界會变成什么样子?在这一过程中,学生对同伴交流的信息进行分析,发表不同的看法,发展了批判思维。同时他们多角度思考世界上如果没有了摩擦力可能变成的样子,发展了发散思维。
总之,思维的发展需以问题为引导,科学教师要根据教学内容精心设计各个教学活动,特别是引发学生思考的问题,引领他们动手做、动眼看、动耳听、动口说、动脑思,只有这样才能理好地促进学生思维的全面发展。
冲突性问题
日常生活和学习中,学生已有一定的认知结构,学习新知识时,他们一般会用原有的认知结构理解新的知识,在这一过程中,学生会产生认知冲突,产生问题。教师要利用好这种冲突,用问题引领学生观察思考,促进学生思维的深度发展。
例如,在导入环节看一段《猫抓老鼠》的动画前,教师设计这样的问题:动画中的猫为什么抓不到老鼠呢?通过核心的问题引领学生观看视频,让学生在观看的同时围绕问题寻找证据。学生思维活动分析如下:
1.思维过程
收集事实:观看过程中调动形象思维、联想思维收集故事的起因、经过、结果等事实材料。
获得信息:观察到猫穿的鞋子没有花纹,老鼠的鞋子有花纹。
作出假设:奔跑中穿有花纹的鞋子比穿没花纹的平滑底的鞋子更方便、更快。
2.思维方法
简单分析:联系生活经验分析猫跑不快、经常滑倒和老鼠跑得快的原因。
综合分析:根据事实材料组织故事的起因、经过、结果的叙述语言。
比较:比较猫和老鼠穿的两种鞋子的特点。
3.思维类型
形象思维:观察画面收集故事的起因、经过、结果的事实材料。
发散思维:联系生活从多个角度思考猫跑不快、经常滑倒和老鼠跑得快的多种可能性。
之后,教师抛出问题引领学生交流:视频看完了,谁来说说动画中的猫为什么抓不到老鼠?学生很容易发现,猫的鞋底没有花纹,容易打滑。学生大多有生活经验,下雪时鞋子踩在雪地上,鞋底的凹槽被雪填平,相当于没有花纹,就容易滑倒而摔跤。在这一过程中,冲突的问题会引发学生相互质疑和辩论,促进他们思维的发展。
方法性问题
科学学习需要用到许多的方法,如事物的观察方法、实验的设计方法、实验的操作方法、实验的记录方法等。教师要善于设计方法性问题,引领学生去设计、操作、观察和记录。
例如,验证摩擦力的大小与物体接触面的光滑程度有关的环节,教师可以引导学生:“我们先来用实验的方法研究摩擦力的大小是否与接触面的光滑程度有关。老师为大家准备了一些器材,请看大屏幕:一个测力计,一个带环的木块,我们可以用测力计来拉动木块,测出所需拉力大小。如果用的拉力大,说明木块受到的摩擦力大;如果用的拉力小,说明木块受到的摩擦力小。另外还有一块木板——一面是光滑的,一面是粗糙的。现在请同学们想一想,如何利用这些材料,设计一个实验来验证摩擦力的大小是否与接触面的光滑程度有关。”
问题引领学生将体验活动获得的信息与提供的实验材料进行关联,思考实验设计的方法。学生的思维活动分析如下:
1.思维过程
收集事实:收集头脑中已有的各种操作体验信息及观察事物获得的事实材料。
获得信息:将头脑的画面信息与实物信息比对,找出不同材料的相同点和不同点,进而建立对应的联系。
2.思维方法
简单分析:分析木板两面的不同和头脑中常见物体的不同。
综合分析:寻找木板两面与头脑中常见物体的相同点和不同点,得出结论:木板平滑的一面相当于光滑的鞋底或地面;木板粗糙的一面相当于粗糙的鞋底或地面;木块相当于重物;测力计相当于拉线。
3.思维类型
形象思维:将体验获得的信息与实物建立联系。
逻辑思维:用头脑中存储的信息与实物比对,设计出合理的实验方法,总结出实验的相同条件、不同条件。
