科學(xué)探究問題情境的創(chuàng)設(shè)研究與實踐

1問題情境與物理教學(xué)

心理學(xué)家贊可夫說：“教學(xué)法一旦觸及到學(xué)生的情緒和意志領(lǐng)域、觸及到學(xué)生的精神需要，這種教學(xué)法就能發(fā)揮高度的有效作用。”心理學(xué)研究表明：當(dāng)學(xué)生置身于生動教學(xué)情境時，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)需要。課堂教學(xué)的實踐也表明：只有當(dāng)學(xué)生被設(shè)計的課堂情境所感染，或思維進(jìn)入預(yù)定的問題情境之中時，才能取得預(yù)期的效果。學(xué)生在愉快的心情下學(xué)習(xí)，注意力集中，思維活躍，接受信息快。

根據(jù)認(rèn)知理論，物理教學(xué)的過程應(yīng)該是以不斷地提出問題并解決問題的方式來獲取新知識的過程。在物理教學(xué)中，通過不斷創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生的探求精神；通過創(chuàng)設(shè)成功的情境，使學(xué)生感受到獲得成功的喜悅，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同時，創(chuàng)設(shè)問題情境可以把抽象的問題具體化，深奧的道理形象化，枯燥的知識趣味化，從而激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的欲望和探究問題的熱情，為學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和探究問題創(chuàng)造條件。因此，在新的課程標(biāo)準(zhǔn)下，問題情境有其更廣闊的天地，創(chuàng)設(shè)成功的問題情境可以使新課標(biāo)的三維目標(biāo)知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀達(dá)到和諧的統(tǒng)一。

2創(chuàng)設(shè)問題情境的方法

創(chuàng)設(shè)問題情境是把學(xué)生置身于研究新的未知的問題氣氛中，提出有一定難度的問題，使學(xué)生既感到熟悉又不能單純利用已有的知識和習(xí)慣的方法去解決。問題情境的創(chuàng)設(shè)主要是通過恰當(dāng)?shù)那榫常岢鰡栴}，使教學(xué)內(nèi)容具有新奇性，從而，使學(xué)生產(chǎn)生好奇心和求知欲，激發(fā)學(xué)生的探求動機(jī)和興趣。

1）通過讀新聞、講故事，創(chuàng)設(shè)問題情境。新聞、故事往往蘊(yùn)含著豐富的物理知識。新聞?wù)鎸崱⒐适律鷦樱腥玖?qiáng)，在課堂上通過讀新聞、講故事的形式創(chuàng)設(shè)問題情境，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生積極思考、探究熱情。

例1探究流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。《東南快報》報道：2007年4月22日，一群鐵路施工人員在廣深線東莞火車站附近的股道旁施工時，一列由深圳開往廣州的火車高速駛過，強(qiáng)大的氣流將來不及跑開的工人掀起，致使2人當(dāng)場死亡，4人受傷。學(xué)生聽了很震驚，人為什么會被氣流掀起、“吸”進(jìn)鐵道？流體的壓強(qiáng)與流速有什么關(guān)系呢？

例2探究物體的浮沉條件。講述“死海不死”的故事。在學(xué)生驚奇之余提問：人在死海里為什么總是浮在水面上？浮在水面上的條件是什么呢？由此，引入物體浮沉條件的探究教學(xué)；

2）利用實驗，創(chuàng)設(shè)問題情境。物理是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，通過創(chuàng)設(shè)一些新穎、有趣的實驗，引導(dǎo)學(xué)生觀察，能有效激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，刺激學(xué)生感官，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。利用實驗創(chuàng)設(shè)問題情境，有利于引導(dǎo)學(xué)生通過對實驗的觀察、研究和分析去思考問題、探索問題，從而揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)、探究物理現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律。

例3探究凸透鏡成像的規(guī)律。探究凸透鏡成像的規(guī)律是教學(xué)的難點，在教學(xué)時，通過實驗創(chuàng)設(shè)情境，把一個較復(fù)雜的問題科學(xué)分成幾個小問題，這些問題相互聯(lián)系，層層遞進(jìn)，分別探究，然后，把探究的結(jié)果有機(jī)整合，形成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)。教學(xué)設(shè)計如下：

