關(guān)于科學(xué)探究中問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)的思考

林一敏　林達(dá)彬

摘要：我國(guó)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》將“科學(xué)探究”列入“課程目標(biāo)”、“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”和“實(shí)施建議”之中。科學(xué)探究既是物理課程的目標(biāo)，又是物理課程的重要內(nèi)容。為使科學(xué)探究過(guò)程有效進(jìn)行，問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)至關(guān)重要。本文主要思考科學(xué)探究活動(dòng)中如何創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究；問(wèn)題情境；創(chuàng)設(shè)研究

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2014）2（S）-0025-3

1 科學(xué)探究中創(chuàng)設(shè)“問(wèn)題情境”的意義

愛(ài)因斯坦認(rèn)為：“發(fā)現(xiàn)一個(gè)有價(jià)值的問(wèn)題比解決一個(gè)問(wèn)題更重要。發(fā)現(xiàn)一個(gè)有價(jià)值的問(wèn)題可能開(kāi)辟一個(gè)新的學(xué)科領(lǐng)域。而解決問(wèn)題只是一些技巧?！笨茖W(xué)探究的開(kāi)端是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題，沒(méi)有問(wèn)題就沒(méi)有探究。所以，在科學(xué)探究教學(xué)活動(dòng)中教師要讓學(xué)生有問(wèn)題可探，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的探究興趣。為使學(xué)生積極主動(dòng)地參與到探究活動(dòng)中去，就要積極為學(xué)生創(chuàng)設(shè)豐富的問(wèn)題情景。所謂問(wèn)題情境就是一種具有一定的困難，需要學(xué)生努力克服（尋找到完成任務(wù)的途徑、方式），而又在學(xué)生能力范圍內(nèi)（努力可克服）的學(xué)習(xí)情境。大量的事實(shí)發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)的愿望總是在一定的情境中產(chǎn)生，問(wèn)題性的情境，常常對(duì)學(xué)生具有強(qiáng)大的吸引力，一個(gè)好的問(wèn)題情境，往往能夠激起學(xué)生強(qiáng)烈的問(wèn)題，發(fā)展其思維能力和創(chuàng)造能力。

創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景。就是要挖掘和創(chuàng)造豐富多彩的學(xué)生科學(xué)探究的原材料，選取學(xué)習(xí)和生活中難易適度的物理問(wèn)題或事物，創(chuàng)設(shè)出對(duì)學(xué)生有意義的問(wèn)題引發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究，激發(fā)學(xué)生積極思維的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，讓學(xué)生保持長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)物理的興趣，并在解決問(wèn)題的過(guò)程中獲得新知識(shí)，領(lǐng)悟?qū)W習(xí)物理的方法。

在科學(xué)探究教學(xué)中，教師要通過(guò)設(shè)立一系列有難度的問(wèn)題活躍學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，從而營(yíng)造一種強(qiáng)烈的課堂求知?dú)夥?。要根?jù)教材內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況，不失時(shí)機(jī)地結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知需要，把握各部分的內(nèi)在聯(lián)系，運(yùn)用綜合、聯(lián)系、分析、比較的方法，捕捉每個(gè)機(jī)會(huì)，提出發(fā)人深思的問(wèn)題去創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境。引導(dǎo)學(xué)生想象、探討，發(fā)展學(xué)生的積極思考。它與問(wèn)題不同，問(wèn)題指的是個(gè)人不能理解的事物與確定的客觀世界的矛盾。問(wèn)題與情境是兩個(gè)不同的概念，但又有聯(lián)系。問(wèn)題情境的產(chǎn)生必須依賴(lài)于問(wèn)題。沒(méi)有了問(wèn)題，學(xué)生也就不會(huì)產(chǎn)生心理困境。因此，問(wèn)題情境應(yīng)該具備三要素：第一，新的、未知的事物（目的），這是產(chǎn)生問(wèn)題情境的核心要素；第二，思維動(dòng)機(jī)（如何達(dá)到），即對(duì)未知事物的需要；第三，學(xué)生的知識(shí)能力水平（察覺(jué)到問(wèn)題），包括學(xué)生的創(chuàng)造能力和學(xué)生已達(dá)到的知識(shí)水平。

