優(yōu)化初中科學(xué)問題教學(xué)

徐文芝

問題教學(xué)的基礎(chǔ)是有效的問題及其情景的設(shè)計，關(guān)鍵是把握好拋出問題及其情景的時機。本文結(jié)合教學(xué)實踐，闡述了優(yōu)化初中科學(xué)課程問題教學(xué)的有關(guān)事項。

問題是思維的開端、學(xué)習(xí)的起點，從發(fā)現(xiàn)問題到提出問題直至解決問題，是學(xué)生個體或群體積極主動開展思維探索活動的過程，也是學(xué)生主動探究的過程。初中科學(xué)課程教學(xué)應(yīng)該以真實事例或問題為基礎(chǔ)，激發(fā)學(xué)生思維，形成發(fā)現(xiàn)問題和有效解決問題的強大內(nèi)驅(qū)力，進而在不斷地“發(fā)現(xiàn)問題—提出問題—解決問題”中豐富知識信息量，發(fā)展各種思維能力，養(yǎng)成積極主動的探究精神。

1 問題及其情景的主要類型

1.1 認知沖突式的“問題”

認知沖突是指在智能發(fā)展過程中原有概念（或認知結(jié)構(gòu)）與現(xiàn)實情境不符時，在心理上產(chǎn)生的沖突現(xiàn)象。教師在課堂中創(chuàng)設(shè)一定的“認知沖突”是必需的，因為那是激發(fā)學(xué)生思維浪花的有效手段；課堂中學(xué)生生成的“認知沖突”是可貴的，因為那是學(xué)生樸實的思想最真實的暴露，其中蘊含著對問題的思考。教師要憑借其教學(xué)機智，適時地創(chuàng)設(shè)認知沖突，并合理利用學(xué)生生成的認知沖突，向深處挖掘，課堂教學(xué)才會因此而精彩。

例如，在大氣壓強的存在教學(xué)中，筆者先拿出1個雞蛋，當(dāng)著學(xué)生的面扎了1個小孔，問學(xué)生：“老師將小孔朝下會看到什么現(xiàn)象？”學(xué)生都大聲回答：“雞蛋清會流出來，因為受到重力的作用。”接著筆者把孔朝下，蛋清并沒有像學(xué)生說的那樣流下來，學(xué)生一臉的愕然，展開了激烈的爭論：“不是受到重力作用物體會下落嗎？是什么原因?qū)е碌扒鍥]有流下來？”緊接著筆者又在蛋的另一端再扎了一個同樣的小孔，再把它朝下，蛋清就流了下來！學(xué)生非常驚訝，剛才流不下來現(xiàn)在為什么又流下來呢？接著筆者又做了“覆杯實驗”，當(dāng)然也是先讓學(xué)生猜現(xiàn)象，結(jié)果證明薄塑料片沒有落下。筆者讓杯中進入少量的空氣（學(xué)生看到里面有氣泡），再將杯了倒過來，塑料片掉下，水就流了下來。通過這樣的對比實驗引發(fā)學(xué)生的認知沖突，使學(xué)生的探究熱情大增，產(chǎn)生強烈的學(xué)習(xí)動力。

1.2 陷阱式的“問題”

陷阱原指表面覆蓋偽裝的坑穴，比喻害人的圈套。陷阱式的“問題”指教學(xué)中故意設(shè)置一個陷阱，讓學(xué)生去跳，學(xué)生根據(jù)已有的知識經(jīng)驗，得出一個與原來經(jīng)驗相矛盾的結(jié)論。錯誤是改進建構(gòu)的契機。讓學(xué)生先錯一下，通過誘陷誘出各種謬誤想法，并給予糾正的一種教學(xué)方法，以此來加深對所學(xué)知識的理解。反面設(shè)置問題，在論證中培養(yǎng)學(xué)生思維的批判性；靈活應(yīng)用，設(shè)置懸念，創(chuàng)設(shè)情景，更有助于調(diào)動學(xué)生的積極性；促進學(xué)生生“惑”、好“奇”，從“情理之中”飛到“意料之外”，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識。