在学生完成实验设计后,教师可以通过问题引领学生交流方法,必要时可演示学生的方法,强调如快速地拉还是慢慢匀速地拉、能不能一次快速地拉一次慢慢匀速地拉等方法要领,引导学生理解对比实验的方法,促进他们思维的发展。
有梯度的问题
有梯度的问题不但能够满足不同起点学生的需求,而且可以促进全体学生积极思考,参与探究的全过程。活动中,学生不断发现问题、提出问题和解决问题,提高了探究效率。
例如,在学生设计出验证摩擦力的大小与物体接触面的光滑程度有關的实验方法后,教师分发给各小组实验记录单,利用记录单中有梯度的问题引领学生记录和思考,问题要点如下:
在光滑、粗糙的木板上水平拉动木块时,拉力大小为多少;
对比实验数据,看在两种木板上拉动木块产生的摩擦力是否有不同;
摩擦力的大小与物体接触面的光滑程度是否有关。
学生的思维活动分析如下:
1.思维过程
收集事实:在规范的操作、实验过程中,记录实验数据。
获得信息:在平滑的木板上拉动木块获得的数据小,在粗糙的木板上拉动木块获得的数据大。
作出假设:在一个物体表面拉动另一个物体,物体的接触面光滑产生的摩擦力小,物体的接触面粗糙产生的摩擦力大。
2.思维方法
综合分析:比较两次实验获得的不同数据,查找数据不同的原因。得出结论:在一个物体表面拉动另一个物体,物体的接触面光滑产生的摩擦力小,物体的接触面粗糙产生的摩擦力大。
比较:比较两次实验的相同条件、不同条件和不同数据。
3.思维类型
形象思维:头脑中形成两次实验的材料、操作和数据图像等信息。 逻辑思维:比较两次实验获得的不同数据,推理、分析数据不同的原因。
实验之后,教师引领学生在小组、全班交流、分析实验数据得出结论,让他们关注差异数据背后的规律,促进他们思维的发展。
拓展性问题
教师要善于设计拓展性问题,引领学生思考与交流,培养他们举一反三的能力。例如,在拓展探究环节,教师引导学生认识到有些摩擦力对我们是有益的,有些则是有害的,随即出示几幅生活场景的图片,提出问题:在这些场景中,人们是为了增大摩擦力还是减小摩擦力?用到了哪些方法增大或减小摩擦力?
问题引领学生结合生活经验观察图片,思考场景中人们的做法,寻找增大摩擦力和减小摩擦力的方法。学生的思维活动分析如下:
1.思维过程
收集事实:调动头脑存储的生活画面,判断场景实例是为了增大摩擦力还是减小摩擦力,并查询增大或减小摩擦力的方法。
获得信息:分析场景实例,知道人们为了工作或生活的需要,采用相关方法有意识地增大摩擦力或减小摩擦力。
2.思维方法
简单分析:单一场景中的摩擦力大小对人类的作用分析。
综合分析:分析人类在不同场景中对摩擦力的需求,得出人类可根据需要对摩擦力的大小进行创造性改变的结论。
比较:同一场景中摩擦力大小的比较;不同场景中摩擦力大小的比较。
3.思维类型
形象思维:调动头脑中的画面,回忆人类在不同场景中对摩擦力大小的需求。
创造思维:人类在不同的场景中可根据需要对摩擦力的大小进行改变,改变的方法多种多样。
在学生交流人们是为了增大摩擦力还是减小摩擦力,以及用了哪些方法增大或减小摩擦力之后,教师抛出另一个问题:既然有些摩擦力是有害的,那如果消除世界上的摩擦力,想象一下,世界會变成什么样子?在这一过程中,学生对同伴交流的信息进行分析,发表不同的看法,发展了批判思维。同时他们多角度思考世界上如果没有了摩擦力可能变成的样子,发展了发散思维。
总之,思维的发展需以问题为引导,科学教师要根据教学内容精心设计各个教学活动,特别是引发学生思考的问题,引领他们动手做、动眼看、动耳听、动口说、动脑思,只有这样才能理好地促进学生思维的全面发展。