梁立斌
摘 要:一個(gè)具有生命力的、靈動(dòng)的科學(xué)課堂,總是有幾個(gè)“問(wèn)題鏈”做支架,引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念,拓通清晰思路,深入思考問(wèn)題,捕捉生成精彩,感悟科學(xué)本質(zhì),同時(shí)使學(xué)生的思維向更深更廣處拓展,實(shí)現(xiàn)“深度發(fā)展”的預(yù)期教育目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:初中科學(xué)教學(xué);問(wèn)題鏈;高效課堂
“問(wèn)題鏈”就是圍繞教學(xué)總目標(biāo),設(shè)置一系列問(wèn)題,并將系列問(wèn)題與課堂臨時(shí)生成的問(wèn)題進(jìn)行整合,進(jìn)行由淺入深、由此及彼的追問(wèn),以形成嚴(yán)密而有節(jié)奏的高效課堂。如果把教學(xué)目的比作高樓的話,“問(wèn)題鏈”就是登上高樓的梯子。如果教師能搭好這樣的梯子,學(xué)生就會(huì)更上一層樓,眼界將更寬闊,思維將更活躍。一堂課若能搭好幾個(gè)這樣的梯子,學(xué)生的思維就猶如一池春水,蕩漾起一層層漣漪,帶來(lái)一絲絲春意。
一、“問(wèn)題鏈”設(shè)計(jì)的價(jià)值取向
1.指向?qū)W生思維的深度,達(dá)到對(duì)問(wèn)題的深層次理解
“問(wèn)題鏈”引導(dǎo)學(xué)生的思維向更深更廣處發(fā)展。學(xué)生的思維常常因生活實(shí)踐問(wèn)題停留在對(duì)事物表面的認(rèn)識(shí)上,教師的拔高追問(wèn)會(huì)使學(xué)生的思維上升一個(gè)臺(tái)階,攀向思維的新高。教師“問(wèn)題鏈”設(shè)計(jì)的價(jià)值在于引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題,走進(jìn)問(wèn)題的縱深,以達(dá)到對(duì)某個(gè)科學(xué)問(wèn)題的深層次理解。
2.指向?qū)W生的思維過(guò)程,培養(yǎng)解決問(wèn)題的過(guò)程和方法
“問(wèn)題鏈”著眼于學(xué)生思維的還原和外化,有利于教師關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和方法,引領(lǐng)和轉(zhuǎn)化學(xué)生解決問(wèn)題的思維策略。
二、科學(xué)教學(xué)中“問(wèn)題鏈”設(shè)計(jì)的時(shí)機(jī)與方法
初中科學(xué)課堂中,教師設(shè)計(jì)高質(zhì)量的“問(wèn)題鏈”能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和創(chuàng)造精神,能有效地突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)。
1.在前概念轉(zhuǎn)化中設(shè)計(jì)“問(wèn)題鏈”,實(shí)現(xiàn)迷思概念的矯正和重建
學(xué)生不是空著腦袋進(jìn)課堂的,其已有經(jīng)驗(yàn)中與科學(xué)概念相左的前概念(迷思概念)是學(xué)習(xí)中不小的阻力,教師如果事先對(duì)此有所了解,教學(xué)中有的放矢地設(shè)計(jì)“問(wèn)題鏈”,引發(fā)認(rèn)知沖突,巧妙地將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念,不但能大大提高教學(xué)效益,而且也可使學(xué)生因此而感受成功的樂(lè)趣。
如,在浮力教學(xué)中,來(lái)自生活中的經(jīng)驗(yàn)往往成為學(xué)生思維的障礙,學(xué)生誤認(rèn)為沉入水底的物體不受浮力,浮力的大小跟浸入液體中的深度有關(guān),跟物體的質(zhì)量、密度有關(guān)等。為了使學(xué)生建立正確的概念,教學(xué)中結(jié)合隨堂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)“問(wèn)題鏈”:
問(wèn)題一:用彈簧秤掛鐵塊徐徐浸入水中,彈簧秤讀數(shù)如何變化?浮力的大小跟什么有關(guān)?
問(wèn)題二:將鐵塊全部浸沒(méi)在水中,并置于不同深度時(shí),彈簧秤讀數(shù)如何變化?有什么新的發(fā)現(xiàn)?
