基于“問題”的探究性教學策略

摘要:基于問題的學習對探究教學的指導作用體現在:設計探究性問題,把握探究教學的起點;以情景和思維導向圖為誘導,調整探究活動的水平和方向;利用元認知提問,促進深入探究;把握探究教學的基本模型。

關鍵詞:問題;探究教學;策略

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2009)7(S)-0067-3

在國外當前構建主義教育改革的浪潮中,以問題為基礎來展開學習似乎已經成為人們的一條基本改革思路。這一思路在《基于問題的學習——讓學習變更輕松而有趣》一書中得到集中體現。此書從不同的角度對基于問題的學習(Problem-Based Learning,簡稱PBL)作了較為全面的介紹,具體體現在PBL學習的定義、理論基礎、模型、設計、實施以及評估等方面。問題學習模式的典型教學過程是:學生以小組為單位,開始解決一個實際問題;為了解決問題,學生往往需要獲得一些必要的專業知識,即所謂的學習議題,學生分頭查找資料獲取知識,然后交流所獲得的知識,并討論如何利用所獲得的知識來促進問題解決;如果在討論的過程中,小組發現還需要研究另外一些新的學習議題,學生們仍就需要反復循環地產生學習議題、分頭查找資料、小組交流并討論問題如何處理,直到問題得到解決;問題解決后,學生們還需要對自己的學習過程進行自我反思和評價,總結所獲得的知識和思維技能。這種教學模式有助于學生打下堅實的知識基礎,發展解決實際問題、批判性思維和創造性思維能力、發展合作能力與自主學習能力。

新課程要求學習方式的轉變,就是要求轉變單一的被動接受式學習,把學習過程之中的發現、探究等認識活動凸顯出現,使學習過程成為學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程。發現學習、探究學習、研究性學習是從不同的角度提出來的,相對于接受性學習,它們在適用范圍和學習層次上有一定的區別,但在本質上都是一樣的,它們的本質特征主要表現在(為了敘述方便我們把三種學習統稱為發現性學習)以下三個方面。第一,問題性,問題是發現性學習的起點和主線,也是發現性學習的歸宿;第二,過程性,發現性學習強調過程,強調學生探索新知的經歷和獲得新知的體驗;第三,開放性,開放性體現在目標的開放性、過程的開放性和評價的開放性。基于問題的學習和探究學習的相通性體現在以下方面:注重讓學生獲得自主參與和積極探索的體驗,重視提高學生發現問題與解決問題的能力、強調在學習過程中學會分享與合作、重視學生科學態度和創新精神的培養、重視學生個性發展。可以說,探究學習是以問題為基礎的學習。本文以PBL學習理論為基礎,試圖創造出教師易學好用的探究教學策略,深入研究探究性教學的本質,研究探究性教學理論在實踐中的運用。

1 設計探究性問題,把握探究教學的起點

基于問題的學習是把學習置于復雜的、有意義的、真實的問題情境中,通過讓學生合作解決真實的問題來學習隱含于問題背后的科學知識,形成解決問題的技能,并發展自主學習能力的一種新的教學模式。

復雜的、有意義的、真實的物理問題即“原始物理問題”。原始物理問題具有探究性,是因為它能引導學生進行更深入和更高層次的思考,促進學生深入探究重要的知識以及它們之間的聯系,能引起學生思考問題,它建立在學生已有的知識和觀念的基礎上,促進學生將已有概念、知識和技能與探究過程聯系起來。能鼓勵學生參與到探究活動中來,因而原始物理問題具有開放性。如對“視覺暫留與頻閃效應”的教學,可設置這樣一個問題:在有日光燈的房間里開、關電風扇時,其扇葉看起來有時是靜止,有時是正向轉動或反向轉動的。如何來解釋這一現象?通過呈現這一問題情景,并把它作為探究學習的組織中心,從而達到這樣的教學目標:夯實學生的基礎知識,發展高層次思維能力、自主學習能力以及合作能力。當然,教科書中的問題與習題并非沒有探究價值,探究性問題的本質在于問題的開放性,在于能夠拓展學生探究的空間。只要不改變其本質,善于改變看問題的角度及對它們進行變換式處理,也可使之變為有探究性的問題。

問題是探究性學習的起點。因此,教學中應善于創設問題情景,只要把握問題情景的特征:結構不良并且雜亂;總是隨著新信息的加入而發生變化;沒有一個固定的解決模式;沒有惟一的正確答案,可通過各種形式創設問題情景,如差異性實驗,生活事件與經驗,科學模擬研究等等。

2 以情景和思維導向圖為誘導,調整探究活動的方向與水平

新課程教學要求教師正確把握預設與生成的關系。因問題情景的開放性以及在此基礎上進行的探究性學習的開放性特點,與時空的有限性及學習目標與任務的確定性之間必然存在一定的“不和諧”因素。為使探究學習活動有一定的指向,對探究過程進行準確定位,要求教師在課前對預設問題以及課堂上隨時生成的問題預先進行探究,并在此基礎上系統整理和設計這些內容,讓學生掌握正確的和完全的導向系統,并以此調整探究活動的方向與水平。情景與思維導向圖就是引導探究學習活動方向的兩個典型要素。

