用“問題”引導(dǎo)科學(xué)探究

葉承華

摘要：探究教學(xué)是指在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生主動(dòng)參與到發(fā)現(xiàn)問題、尋找答案的過程中，以培養(yǎng)學(xué)生探究興趣和解決問題能力為目的的一種教學(xué)活動(dòng)。探究教學(xué)有利于科學(xué)概念的形成，有利于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，有利于學(xué)生掌握科學(xué)的思維方法。在探究教學(xué)時(shí)需要教師給予有效的引導(dǎo)，而教師創(chuàng)設(shè)一系列針對(duì)性強(qiáng)、富有啟發(fā)性的問題，是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的一種有效方法。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}；探究；機(jī)械效率

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2017）02-0128

心理學(xué)研究表明，初中生具備了一定的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S能力，但分析判斷能力還不成熟、自主性還不強(qiáng)。因此，在探究教學(xué)時(shí)，還需教師給予有效的引導(dǎo)。而教師創(chuàng)設(shè)一系列針對(duì)性強(qiáng)、富有啟發(fā)性的問題，是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的一種有效方法。精心預(yù)設(shè)的問題，能讓學(xué)生明確探究目標(biāo)，降低探究難度，促進(jìn)學(xué)生修正探究思路，啟發(fā)學(xué)生深層次地挖掘?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)，從而全面提升他們的探究技能。

一、提出問題，明確探究目標(biāo)

在進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)之前，通常都會(huì)設(shè)置一定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生的科學(xué)探究活動(dòng)也一樣。探究目標(biāo)是探究活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，也是整個(gè)探究活動(dòng)的靈魂和核心。一切科學(xué)探究都始于問題。上課伊始，筆者演示動(dòng)滑輪提升鉤碼實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解其過程有兩個(gè)力做了功，即手拉繩子的力做功和動(dòng)滑輪提升鉤碼的力做功。這兩個(gè)功的大小關(guān)系如何呢？此問題開啟了學(xué)生的思維，直接揭示了本次探究活動(dòng)的目標(biāo)，即研究這兩個(gè)功的大小關(guān)系。整個(gè)探究活動(dòng)均以此為中心展開。

二、用問題鋪設(shè)臺(tái)階，降低探究難度

科學(xué)探究的內(nèi)容有難有易，當(dāng)探究?jī)?nèi)容較為簡(jiǎn)單時(shí)，教師可以放手讓學(xué)生獨(dú)自完成。但對(duì)于有一定難度的科學(xué)探究過程，教師應(yīng)該適當(dāng)?shù)卮钤O(shè)臺(tái)階，降低探究難度，用問題逐步引導(dǎo)學(xué)生跨越思維中的障礙，使學(xué)生逐漸體驗(yàn)到成功的喜悅，從而保持對(duì)科學(xué)探究的濃厚興趣。

學(xué)生猜想了兩功的關(guān)系后，下一個(gè)環(huán)節(jié)就是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，而實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)必須建立在學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)思路清晰認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上。探究手拉繩做的功（設(shè)為W1）與動(dòng)滑輪提升鉤碼做功（設(shè)為W2）的關(guān)系，所涉及的物理量多，選擇的實(shí)驗(yàn)器材也多，基礎(chǔ)扎實(shí)的學(xué)生可以自主完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，但對(duì)于水平中等或中等以下的學(xué)生而言，在課堂有限的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確理清實(shí)驗(yàn)思路難度較大。教師的引導(dǎo)性問題猶如黑暗中的明燈指引學(xué)生探究的方向。

此時(shí)，教師用問題作如下引導(dǎo)：1. 由公式W1=Fs、W2=Gh知：需要測(cè)哪些物理量？2. 要計(jì)算哪些物理量？3. 選擇哪些實(shí)驗(yàn)器材？這三個(gè)問題層層遞進(jìn)，學(xué)生在回答清楚這三個(gè)問題后，就能明確本次探究活動(dòng)的主要任務(wù)：要測(cè)量F、s、G、h四個(gè)物理量；要比較W1與W2的關(guān)系，我們還需要算出這兩個(gè)物理量；最后根據(jù)待測(cè)的物理量選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材。