學(xué)生實驗：透過凸透鏡靠近課本看字和看遠(yuǎn)處的物體。

教師：看到什么現(xiàn)象？

學(xué)生：看課本的字變大（放大），而且正立；遠(yuǎn)處的物體變小（縮小），而且倒立。

教師：凸透鏡靠近課本看字和看遠(yuǎn)處的物體時，課本到透鏡的距離（物距）和遠(yuǎn)處物體到凸透鏡的距離有什么關(guān)系？凸透鏡成正立和倒立的像與什么因素有關(guān)？

教師：凸透鏡在什么情況下，成正立的像？什么情況下成倒立的像？正立、倒立的像都能呈現(xiàn)在光屏上嗎？引導(dǎo)學(xué)生探究得出結(jié)論。

學(xué)生實驗：改變物距，觀察像的大小變化。學(xué)生會發(fā)現(xiàn)，隨著物距的改變，像的大小發(fā)生了改變。

教師：成正立的像，像都是放大的嗎？成倒立的像時，什么情況下，像是等大的？什么情況下，像是放大的？什么情況下，像是縮小的？引導(dǎo)學(xué)生探究，總結(jié)出凸透鏡成像的規(guī)律。

例4浮力。浮力的教學(xué)是初中物理教學(xué)的一個難點。來自生活中的經(jīng)驗往往成為學(xué)生思維的障礙，學(xué)生常誤認(rèn)為浮力跟物體的質(zhì)量、體積、密度有關(guān)，跟物體浸入液體中的深度，跟物體空實心以及物體形狀有關(guān)等等。為了使學(xué)生建立正確的概念，基于初中生的心理特征，通過多媒體引入海底世界的精彩片段，提出問題，為什么有時候浮力大到可以托起一艘萬噸巨輪，而有時候又小到托不起一片薄薄的鐵片？一艘船從海里駛向河里，浮力有什么變化？浮力的大小究竟跟哪些因素有關(guān)？接著演示如下實驗：在盛有一定比重鹽水的燒杯中，放進(jìn)一個木塊，木塊便浮于水面；放進(jìn)一塊石子，石子便沉入水里。放進(jìn)一個雞蛋，雞蛋則懸浮在鹽水中。再將此蛋放進(jìn)清水里，則見蛋下沉；放進(jìn)濃度更大的鹽水里，則見蛋浮在水面上。看到這么奇怪的現(xiàn)象，學(xué)生一定會被吸引住，激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，他們心里就會產(chǎn)生疑問：為什么在同一種液體里放進(jìn)不同的物體，木塊會漂浮，石子會下沉，而雞蛋卻會懸浮？為什么同一個物體放進(jìn)不同的液體里，浮沉的情況也會不一樣的呢？這時教師因勢利導(dǎo)引出“物體的浮沉條件”這一新課。正是這樣一層一層的循序漸進(jìn)，學(xué)生在實驗中得到了答案，更重要的是在實驗中提高了探究能力從而使物理的實驗教學(xué)得到了升華；

3）聯(lián)系社會生活，創(chuàng)設(shè)問題情境。利用學(xué)生身邊熟悉的生產(chǎn)、生活情境，創(chuàng)設(shè)問題情境，容易激發(fā)學(xué)生的愉悅心情，觸發(fā)學(xué)生的情感和求知欲，更能提高學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣和探究熱情，提高他們學(xué)習(xí)的積極性和主動性。真正體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念。

例5探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)？ 列舉社會生活中有關(guān)壓力作用效果（壓強(qiáng)）的實例：書包帶為什么要做得寬大？華表的底座為什么要做得很寬？菜刀的刀刃磨鋒利，切菜就容易？圖釘尖要做得很尖？這一系列現(xiàn)實性的問題，從生活實際出發(fā)，極易引發(fā)學(xué)生的關(guān)注和思考，提高學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣。這些問題都與壓力的作用效果有關(guān)，壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)呢？很自然地把學(xué)生的注意力吸引到要探究的問題上，同時，還能引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心社會，了解物理在社會發(fā)展和人類活動中的重要作用；

