科學課堂問題有效性的設計策略

摘 要：科學課堂的問題設計有效與否是教學是否有效的根本標志之一，有效的課堂教學是由教師精心設計的問題和學生學習過程中生成的問題串聯而成。分析了科學課堂問題的類型、設計的原則、評價的標準，并將理論和實踐結合探討了科學課堂問題的設計策略。

關鍵詞：課堂問題；有效性；開放性；探究性；創新性

課堂高效是系統教學設計要達到的總體效果。從目前的科學課堂教學現狀來看，主要存在的問題是：課堂無效問題過多，課外無效操練過多，從而導致學習無效，學生學習負擔過重的現狀。

科學課堂的問題設計有效與否是教學是否有效的根本標志之一，有效的課堂教學是由教師精心設計的問題和學生學習過程中生成的問題串聯而成。有效的課堂問題不僅能引導學生積極參與教學活動，啟迪學生思維，而且能促進學生認知結構的進一步發展。在有效問題的引領下，學生在潛移默化中體驗學習科學的情感、態度與價值觀，從而達成提高科學素養的教學總目標。

一、科學課堂問題的類型

問題的類型與分類標準有關，分析問題的類型是為了教師對問題的本質有更深的理解，從而能設計更有效的教學問題。

1.不同提問主體的問題

按提問主體可分為教師提問和學生提問，教學中既要有教師預設的問題，也應有學生在學習中根據教學情境提出的探究學習問題。

2.不同呈現方式的問題

教學過程中對知識的呈現方式不同，可分為回憶性問題、例證性問題、歸納性問題、演繹性問題等。教師在教學中不僅應精心設計歸納性的問題以培養學生的綜合能力，而且更應設計演繹性的問題以培養學生應用知識解決問題的能力。

3.不同思維方式的問題

科學課堂問題應具有開放性、探究性、創新性，因此也可以根據思維方式把問題分為開放性問題、探究性問題、創新性問題等。

4.不同教學過程的問題

科學課堂教學有許多預設問題，但一堂高效、成功的課絕不是所有預設問題的達成，而是來源于教學過程中大量生成性問題的解決。有效利用學生思維的閃光點，充分發揮教學機智，大量生成性問題隨機應變的出現往往是課堂的精彩所在。這是高水平教師區別于普通教師的根本表現之一。

二、科學課堂問題的設計原則、基本特征與評價標準

1.科學課堂問題的設計原則

設計科學課堂問題應從學生實際出發，以課程標準為依據。

（1）問題指向明確，體現針對性；

（2）問題層次清晰，體現全面性；

（3）問題深度恰當，體現創新性；

（4）問題時機適宜，體現生成性。

2.科學課堂問題的基本特征

（1）知識的準確性；

（2）問題的探究性；

（3）問題的開放性；

（4）問題的創新性。

3.科學課堂問題的評價標準

（1）是否符合學生實際認知水平；

（2）是否有利于發展學生思維能力；

（3）是否有利于培養學生的科學素養。

三、科學課堂問題的設計策略

1.設計情境式問題，誘發學生思維的積極性

情境因素對于教學策略的選擇會產生較大的影響。教學問題的起點源于學生熟悉或好奇的情境，有利于充分激發學生思維的積極性。教師所創設的情境不能遠離學生的生活實際，也不能讓學生感覺到虛幻，因為學生的興趣恰恰來源于身邊的困惑。

在浙教版科學八年級上冊第三章第一節“環境對生物行為的影響”教學中引課問題的設計中，分別設計了三種引課情境和問題：

方案一：學生觀察并觸碰含羞草的不同部位，引導學生提出問題：

（1）含羞草為什么受到觸碰后葉片會合攏？

（2）含羞草除了受到觸碰以外，還會受到其他環境因素的影響嗎？

方案二：在透明玻璃杯中裝入泥土，在泥土中放入5條蚯蚓，把杯子的下半部浸入熱水中，觀察蚯蚓行為的變化。引導學生提出問題：

（1）蚯蚓的行為有什么變化？

（2）引起蚯蚓行為變化的環境因素是什么？

方案三：教師夸張地穿羽絨服進入教室（當時上課的室內溫度為20℃左右），學生感到驚奇，為什么老師穿這么多衣服，這與環境溫度不相適應。引導學生提出問題：

（1）我們穿衣服的行為受到環境中什么因素的影響？

（2）除了溫度以外，還有哪些環境因素會影響人的行為？

含羞草、蚯蚓盡管學生比較熟悉，但相對于人來說，還是離學生比較遠，而且有關含羞草提出的問題針對性不強，比較空泛。用蚯蚓引入教學的設計對學生來說比較突兀，不自然。因此，在實際教學中用方案三進行引課教學，并把方案二設計為教學中的一個探究主題。實踐證明，教學中的情境式問題起到了出奇制勝的奇效，最大限度地誘發了學生學習興趣，激發了學生思維的主動性。