創設恰當的問題情景能引導探究活動的方向。如在圖1與圖2的情景中,分別提出這樣兩個問題:(1)在圖1的實驗裝置中,用你的手將盛滿水的玻璃燒杯中的泡沫塑料塊慢慢地按下去,你將觀察到什么現象和有什么感受?這個問題情景是誘導學生將觀察到的現象——溢出水的多少與手感受到的浮力的大小建立定性的聯系,從而使學生沿著F浮是否等于G排的方向進行探究。(2)在圖2的實驗裝置中,兩個物體在空氣中稱量時,讀數相同,當兩個物體浸入液體中時,觀察彈簧測量計讀數的變化與所看到的情景,猜測浮力的大小可能與哪些因素有關?實驗證明,此時學生提出的因素是眾多的,表述中包含有關與無關的因素,這個問題情景不但誘發了另一個探究的方向,同時也提高了探究的水平。

在PBL設計中面對復雜的問題時,畫圖是一個非常有效的手段。

“思維導圖”是指用文字、符號、圖畫等載體把自己的思想畫出來,探究學習中,以思維導圖為手段,可用以指導學生的探究步驟和探究內容。利用思維導圖,詳細標明探究的起點、目標、探究過程經過的中間環節以及如何達到探究的目標,從而對學生的探究過程進行準確定位,決定下一步探究的方向和選擇引導的策略,而不至于在探究過程中過于隨意而偏離教學目標。我們可以參考圖3所示的思維導向圖。

3 利用元認知提問,促進深入探究

“元認知提問”是為了激發認知活動而使用的提問。它與認知提問的差別主要在于認知提問離具體問題較近甚至有時直接就具體問題進行提問,而元認知提問則離具體問題較遠。在認知層面,學生進行計算、閱讀、觀察和理解信息。元認知層面促使學生監控自己的思考過程和選用合適的策略,對認識的認知涉及個人對問題本質的理解,對自己認識局限性的認知和確信自己知道的認知。圖4是思維與提問的三個水平。

圖4中的水平二和水平三的提問即本文所提及的“元認知提問”。元認知提問在探究性教學中的作用體現在,它既是引導認知活動的路標,又是促進探究深入的動力。探究學習過程中的每一環節都離不開元認知的指引和發動。目標導向的過程是運用元認知確定探究目標和選擇認知策略的過程,探究展開的過程是元認知調節、監控探究方向并促進探究前進的過程,反思總結過程則是運用元認知檢驗探究成功得失的過程。以圖4中的水平二和水平三為基礎,可演繹出如下具體問題:你是怎樣想的?你的目標是什么?遇到了什么問題?和你曾經碰到的哪個問題有聯系?你這樣做離目標越來越近還是相反呢?以這些問題為導向,可探究出像電風扇扇葉運動這一原始物理問題的相關結論。

水平一:認知(思維)水平二:元認知(學會思考)水平三:對認識的認知(在結構不良問題中的先天知覺)

教師可能提的問題:你學到了什么?你確定嗎?你覺得最重要的是什么?你覺得這對我們的問題來說意味著什么?你有充分的證據來證明嗎?教師可以提的問題:你覺得你解決問題的策略有沒有需要改變的地方?你認為哪種資源對你的幫助最大?你考慮過使用策略和程序嗎?教師可以提的問題:你是如何知道的?我們能確定哪些東西?有多大的把握?你已經掌握了什么?你覺得哪種策略對解決這個問題最有效?

4 把握探究教學的基本模型

PBL學習活動所包括的環節如圖5所示。

教學活動各個環節的順序都不是死板、不可改變的。學生可以根據自己的情況調整順序,也可以學完后面的某些環節后再重復前面的一些環節。以“用電流表和電壓表測電池的電動勢和內電阻”這個學生實驗為例說明學生的探究活動。事先并不申明課本中的方法,對教材進行重組,把該實驗放到教完“伏安法”測電阻一節內容和完成學生實驗“練習用多用電表測電阻”之后進行。除了課本的實驗電路,學生還分別設計出如下電路,并列出相應的實驗原理式。

兩個電壓表分別用以上各電路連接,可導出電池動勢E,對于求電池內電阻,學生們所用的方法都一樣,即用多用電表測出電壓表內電阻,然后由不同連接方式中的原理式導出內電阻r。

這節實驗課的教學中,教師作為“認知教練”的角色和學生作為一個積極的學習者角色。對于教師,需要不斷地給學生的學習提供各種各樣的支持,從一個控制學生如何學,學什么,向支持、協調學生的角色轉換,訓練學生的思考、質詢能力及元認知能力,這個過程包括許多部分:診斷、指導、提問以及示范,對PBL過程進行調控和在整個活動系列中插入講解與評價。

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(欄目編輯張正嚴)