例如，在氫氧化鈉化學(xué)性質(zhì)的教學(xué)中，首先學(xué)習(xí)氫氧化鈉與鹽酸的反應(yīng)，當(dāng)把鹽酸滴入氫氧化鈉溶液中時，看不到任何變化，于是提問學(xué)生：“它們有沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？”學(xué)生大聲回答：“不知道！”教師緊接著問：“那能不能想個方法來進行判斷？”學(xué)生馬上想到學(xué)習(xí)酸的時候借助指示劑來判斷物質(zhì)的酸性，就說在氫氧化鈉溶液中先加幾滴無色酚酞，然后再逐漸滴入鹽酸，紅色會逐漸消失。教師按此方法重新實驗確實看到了這個現(xiàn)象，證明了氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。接著在氫氧化鈉溶液中吹入二氧化碳，看不到現(xiàn)象，這時教師問學(xué)生：“兩種物質(zhì)有發(fā)生反應(yīng)嗎？”學(xué)生又提出用上述方法來證明，教師重新演示實驗，可這一次并沒有出現(xiàn)學(xué)生預(yù)期的現(xiàn)象，學(xué)生非常驚訝，一片嘩然，議論紛紛：“酸堿性不是會變化嗎？那怎么辦？”這個“問題”拋出后，激發(fā)了學(xué)生求知的欲望，原先有些沉悶的課堂一下子變得活躍，學(xué)生開始尋找各種方法，設(shè)計實驗來證明氫氧化鈉與二氧化碳發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。

1.3 原型毛坯式的“問題”

毛坯是指材料經(jīng)過初步加工，初步具有基本形狀，還要進一步加工的半成品。這里借用在教學(xué)上，指把一些器材的原型展示給學(xué)生，讓學(xué)生去體驗，并用它定性研究一些現(xiàn)象，但不能定量，要定量研究還要進一步改進。

例如，溫度計的教學(xué)，先介紹溫度的定義，然后引入問題：怎樣比較不同物體的溫度？學(xué)生思考，教師提問：“能不能用桌上的小瓶（內(nèi)有一定量的有色水）和一個小玻璃管（帶塞子）比較桌上兩杯水的溫度，試試看？”拋出這節(jié)課的“問題”。學(xué)生動手用身邊的器材做實驗。把玻璃管插入小瓶，再把小瓶放入液體中就能比較。這是利用了液體的熱脹冷縮原理進行的實驗。然后出示真實的溫度計給學(xué)生看，介紹實際溫度計。介紹實際溫度計的原理、刻度方法和使用規(guī)則等，水到渠成地學(xué)習(xí)了溫度計的相關(guān)知識。

1.4 引領(lǐng)式的“問題”

問題引領(lǐng)就是通過一個一個呈遞進關(guān)系的具體問題，將學(xué)生引導(dǎo)到學(xué)習(xí)目標上來的一種探究式教學(xué)。教師備課時要根據(jù)學(xué)生學(xué)情認真分析，研究學(xué)習(xí)內(nèi)容，預(yù)設(shè)出學(xué)習(xí)過程可能遇到的疑難障礙，可能出現(xiàn)的問題，可能陷入的思維誤區(qū)等，提前做出引領(lǐng)和指導(dǎo)預(yù)案，做到“胸有成竹”。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，尤其在交流過程中會生成很多問題，預(yù)設(shè)充分了，教師的引領(lǐng)才會免于被動，才能激發(fā)學(xué)生的思維，形成師生、生生之間的有效互動。

例如，在影響動能大小因素的教學(xué)中教師向?qū)W生提問“動能有無大小之分？”學(xué)生回答“有”，教師接著問：“你是怎么知道它有大小之分的？”學(xué)生：“通過它對物體做功的多少來反映，對物體能夠做的功越多說明它具有的能越多?！苯處煟骸叭绻屇阍O(shè)計實驗來證明動能大小與速度有關(guān)，你打算用什么方法來反映動能大??？”學(xué)生積極回答：“讓運動的物體去推動另一物體，比較物體被推開的距離?！苯處煟骸叭绾巫龅竭\動的物體速度不同？”在一環(huán)又一環(huán)的問題設(shè)置下，學(xué)生的思維不斷地擴散，難點不知不覺被化解，學(xué)習(xí)興趣不斷在提高。

2 拋出“問題”的時機

2.1 “問題”拋在科學(xué)概念教學(xué)時

科學(xué)概念準確地反映了科學(xué)現(xiàn)象及過程的本質(zhì)屬性，它是在大量的觀察、實驗基礎(chǔ)上獲得的感性認識，通過分析比較、歸納綜合、區(qū)別個別與一般、現(xiàn)象與本質(zhì)，然后把這些現(xiàn)象的共同特征集中起來加以概括而建立的。科學(xué)概念不僅是科學(xué)基礎(chǔ)理論知識的一個重要組成部分，也是學(xué)生通過邏輯推理方法構(gòu)建知識體系的基本元素。學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的過程就是要不斷地建立科學(xué)概念、弄清科學(xué)規(guī)律。如果概念不清，就不可能真正掌握科學(xué)基礎(chǔ)知識，不可能有效構(gòu)建科學(xué)模型，不可能形成清晰的思維過程，因此科學(xué)概念教學(xué)既是一個重點又是一個難點，必須夯實其基礎(chǔ)，這有利于學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)。