2.設計開放性問題，培養學生思維的靈活性

教學設計的過程并非總是線性地、按部就班地有序進行。著名的心理學家吉爾福特指出：“人的創造力主要依靠發散思維，它是創造性思維的主要部分。”發散思維是不依常規，尋求變異，對給出的材料、信息從不同角度，向不同方向，用不同方法或途徑進行分析和解決問題的思維方式。問題的開放性有利于培養學生的發散性思維，因此在科學課堂教學中必須設計開放性問題，以培養學生思維的靈活性。

例如“地球是球體嗎”的教學中問題設計片段：

問題一：哪些證據可以證明地球是球體？

評析：問題具有開放性，有利于思維的發散。

問題二：遠去的帆船船身先消失、桅桿后消失證明地球是球體的證據充分嗎？

評析：在該問題的誘導下，學生回答多種結果出現，只能說明有一定的弧度，有弧度的物體不一定是球體，這證據不能充分說明地球是球體。而且這是對教材設計問題的拓展和挖掘。

問題三：月食現象作為地球是球體的證據充分嗎？你能模擬證明你的結論嗎？

評析：教師們在教學中往往把月食現象作為地球是球體的證明進行教學，而不會從嚴謹的科學態度的角度對問題加以反思。在實際教學中，學生們有了問題二的鋪墊，就對問題三進行了充分的討論。討論認為：月食現象只能證明地球是圓的，但不能證明地球是球體。并利用圓的茶杯蓋逐漸遮住上課用的多媒體的光線，銀幕中出現了模擬的月食現象，反證了圓形物體可以形成圓形的影子，圓形的物體不一定是球體。

問題二和問題三的設計不僅體現了問題的開放性，思維的靈活性，而且更體現了嚴謹的科學態度，求真的科學思想，這就是科學素養的培養。

3.設計探究性問題，發展學生思維的創新性

探究性問題由教師創設問題情境，以問題的發現、探究和解決來激發學生的求知欲、創造欲和主體意識。探究性問題是培養學生思維創新性的一種教學模式。在教學過程中，教師要創設情境啟發和鼓勵學生自己發現并提出問題，經過收集信息資料和深思醞釀，提出設想，發表見解，引發爭論，進行批判性思考和實驗驗證，提高學生獲取信息和解決問題的能力，培養學生的創造性思維。問題是探究式學習的起點，也是探究式學習的一個基本特征。讓學生在科學問題情境中不斷地發現問題、提出問題等探究活動是學生圍繞科學性問題展開的。但探究的問題不一定要完全由學生自己提出來，在課堂教學中，教師設置問題情境，并通過引導優化和集中學生的問題，然后再篩選出那些可能會引發富有成效的探究活動的問題，這與學生提出好的問題同等重要。根據老師提出的問題，學生也完全可以進行有高度探究性的學習活動。因此，教師要善于巧設問題的情境，設計探究性問題，培養學生思維的創新性。

如，在學習了“物質在水中的分散狀況”后，學生了解了溶液和濁液的區別，理解了溶液的組成和特征，也理解了溶解能力的影響因素。在課堂拓展提升教學環節設計了探究性問題：你如何應用所學知識把這堂課中做過實驗的試管清洗干凈？討論實驗方案，并進行清洗操作。該探究性問題是對知識的綜合運用，遠遠比做幾道練習題高效得多，而且不同的清洗方案，有利于培養學生思維的創新性。

如，在學習了“力的作用效果”后，創設情境：手捏空礦泉水瓶，礦泉水瓶發生形變；瓶內裝部分水，手捏后瓶子發生形變，瓶內的水面上升。提出探究性問題：用力捏玻璃瓶，玻璃瓶發生形變嗎？你如何設計實驗進行證明？學生從擠壓礦泉水瓶后，瓶內水面升高的情境中得到啟發，思維遷移，進行討論：瓶內裝一定體積的水，水面是否變化？但變化不明顯不能觀察。如何進行實驗改進可以觀察到形變？在瓶口裝插有細玻璃管的橡皮塞，把形變的液體表面積縮小，把形變放大，玻璃管越細，現象越明顯。這一探究性問題，學生從實驗遷移中得到啟發，創新性地改進了實驗。

又如，在探究浮力大小影響因素時，學生對于排開液體的體積和液體的總體積關系分不清，許多學生總認為排開液體的體積應小于等于液體的總體積。為了理解排開液體的體積可以大于液體的總體積，創設了情境：容積為310 mL的王老吉飲料罐，浸沒于水中后，排開液體的體積多大？（至少310 mL）用量筒量取200 mL水倒入口徑能放入飲料罐的細長的柱形玻璃容器中，能否浸沒飲料罐？V排與V液的關系？進一步提出探究性問題：在這個容器中完全浸沒該飲料罐只需多少水？學生通過探究式問題的探究，不僅深刻理解了V排可以大于V液的關系，而且在創新實驗中體驗了創新的樂趣。

總之，課堂的高效源于問題的有效，問題的有效應符合學生的認知水平，有利于發展學生的思維，有利于培養學生的科學素養。教學中應精心創設源于生活的情境，教師設計或引導學生提出有價值的問題，使課堂教學在有效問題的串聯下達成高效。

（作者單位 浙江省東陽市吳寧二中）