問(wèn)題三:換用酒精重復(fù)以上實(shí)驗(yàn),彈簧秤讀數(shù)如何變化?浮力的大小又跟什么有關(guān)?
問(wèn)題四:用彈簧秤分別掛起同體積的鐵塊和鉛塊,浸沒(méi)在水中,觀察彈簧秤讀數(shù)如何變化?這說(shuō)明了什么?
問(wèn)題五:現(xiàn)在請(qǐng)你談?wù)剬?duì)浮力有什么新的認(rèn)識(shí)。
設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈如搭建支架,引發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)沖突,從而使原有的迷思概念無(wú)力解決,沖突時(shí),才會(huì)放棄舊的觀念,從而形成新概念。
2.在遇到新問(wèn)題思路不清晰時(shí)設(shè)計(jì)“問(wèn)題鏈”,打通學(xué)生思路形成的途徑
學(xué)生分析問(wèn)題,表達(dá)看法是以自己已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的,既有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)是學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展的起點(diǎn)。限于學(xué)生的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ),當(dāng)學(xué)生遇到新問(wèn)題時(shí),超出“最近發(fā)展區(qū)”,學(xué)生的思路往往不流暢或不清晰,這時(shí)需要設(shè)計(jì)“問(wèn)題鏈”搭建學(xué)生認(rèn)識(shí)的“腳手架”,給學(xué)生以知識(shí)和方法的引導(dǎo),打通學(xué)生思路形成的途徑。
在初中科學(xué)九年級(jí)上冊(cè)第一章“堿的性質(zhì)”一課學(xué)習(xí)中,“CO■與NaOH溶液的反應(yīng)”是其中較為重要的內(nèi)容之一。由于這個(gè)反應(yīng)沒(méi)有可觀察的明顯現(xiàn)象,如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明CO2與NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)呢?教師如果直接提出以上問(wèn)題,課堂上可能出現(xiàn)“冷場(chǎng)”。可以設(shè)計(jì)如下“問(wèn)題鏈”,將學(xué)生思維引向深入。
問(wèn)題一:“在密閉容器中有氣體參與或生成的反應(yīng),反應(yīng)前后容器內(nèi)外有壓強(qiáng)差”,由于這個(gè)反應(yīng)有氣體參與,如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),可以明顯地觀察到氣壓的變化?
(學(xué)生可能設(shè)計(jì):U形管中液面高度的變化,氣球的膨脹程度,礦泉水瓶的變癟等。)
問(wèn)題二:礦泉水瓶的變癟是CO2與NaOH溶液反應(yīng)引起的,還是CO2與NaOH溶液中的水反應(yīng)引起的。如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明?
(對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的追問(wèn),引導(dǎo)學(xué)生想辦法從對(duì)比實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行深入探究。)
問(wèn)題三:這個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)?zāi)艹浞肿C明CO2與NaOH溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)嗎?
(促使學(xué)生認(rèn)識(shí)到發(fā)生化學(xué)變化的本質(zhì)特征是有新物質(zhì)生成,最有效的辦法是驗(yàn)證有無(wú)新物質(zhì)生成。)
問(wèn)題四:如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證有Na2CO3生成?
問(wèn)題五:你對(duì)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的證據(jù)有了哪些新的認(rèn)識(shí)?