2 科學(xué)探究中問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)方法

科學(xué)探究中創(chuàng)設(shè)問(wèn)題的實(shí)際情境，方法是非常多樣的，它可以是一個(gè)探究性的實(shí)驗(yàn)，一個(gè)物理與社會(huì)、生活、生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系的實(shí)踐題，一種直觀形象，一段錄像資料，一個(gè)大膽的科學(xué)設(shè)想，一個(gè)學(xué)生練習(xí)或作業(yè)中的錯(cuò)誤，一個(gè)課本上的疑問(wèn)，一個(gè)學(xué)生思維中的矛盾等等。

2.1 利用生活事件與經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

科學(xué)源于生活，利用學(xué)生熟悉的實(shí)例，聯(lián)系生產(chǎn)和生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，或者他們所關(guān)心的話題提出問(wèn)題，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，可以使學(xué)生感到科學(xué)學(xué)習(xí)的現(xiàn)實(shí)意義，認(rèn)識(shí)到科學(xué)知識(shí)在實(shí)際生活中的作用。因此，也就更容易激發(fā)學(xué)生的好奇心和興趣。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)科學(xué)的現(xiàn)實(shí)意義，使學(xué)生感到學(xué)有所得，學(xué)有所用。這樣容易激發(fā)學(xué)生的愉悅心情，觸發(fā)學(xué)生的情感和求知欲，更能提升學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣。

案例在教學(xué)《摩擦力》一課中探究關(guān)于滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素時(shí)，可以在上課前布置課前思考題：生活中有哪些現(xiàn)象用到滑動(dòng)摩擦力，是如何利用和減小滑動(dòng)摩擦力的？按小組進(jìn)行總結(jié)歸納以便于課上討論和對(duì)比。在課上首先讓學(xué)生把自己觀察到的現(xiàn)象總結(jié)歸類(lèi)：

增大滑動(dòng)摩擦力——如使接觸面更粗糙，接觸面積大，壓力大等等；減小滑動(dòng)摩擦力——如使接觸面更光滑，接觸面積小，壓力小等等。

在學(xué)生討論后利用提供的實(shí)驗(yàn)器材來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證，怎樣選擇實(shí)驗(yàn)器材？怎樣測(cè)量滑動(dòng)摩擦力？最優(yōu)實(shí)驗(yàn)方案是什么？滑動(dòng)摩擦力與正壓力的關(guān)系如何？等等問(wèn)題都可以讓學(xué)生積極探討，然后根據(jù)各組實(shí)驗(yàn)結(jié)論總結(jié)。

平時(shí)教學(xué)中如果能經(jīng)常聯(lián)系學(xué)生熟悉的生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，不僅能充分激發(fā)學(xué)生的興趣，引發(fā)學(xué)生的求知欲望，還可以讓學(xué)生切身感受到科學(xué)就在我們的身邊，從而養(yǎng)成平時(shí)要多觀察、多發(fā)現(xiàn)、多思考的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。

2.2 在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，它對(duì)激發(fā)學(xué)生興趣、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)的學(xué)習(xí)方法均起著重要作用。各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)以其直觀性、形象性為學(xué)生提供了豐富的感性材料，使其充滿(mǎn)著趣味性、思維性、挑戰(zhàn)性、探索性和創(chuàng)造性，能有效激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。因此，充分運(yùn)用教材中的演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)等都可創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景。

案例在《楞次定律》一課教學(xué)中，課堂演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)是必不可少的。首先，要讓學(xué)生感到感應(yīng)電流的方向存在某種規(guī)律。可以提出下列問(wèn)題：①感應(yīng)電流的方向可能與哪些因素有關(guān)？②要記錄哪些數(shù)據(jù)？怎樣設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格？學(xué)生實(shí)驗(yàn)后積累了一些有用的素材，然后再提問(wèn)：①能否用自己的語(yǔ)言總結(jié)一下實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象或規(guī)律？（學(xué)生總是感覺(jué)總結(jié)規(guī)律很難）②如果將感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向標(biāo)出來(lái)，你能否用自己的語(yǔ)言總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果？