開始探究前，還要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格。雖然學(xué)生有過設(shè)計(jì)表格的經(jīng)驗(yàn)，但由于本探究活動(dòng)涉及到的物理量偏多，既有測(cè)量的物理量，又有計(jì)算的物理量，其難度可想而知。教師不妨用“估測(cè)上樓功率”的表格設(shè)計(jì)思想來啟發(fā)學(xué)生，本表格要將方框分成幾列？為了避免得出的結(jié)論帶有偶然性，還必須多次測(cè)量。因此，我們還應(yīng)將表格如何加以完善？

三、用問題溫習(xí)舊知，提高探究效率

探究活動(dòng)不僅要求學(xué)生具備必要的基礎(chǔ)知識(shí)，而且還要求學(xué)生具有良好的實(shí)驗(yàn)操作技能。舊知識(shí)的熟練程度以及操作實(shí)驗(yàn)儀器的正確與否直接影響到探究進(jìn)程，影響到探究結(jié)論的科學(xué)性。教師以提問的方式帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)舊知，回憶實(shí)驗(yàn)器材的使用方法，可以讓學(xué)生少走彎路，節(jié)省探究時(shí)間。

彈簧測(cè)力計(jì)是八年級(jí)學(xué)習(xí)過的實(shí)驗(yàn)器材，許多學(xué)生已經(jīng)遺忘了彈簧測(cè)力計(jì)的使用方法和使用中的注意事項(xiàng)，特別是使用前“校零”的細(xì)節(jié)。如果教師在實(shí)驗(yàn)前沒有提醒學(xué)生，有可能部分小組在沒有校零的情況下就開始測(cè)量，就會(huì)在探究中得出錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，也就不能歸納得出正確結(jié)論，這樣就無謂地延長(zhǎng)了探究的時(shí)間。另外，彈簧測(cè)力計(jì)在提升繩子時(shí)，學(xué)生不注意緩慢或勻速豎直向上拉，導(dǎo)致彈簧測(cè)力計(jì)的指針不穩(wěn)定，不能讀出其示數(shù)。學(xué)生感到困惑時(shí)，教師及時(shí)地設(shè)問，怎樣使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定呢？教師演示其使用過程，之后學(xué)生嘗試著緩慢、勻速向上拉，掌握彈簧測(cè)力計(jì)在本探究活動(dòng)中的使用方法。

四、用問題激活思維，優(yōu)化探究細(xì)節(jié)

在探究活動(dòng)中，由于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)背景的差異，他們對(duì)問題的理解常常有不同的看法，這些都折射出每個(gè)學(xué)生不同的知識(shí)水平，心理狀態(tài)和思維能力，教師要認(rèn)識(shí)到這種差異本身就是寶貴的學(xué)習(xí)資源。教師可以根據(jù)學(xué)生的回答，識(shí)別他們的想法，洞察這些想法的由來，同時(shí)通過恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，引發(fā)學(xué)生互相交流和質(zhì)疑，引導(dǎo)學(xué)生豐富、調(diào)整自己的理解，使各自的想法、思路明晰化和外顯化。

如何測(cè)鉤碼上升的高度呢？有部分小組認(rèn)為讓鉤碼從刻度尺零刻度開始往上拉，教師讓該小組學(xué)生操作體驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鉤碼有一定的厚度，不可能從零刻度開始往上拉。從學(xué)生的回答可以看出，他們對(duì)刻度尺的使用方法理解不靈活、不深刻。是否一定要從零刻度開始呢？經(jīng)教師啟發(fā)后，學(xué)生立刻就能糾正剛才的錯(cuò)誤思路。實(shí)際上，刻度尺的任意刻度均可作為起始刻度，不必苛求一定從零刻度開始。