例如，光合作用是初中科學(xué)中比較難以理解的概念。光合作用這一概念，實際上包含了光合作用的條件、原料和產(chǎn)物，對初中學(xué)生來說，能將這3個方面有機地聯(lián)系起來，歸納出光合作用的基本過程，就基本上掌握了光合作用的概念。在教學(xué)過程中，先出示普利斯特利實驗，向?qū)W生提問“為什么圖1乙中的小白鼠比甲中的小白鼠活得時間長？”學(xué)生就很自然地回答：“因為乙中有植物?！薄澳菫槭裁从兄参锞突畹瞄L，如果里面不放植物，放兩只小白鼠會怎么樣？”學(xué)生：“小白鼠活得時間更短?！边@樣就很自然地讓學(xué)生感受到光合作用的存在，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣很自然地被激發(fā)，然后自然地引導(dǎo)學(xué)生用實驗探究光合作用的條件、原料和產(chǎn)物。通過探究性實驗《綠葉在光下制造淀粉》和3個演示實驗，學(xué)生在實驗及觀察過程中已對有關(guān)的產(chǎn)物和原料等有了較深刻的印象和理解，再引導(dǎo)學(xué)生將這些實驗結(jié)論歸納在一起，找出內(nèi)在聯(lián)系，光合作用概念的學(xué)習(xí)便水到渠成了。

2.2 “問題”拋在學(xué)生易混淆、易出錯時

由于受初中生的認知特點和年齡心理特征的影響，學(xué)生在學(xué)習(xí)中不可避免地會出現(xiàn)對一些科學(xué)原理、規(guī)律的錯誤理解，以及對一些同類科學(xué)原理的混淆。教學(xué)過程中，教師可根據(jù)原有的教學(xué)經(jīng)驗，知道學(xué)生會在哪些科學(xué)原理學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)共同的錯誤，針對這些問題進行解決，可以收到事半功倍的效果。

例如，在《壓力》教學(xué)時，學(xué)生很容易誤認為壓力的大小就是重力的大小，有些甚至認為壓力就是重力。在教學(xué)過程中，教師先給出一瓶洗手液和幾只胡桃，設(shè)計了這樣的問題：“不打開瓶蓋你能把洗手液擠出來嗎？除了敲碎胡桃，你還有什么方法把胡桃壓碎？”此時教室里像炸開了鍋，學(xué)生自覺地展開了積極的討論。提出：“用手擠壓瓶子，用胡桃夾或用手壓碎……”教師接著問：“為什么這些方法可以？”學(xué)生：“因為對它們施加了壓力。”教師：“剛才大家為什么把這個力叫壓力？”學(xué)生：“因為產(chǎn)生了壓的效果?！苯處熅o接著追問：“那這個壓力有什么特點？”然后師生共同分析歸納出壓力的特點?！皵D洗手液、夾胡桃的壓力大小是多少？”學(xué)生不假思索地回答：“這個壓力大小跟手施加的力的大小相等?！边@樣的教學(xué)很直接地讓學(xué)生感知到壓力的產(chǎn)生和大小與重力是無關(guān)的。然后教師又設(shè)置了一個“問題”：“人站在水平面上對水平面有無壓力？如果有，那壓力是多大？”生自然回答：“對水平面有壓力，壓力大小等于重力?！苯處熡纸又鴨枺骸凹偃邕@個人背上系一條安全帶，向上拉著這個人，那這個人對水平面有無壓力？如果有，那壓力有多大？”學(xué)生之間積極展開了討論，最后得出：當(dāng)拉力F1G時，人對水平面沒有壓力。然后再通過列表格比較再次區(qū)分壓力與重力，見表1。

2.3 “問題”拋在科學(xué)原理抽象、難以理解時

教師在教學(xué)過程中可采用一定的方法將抽象的內(nèi)容形象化，微觀的內(nèi)容宏觀化，以便于學(xué)生獲取準確深刻的直觀感知，形成完整的理性認識，這樣可以降低知識點的難度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，優(yōu)化教學(xué)過程，突破教學(xué)難點，取得最佳的教學(xué)效果。