學(xué)生在探究過(guò)程中始終面臨未知的問(wèn)題，在教師適當(dāng)?shù)膯?wèn)題情境設(shè)置下，就能在發(fā)現(xiàn)的道路中自由行走，這種學(xué)習(xí)過(guò)程充滿(mǎn)趣味。

2.3 通過(guò)設(shè)疑、猜想創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

設(shè)疑、猜想能使學(xué)生從原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生矛盾，激起思維的欲望。不僅能使學(xué)生在興趣和成功的喜悅中較好地掌握知識(shí)，還能從中發(fā)展思維，逐步形成良好的學(xué)習(xí)方法。

案例在學(xué)習(xí)《閉合電路歐姆定律》這一節(jié)的探究教學(xué)中，教師先做一個(gè)簡(jiǎn)單的演示實(shí)驗(yàn)：外電路斷開(kāi)時(shí)，電壓表直接測(cè)量電源兩端電壓：外電路閉合時(shí)，重新用電壓表測(cè)量電源兩端的電壓，觀察電壓表的讀數(shù)變化。提出問(wèn)題：①電源長(zhǎng)時(shí)間使用或直接短路，本身也要發(fā)熱，原因是什么？（存在內(nèi)阻）②接上外電路后，電源兩端的電壓減少了，減少的電壓到哪里去了呢？請(qǐng)說(shuō)出你的猜想？教師進(jìn)一步利用內(nèi)電壓的特殊電源，驗(yàn)證學(xué)生的猜想，并呈現(xiàn)事實(shí)：電源的內(nèi)外電壓之和與外電路無(wú)關(guān)，由電源的材料決定，反映電源本身的一種特性。再提出問(wèn)題：③猜想電動(dòng)勢(shì)與電源的內(nèi)外電壓之和的關(guān)系？④理論探究你猜想的正確性？

這樣通過(guò)不斷的設(shè)疑、猜想的情景創(chuàng)設(shè)，尋找最近發(fā)展區(qū)，充分利用學(xué)生的已有知識(shí)，尋找新知識(shí)的增長(zhǎng)點(diǎn)，給學(xué)生的合理猜想提供必要的事實(shí)依據(jù)，明確學(xué)習(xí)過(guò)程方向，使探究過(guò)程充滿(mǎn)理性的思考。

2.4 科學(xué)模擬研究創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

學(xué)生學(xué)習(xí)物理與科學(xué)家研究物理是有區(qū)別的。中學(xué)生學(xué)習(xí)物理主要是通過(guò)學(xué)習(xí)前人發(fā)現(xiàn)的物理知識(shí)。來(lái)掌握知識(shí)與技能，學(xué)習(xí)研究的過(guò)程與方法，培養(yǎng)情感態(tài)度與價(jià)值觀。但是，學(xué)習(xí)物理可以采用科學(xué)模擬研究的方法。利用這種模擬物理學(xué)家的研究來(lái)創(chuàng)設(shè)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的情境，可以使學(xué)生以研究者的角色進(jìn)入學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)科學(xué)地看問(wèn)題、想問(wèn)題，逐步了解物理學(xué)的探究過(guò)程和方法。