五、用問題點(diǎn)撥數(shù)據(jù)分析，挖掘探究結(jié)果

測(cè)量數(shù)據(jù)包含的信息量大，學(xué)生結(jié)合探究目標(biāo)容易分析出對(duì)應(yīng)的結(jié)論，而其他規(guī)律在數(shù)據(jù)中隱藏較深，若教師不通過問題加以引導(dǎo)，學(xué)生很容易地在大量數(shù)據(jù)面前迷失方向，不能挖掘出更多有價(jià)值的結(jié)論。如果教師精心設(shè)計(jì)問題，就能啟發(fā)學(xué)生的思維，充分發(fā)揮探究活動(dòng)的價(jià)值，從而提高學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，手拉繩做的功大于動(dòng)滑輪提升鉤碼做功。為什么手拉繩做的功大于動(dòng)滑輪提升重物做的功？教師針對(duì)探究結(jié)論提出問題，實(shí)驗(yàn)探究的最終目的這時(shí)才浮現(xiàn)出來：因?yàn)橐朔?dòng)滑輪重與摩擦做功，進(jìn)而引出有用功、額外功、總功及機(jī)械效率的概念。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還隱藏了其他的規(guī)律和結(jié)論，教師可通過問題繼續(xù)引導(dǎo)：機(jī)械效率的值有什么特點(diǎn)？機(jī)械效率與鉤碼重之間是否有某種關(guān)系？結(jié)合數(shù)據(jù)分析易知，幾次實(shí)驗(yàn)探究數(shù)據(jù)均有有用功小于總功，故機(jī)械效率總小于1；對(duì)于同一動(dòng)滑輪或滑輪組而言，所掛鉤碼越重，機(jī)械效率越大。這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所“附帶”的一些規(guī)律，教師要借助問題旁敲側(cè)擊，直到學(xué)生有所發(fā)現(xiàn)。

六、用問題反思探究，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維

學(xué)生探究活動(dòng)的結(jié)束，并不意味著探究教學(xué)的終止。每堂課下課前，教師要會(huì)引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)；同樣，探究活動(dòng)結(jié)束后，教師也要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)整個(gè)探究過程進(jìn)行認(rèn)真的回顧與總結(jié)。為了充分發(fā)揮探究實(shí)驗(yàn)的教育功效，教師可以用問題指導(dǎo)學(xué)生對(duì)探究過程進(jìn)行批判性反思，然后對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行改進(jìn)或者提出更為合理的、有創(chuàng)意的探究方案。例如，在實(shí)驗(yàn)完成后，教師鼓勵(lì)學(xué)生思考：怎樣將刻度尺穩(wěn)定地固定在豎直方向上？在缺少刻度尺的情況下，能否測(cè)出動(dòng)滑輪的機(jī)械效率？改變動(dòng)滑輪的重對(duì)機(jī)械效率有什么影響？滑輪組的繞線方式對(duì)機(jī)械效率有沒有影響？滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)？與哪些因素?zé)o關(guān)？這一些問題的提出，既能促進(jìn)學(xué)生深入思考問題，加深對(duì)知識(shí)的理解，也能培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成創(chuàng)造性思維的習(xí)慣。

在初中物理教學(xué)中，有很多的科學(xué)探究活動(dòng)都可以用“問題”引導(dǎo)進(jìn)行，例如，探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素、力的作用是相互的、牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律、物體的浮與沉、電路連接的基本方式等?？傊?，教師要根據(jù)教學(xué)實(shí)際精心設(shè)計(jì)一串有啟發(fā)性的“問題”，并讓這些“問題”穿插在探究活動(dòng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，讓兩者和諧地溶為一體，就能避免探究活動(dòng)中不必要的“節(jié)外生枝”，就能使探究活動(dòng)自然流暢、結(jié)構(gòu)緊湊，就能讓這一串璀璨的珍珠更加熠熠生輝，創(chuàng)造出精彩紛呈的課堂。

（作者單位：江蘇省吳江區(qū)蘆墟初級(jí)中學(xué) 215211）