引導(dǎo)學(xué)生從不同角度(物理、化學(xué))思考問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生求異、思變、創(chuàng)新思維。
3.在學(xué)生理解不全面、不深入時(shí)設(shè)計(jì)“問(wèn)題鏈”,促進(jìn)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深入而嚴(yán)密的思考
學(xué)生在積極學(xué)習(xí)、認(rèn)真思考時(shí),往往不能進(jìn)一步進(jìn)行全面、深入的思考,使得知識(shí)的學(xué)習(xí)停留在表面,所以教師要有意識(shí)地設(shè)計(jì)“問(wèn)題鏈”,使學(xué)生對(duì)原來(lái)的問(wèn)題進(jìn)行深入而嚴(yán)密的思考。
例如,在探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí),設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法步驟如下:
①取3支試管,編上號(hào),分別加2 ml淀粉溶液。
②將3支試管分別放在37℃溫水、沸水、冰塊中維持5 min。
③向3支試管中加入1 ml唾液溶液搖勻,再在各自溫度中維持5 min。
④在3支試管中分別滴入1滴碘液,觀察現(xiàn)象。
按照課本實(shí)驗(yàn)原理的推測(cè),沸水和冰塊中的試管應(yīng)變藍(lán)色,而37℃的溫水中的試管不變藍(lán)色,如果這樣結(jié)束了,似乎完成了教學(xué)任務(wù),但學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)的理解是不全面的,也是不深刻的,可設(shè)計(jì)以下“問(wèn)題鏈”:
問(wèn)題一:為什么要水浴5 min?(使淀粉溶液、唾液溶液達(dá)到相同溫度,保證體現(xiàn)該溫度下酶的活性。)
問(wèn)題二:能否省略步驟2?如果省略了結(jié)果將會(huì)怎樣?(均不變藍(lán)色,在放入各自溫度的水浴中時(shí),唾液淀粉酶已將淀粉分解了。)
問(wèn)題三:能否省略步驟4,在步驟1中3支試管各滴入一滴碘液,再進(jìn)行步驟2、步驟3的操作,然后會(huì)觀察到怎樣的現(xiàn)象?(可觀察到37℃溫水中的試管藍(lán)色褪去,其他兩支試管均不褪色)
問(wèn)題四:本實(shí)驗(yàn)中哪支試管是對(duì)照組,哪支試管是實(shí)驗(yàn)組?
問(wèn)題五:你對(duì)溫度對(duì)酶的活性的影響,又有什么新的看法?能否畫(huà)出大致的坐標(biāo)圖象?
通過(guò)這樣的問(wèn)題鏈,激發(fā)學(xué)生積極思考,將問(wèn)題指向?qū)W生思維的深處,從而全面深刻地理解問(wèn)題。
4.在發(fā)生意外之處設(shè)計(jì)“問(wèn)題鏈”,促進(jìn)課堂的精彩生成
著名教授葉瀾先生說(shuō)過(guò):“課堂應(yīng)是向未知方向挺進(jìn)的旅程,隨時(shí)都有可能發(fā)現(xiàn)意外的通道和美麗的風(fēng)景。而不是一切都必須遵循固定的路線,而沒(méi)有激情的行程?!痹谡n堂上,經(jīng)常會(huì)發(fā)生意外的事情。其實(shí),這些意外的事件是學(xué)生獨(dú)立思考后靈感的萌發(fā)、瞬間的創(chuàng)造,是張揚(yáng)學(xué)生個(gè)性的最佳途徑。
例如,在教學(xué)“堿的性質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)中,NaOH溶液滴加FeCl3溶液,剛開(kāi)始時(shí)產(chǎn)生紅褐色沉淀,振蕩后沉淀不見(jiàn)了,針對(duì)這一意外問(wèn)題,設(shè)計(jì)如下的“問(wèn)題鏈”:
問(wèn)題一:是誰(shuí)溶解產(chǎn)生了沉淀?(可能是FeCl3溶液中混有酸引起的)
問(wèn)題二:如何證明FeCl3溶液呈酸性?(pH試紙、鋅粒、碳酸鹽等與學(xué)過(guò)的知識(shí)“酸的性質(zhì)”相聯(lián)系)
問(wèn)題三:如果FeCl3溶液中混有鹽酸,那么該溶液中存在哪些離子?寫(xiě)出該溶液與NaOH溶液混合發(fā)生反應(yīng)的相關(guān)化學(xué)方程式。
問(wèn)題四:如果向混有鹽酸的FeCl3溶液中加入NaOH溶液,那么產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量與加入的NaOH溶液的質(zhì)量之間關(guān)系的圖像將是怎樣的。
學(xué)生在以上的意外事件中設(shè)計(jì)的“問(wèn)題鏈”,從宏觀、微觀、符號(hào)、曲線等方面對(duì)物質(zhì)及其變化進(jìn)行了多種感知,從而在學(xué)生的心理上形成了化學(xué)學(xué)習(xí)獨(dú)特的四重表征:宏觀表征、微觀表征、符號(hào)表征、曲線表征,增強(qiáng)了在不同表征間進(jìn)行轉(zhuǎn)化的意識(shí)與能力。