案例在物理必修模塊1的“活動(dòng)建議”中，提出“通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究質(zhì)量相同、大小不同的物體在空氣中下落的情況，從中了解空氣對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的影響”。在教學(xué)中可以創(chuàng)設(shè)出模擬研究的情境：對(duì)亞里士多德關(guān)于物體下落的觀點(diǎn)進(jìn)行討論，并要求學(xué)生勇于質(zhì)疑，大膽提出研究問(wèn)題。學(xué)生可能會(huì)提出五花八門(mén)的有關(guān)物體下落的問(wèn)題。引導(dǎo)學(xué)生討論并把問(wèn)題歸結(jié)到“物體下落的情況與哪些因素有關(guān)”的研究課題上來(lái)，并引發(fā)學(xué)生對(duì)研究課題解決方法的討論：影響物體下落快慢的因素可能是什么？（可能的因素是空氣、物體質(zhì)量、物體大小、物體的材料、下落的地點(diǎn)……）如何來(lái)研究這種多種因素影響的研究課題？通過(guò)討論，引導(dǎo)學(xué)生利用“控制變量法”，即先把其他變量設(shè)為“恒定”。而研究“質(zhì)量相同、大小不同的物體在空氣中下落的情況”等等。

2.5 利用多媒體技術(shù)，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

多媒體集文字、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)、影視等各種信息傳輸手段于一體，具有很強(qiáng)的真實(shí)感和表現(xiàn)力。特別對(duì)于微觀的、抽象的、不可見(jiàn)的或變化過(guò)程極短的科學(xué)現(xiàn)象，以及學(xué)生缺乏經(jīng)驗(yàn)的生活現(xiàn)象。利用該技術(shù)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境?？梢载S富學(xué)生的感觀刺激，吸引學(xué)生的注意力。激發(fā)學(xué)生的探究興趣。

案例在教學(xué)《萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用》一課中可利用多媒體等現(xiàn)代化手段進(jìn)行模擬教學(xué)，充分發(fā)揮了電教手段的作用，圖文并茂、形象直觀的演示了人造衛(wèi)星發(fā)射、運(yùn)行等過(guò)程，并且在教學(xué)中不斷提出問(wèn)題，使學(xué)生在問(wèn)題中不斷思考。

再如，《核能》的教學(xué)中，如果按照教材平鋪直敘，學(xué)生毫無(wú)興趣，若能精心組織一場(chǎng)有關(guān)原子彈與核能和平利用的影片，待學(xué)生看得正集中時(shí)。暫停放映，這時(shí)學(xué)生內(nèi)心必然產(chǎn)生原子彈爆炸的巨大能量從何而來(lái)的疑問(wèn)，進(jìn)而產(chǎn)生學(xué)習(xí)核能知識(shí)的驅(qū)動(dòng)力。

2.6 課外延伸，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

在具體教學(xué)過(guò)程中，教師可以把課內(nèi)知識(shí)的應(yīng)用適當(dāng)延伸，設(shè)置一些要既有難度又有梯度的問(wèn)題情景，以激發(fā)學(xué)生用所學(xué)知識(shí)探索新問(wèn)題的興趣。

案例在學(xué)完《單擺》一節(jié)后，給學(xué)生設(shè)計(jì)如下一課題讓學(xué)生思考：給定一段足夠長(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的細(xì)線、小鐵球和一塊秒表，請(qǐng)學(xué)生測(cè)定課桌的面積。主要方法：分別以課桌的長(zhǎng)（a）、寬（b）作為擺長(zhǎng)，系住小鐵球使其在豎直平面內(nèi)作小角度（<10°）的擺動(dòng)（簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)），測(cè)出兩個(gè)單擺的周期T1和T2，利用單擺的周期公式求出A和6，進(jìn)一步計(jì)算出課桌面積。

綜上所述，精心創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景?？梢愿玫臑閷W(xué)生提供良好的暗示或啟迪。這不僅有利于直接提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)習(xí)活動(dòng)成為學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行的、快樂(lè)的事，而且不會(huì)使科學(xué)探究停留在表面。學(xué)生在具體的問(wèn)題情景引導(dǎo)下進(jìn)行有意義的探究活動(dòng)，可以改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)能力。

3 科學(xué)探究中問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)的注意點(diǎn)