如何理解化學(xué)變化的微觀實質(zhì)？初中學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)的過程中，對于微觀世界的認識是很膚淺的。微觀世界不同于宏觀世界，是人的眼睛無法觀察到的，涉及到微觀領(lǐng)域的問題就需要抽象的思考?；瘜W(xué)變化的實質(zhì)（宏觀上）是有新物質(zhì)生成，這是我們通過實驗可以觀察到的；而微觀上是構(gòu)成物質(zhì)的分子破裂成原子，原子重新組合成新的分子或直接構(gòu)成新的物質(zhì)。微觀上的變化我們是無法觀察到的，在教學(xué)時如何解決這個難題呢？這就要借助于多媒體設(shè)備，將變化過程用形象化的動畫表現(xiàn)出來，以便學(xué)生獲取準確深刻的直觀感知。

如以水（H2O）的分解為例，可以先做一個水電解的實驗，用帶火星的木條來檢驗有氧氣生成，用燃燒法來檢驗有氫氣生成，先驗證了化學(xué)變化的宏觀實質(zhì)。微觀上可以用動畫來模擬，如圖2所示。

學(xué)生在這個模擬微觀的過程中，自然而然地理解了不分解的實質(zhì)。水是由水分子構(gòu)成，水電解的實質(zhì)是水分子分解成氧原子和氫原子，氧原子重新組合成氧分子，氫原子重新組合成氫分子，大量的氧分子聚集成氧氣，大量的氫分子聚集成氫氣。上述過程中，以多媒體實驗為“問題情景”，可以將內(nèi)在的、本質(zhì)的東西展現(xiàn)出來，形象又直觀，有效解決了教學(xué)中因概念抽象而難以理解的問題。

2.4 “問題”拋在“以點帶面”的習(xí)題講解時

初中科學(xué)是一門綜合學(xué)科，包含了物理、化學(xué)、地理、生物4門課程，學(xué)習(xí)過程通常是孤立的，那么在學(xué)習(xí)完科學(xué)內(nèi)容后，如何讓學(xué)生感知學(xué)科的相互滲透，形成整體認識，這是科學(xué)課的一項重要任務(wù)。因此在習(xí)題講解時如果能拋出一個以點到面的“問題”，既使枯燥的習(xí)題課也充滿了吸引力，又提高了課堂教學(xué)的有效性。

如在一節(jié)中考復(fù)習(xí)課中，筆者帶了兩杯液體、密度計、壓強計、雞蛋、海綿、白菜的莖等器材，設(shè)計了一個問題：“這里有兩種液體——飽和食鹽水和蒸餾水，運用學(xué)過的科學(xué)原理，你有哪些方法可以區(qū)分它們？”學(xué)生接受任務(wù)后，展開了熱烈的討論，最后共得出有9種方法（既有物理方法又有化學(xué)、生物方法），如圖3所示。教師讓學(xué)生上臺演示自己的方法，供大家互相學(xué)習(xí)。

由這些方法引伸出密度、壓強、浮力、細胞吸水原理、常見離子鑒定等科學(xué)原理的復(fù)習(xí)。這節(jié)復(fù)習(xí)課學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性很高、求知欲很強。

3 優(yōu)化問題教學(xué)的再思考

科學(xué)教學(xué)中“問題”的激活與開發(fā)應(yīng)用確實能激發(fā)興趣、激活思維、開發(fā)潛能，引發(fā)學(xué)生合理的認知沖突，從而引導(dǎo)學(xué)生主動地探究，實現(xiàn)知識的自主建構(gòu)。但在具體應(yīng)用過程中必須注意以下幾點。

（1）目的性要明確。創(chuàng)設(shè)的問題及其情景僅僅是激疑的手段，而不是最終的目的，問題的設(shè)置應(yīng)緊緊圍繞教學(xué)目標。

（2）創(chuàng)設(shè)的問題及其情景要有綜合性。通過它能夠延伸出所學(xué)內(nèi)容的各個知識點，與書本知識學(xué)習(xí)的認知水平相符合，較好地體現(xiàn)“根在墻內(nèi)，花在墻外”的特點。

（3）創(chuàng)設(shè)的問題及其情景需多樣化。如生活中的實例，經(jīng)典實驗或富有挑戰(zhàn)性的新觀點、新發(fā)現(xiàn)等，要開發(fā)利用各種課程資源。

（4）創(chuàng)設(shè)的問題及其情景，一方面內(nèi)容應(yīng)盡量簡潔，另一方面應(yīng)積極運用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，發(fā)揮最佳效能。