充分利用教學(xué)過(guò)程中的節(jié)外生枝,因勢(shì)利導(dǎo),設(shè)計(jì)“問(wèn)題鏈”,就可以打開(kāi)學(xué)生思維的閘門(mén),課堂呈現(xiàn)出“山重水復(fù)疑無(wú)路,柳暗花明又一村”的教學(xué)景象。
5.在科學(xué)發(fā)展史的教學(xué)中設(shè)計(jì)“問(wèn)題鏈”,讓學(xué)生在體驗(yàn)中感悟科學(xué)本質(zhì)
美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)從“科學(xué)知識(shí)”“科學(xué)探究”和“科學(xué)事業(yè)”三個(gè)方面對(duì)科學(xué)本質(zhì)進(jìn)行闡述:(1)科學(xué)知識(shí)的本質(zhì)——世界是可認(rèn)識(shí)的,科學(xué)知識(shí)是可變的,科學(xué)并不能解決所有問(wèn)題;(2)科學(xué)探究的本質(zhì)——科學(xué)講究證據(jù),科學(xué)是邏輯和想象的結(jié)合體,科學(xué)具有解釋和預(yù)測(cè)的功能,科學(xué)試圖確定和避免偏見(jiàn),科學(xué)反對(duì)權(quán)威;(3)科學(xué)事業(yè)的本質(zhì)——科學(xué)是一種復(fù)雜的社會(huì)活動(dòng),科學(xué)分成專門(mén)領(lǐng)域并在不同情況下進(jìn)行研究,科學(xué)必須考慮倫理的原則,科學(xué)家既作為專家又作為公民參與公眾事務(wù)。
人類對(duì)自然的認(rèn)識(shí),經(jīng)歷了十分曲折漫長(zhǎng)的探究過(guò)程,先是根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和一些觀察事實(shí)提出猜測(cè),后來(lái)有了科學(xué)的方法就努力尋找證據(jù),證實(shí)自己的猜測(cè),有的猜測(cè)很快證明是錯(cuò)誤的,有的猜測(cè)受到當(dāng)時(shí)客觀觀測(cè)條件的限制,被證明是正確的。但隨著科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展,有了更先進(jìn)的儀器和方法,又發(fā)現(xiàn)過(guò)去被證明的結(jié)論是不太精確的,于是又加以修正。
例如:在教學(xué)人類對(duì)地球形狀和大小的認(rèn)識(shí)過(guò)程中設(shè)計(jì)如下“問(wèn)題鏈”:
問(wèn)題一:在遙遠(yuǎn)的古代,人們猜測(cè)大地是一個(gè)無(wú)限延伸的平面,你認(rèn)為當(dāng)時(shí)人們的依據(jù)是什么?
問(wèn)題二:遠(yuǎn)眺帆船,最先看到是桅桿,然后逐漸看到船身,你認(rèn)為地球是平面的嗎?是凹面,還是凸面呢?
問(wèn)題三:麥哲倫環(huán)球航行又說(shuō)明了什么?
問(wèn)題四:17世紀(jì)牛頓根據(jù)經(jīng)典力學(xué)的原理,推斷地球是一個(gè)兩極方向略扁的橢球體,但是大多數(shù)人不相信這個(gè)結(jié)論。這是為什么呢?
問(wèn)題五:運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段,測(cè)量表明:地球赤道平均半徑6378.139千米,兩極平均半徑為6356.755千米,赤道半徑比兩極半徑約長(zhǎng)21千米。這個(gè)測(cè)量是否能證明牛頓的推理?
問(wèn)題六:通過(guò)查閱資料,還有哪些證據(jù)證明地球是球體,這節(jié)課你有哪些收獲?
教師總結(jié):一般來(lái)說(shuō),科學(xué)的認(rèn)識(shí)過(guò)程正是這樣發(fā)展的,即使我們今天認(rèn)為正確的許多科學(xué)結(jié)論,仍然有可能被不斷修正,某些結(jié)論甚至?xí)驗(yàn)樾掳l(fā)現(xiàn)的科學(xué)事實(shí)而被推翻,科學(xué)正是在這個(gè)過(guò)程中不斷進(jìn)步的。
學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)科學(xué)概念和理論的發(fā)展歷程,可以體會(huì)科學(xué)理論的多元性、相對(duì)性和發(fā)展性等本質(zhì)。
一個(gè)具有生命力的靈動(dòng)的科學(xué)課堂,總是有幾個(gè)問(wèn)題鏈作支架,引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念,拓通清晰思路,深入思考問(wèn)題,捕捉生成精彩,感悟科學(xué)本質(zhì),從而形成嚴(yán)密而有節(jié)奏的高效課堂。
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編輯 薄躍華