3.1 “度”的把握

每一堂好的探究活動(dòng)課都有相似的地方，即教師在一些關(guān)鍵點(diǎn)的問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)非常精彩，這堂課里面的問(wèn)題能夠充分地激發(fā)學(xué)生的思考，學(xué)生非常有興趣地針對(duì)這些問(wèn)題來(lái)展開(kāi)討論，課堂氣氛熱烈融洽。因此，問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)的“度”的把握非常重要。任務(wù)的難度是形成問(wèn)題情境的重要因素之一。只有那些與學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”相適應(yīng)的問(wèn)題情境，才具有強(qiáng)大的吸引力。才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。任務(wù)的難度是形成問(wèn)題情境的重要因素之一。不需經(jīng)過(guò)努力就能完成的任務(wù)，或經(jīng)過(guò)再大努力也不能完成的任務(wù)，都不能引起學(xué)生的興趣。只有那些“半生不熟”、“似懂非懂”、“似會(huì)非會(huì)”的內(nèi)容。才能引起學(xué)生的興趣并迫切希望掌握。所以，問(wèn)題情境的形成表明了學(xué)習(xí)任務(wù)與學(xué)生物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)之間的一種特定關(guān)系——既適應(yīng)又不適應(yīng)。完全適應(yīng)或完全不適應(yīng)的狀態(tài)都不能構(gòu)成問(wèn)題情境。

3.2 應(yīng)遵循的幾個(gè)原則

（1）探索性原則

教師從激發(fā)學(xué)生探求欲望的目的出發(fā)，根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)、能力，把要傳授的知識(shí)信息，精心組織在一些引人興奮、使人疑惑的關(guān)鍵處，重要的信息就隱藏在這些“疑問(wèn)”中，讓學(xué)生在好奇心驅(qū)使下，嘗試展開(kāi)“疑問(wèn)”，親自探索來(lái)獲取信息。

（2）趣味性原則

探究教學(xué)以發(fā)揮學(xué)生主體作用為特征。學(xué)生有一種天生的好奇傾向，喜歡探究問(wèn)題，當(dāng)好奇心得到滿(mǎn)足，就有了成就感。因此，探究?jī)?nèi)容必須能充分激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)機(jī)和探究的欲望。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，選擇源于學(xué)生生活的、超越常規(guī)但又在情理之中的、有一定難度和挑戰(zhàn)性的內(nèi)容，有益于激起學(xué)生的探究興趣。

（3）可操作性原則

課堂探究希望有結(jié)果，因此應(yīng)該選擇通過(guò)有步驟的探究活動(dòng)可以得到答案的問(wèn)題。

3.3 師生關(guān)系的“轉(zhuǎn)型”

在問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)及教學(xué)中，教師的角色要發(fā)生根本的轉(zhuǎn)型。教師要從知識(shí)的傳授者和占有者，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者、合作者和學(xué)習(xí)者。這就要求改變教師單純傳遞知識(shí)的教學(xué)做法，而轉(zhuǎn)變?yōu)榧?lì)學(xué)生思考，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，解決問(wèn)題。教學(xué)要真正讓學(xué)生具有話語(yǔ)權(quán)，教師要學(xué)會(huì)“沉默”，少教授，多平等地參與。在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)及教學(xué)中。學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位并不意味著對(duì)教師作用的否定。教師要花時(shí)間與精力進(jìn)行發(fā)現(xiàn)問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)及對(duì)教學(xué)的富有創(chuàng)造性的組織和管理。同時(shí)教師也成了一名學(xué)習(xí)者，因?yàn)閷W(xué)生發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和提出的問(wèn)題及其解決，可能與教師的認(rèn)知或預(yù)計(jì)相沖突。很多情況下，教師要在學(xué)生面前坦率地承認(rèn)自己的不足。與學(xué)生共同研討和思考。在這一教學(xué)過(guò)程中，教師本身也是不斷充實(shí)、豐富、完善自己的過(guò)程。參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[S].北京：人民教育出版社.2003.

[2]靳玉樂(lè).探究教學(xué)論[M].重慶：西南師范大學(xué)出版社，2001.

（欄目編輯 劉榮）