4）運(yùn)用逆向思維方式，創(chuàng)設(shè)問題情境。逆向思維是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)，許多科學(xué)家的科學(xué)發(fā)明都是從逆向思維開始的。引導(dǎo)學(xué)生逆向思維不但可以教給學(xué)生質(zhì)疑思維的方法，還培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。運(yùn)用逆向思維方式，可以有效地創(chuàng)設(shè)富有啟發(fā)性的問題情境，激發(fā)學(xué)生的探究熱情。

例6探究怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流？奧斯特實驗表明通電導(dǎo)體周圍存在磁場，電能生磁。引導(dǎo)學(xué)生逆向思考：磁能否生電呢？怎樣才能使磁生電呢？

5）利用信息技術(shù)和多媒體，創(chuàng)設(shè)問題情境。 多媒體集文字、圖形、圖像、聲音、動畫、影視等各種信息傳輸手段于一體，具有很強(qiáng)的真實感和表現(xiàn)力，可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。對于一些抽象、不可見、難理解、難解釋的概念、原理，利用信息技術(shù)和多媒體創(chuàng)設(shè)問題情境，可以吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。

例7探究聲音是怎樣產(chǎn)生的？利用多媒體播放自然界、樂器發(fā)出的各種各樣的聲音，把學(xué)生引入聲音的世界。然后，提出：聲音是怎樣產(chǎn)生的呢？學(xué)生的注意力很容易集中到所要探究的問題上，并認(rèn)真探究。

例8探究磁極間的相互作用。在探究磁極間的相互作用時，利用多媒體播放磁懸浮列車的行使讓學(xué)生觀看，然后，提出問題，磁懸浮列車為什么能浮在鐵軌上？其工作原理是什么？引發(fā)學(xué)生思考。

例9 動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。“蹦極”是一種新興的娛樂活動，大部分學(xué)生沒有體驗過，也沒有看到過，但對學(xué)生有很強(qiáng)的吸引力。在探究動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化時，利用多媒體播放“蹦極”運(yùn)動讓學(xué)生觀看，在這樣的情境創(chuàng)設(shè)基礎(chǔ)上，提出問題，在“蹦極”的過程中，動能和勢能是如何相互轉(zhuǎn)化的？學(xué)生的注意力很快就集中到所要討論的問題上。

3創(chuàng)設(shè)問題情境應(yīng)注意的幾個問題

1）目的要明確。教師創(chuàng)設(shè)的問題情境必須要有明確的目的，必須圍繞本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)任務(wù)來進(jìn)行；

2）形式要新穎。教師創(chuàng)設(shè)的問題情境的表現(xiàn)形式必須要新穎、奇特、生動，對學(xué)生能產(chǎn)生吸引力，能激起學(xué)生對此事的關(guān)注和興趣；

3）難度適中。創(chuàng)設(shè)的問題情境所產(chǎn)生的問題要適合學(xué)生的實際水平，能造成一定的認(rèn)知沖突，保證大多數(shù)學(xué)生在課堂上處于積極的思維狀態(tài)；

4）方法要靈活。由于實際生活中的情境往往綜合了許多因素，比較復(fù)雜，如果教師讓其原封不動地展現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生定會受到知識水平、能力、時空的限制，解決起來很費(fèi)時。因此，教師要靈活地處理，對現(xiàn)實情景中的有些因素進(jìn)行提煉，刪去多余和無關(guān)緊要的東西，增添表達(dá)的內(nèi)容，使學(xué)生在活動中很快地進(jìn)入狀態(tài)，直奔主題，為教學(xué)服務(wù)。

總之，教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授，而在于激勵、喚醒和鼓舞學(xué)生的心靈。在科學(xué)探究課堂教學(xué)中，教師應(yīng)認(rèn)真分析教材和課程標(biāo)準(zhǔn)，努力創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生探究的興趣和熱情，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。