初中科學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力

郭秀軍

摘要："問題解決"模式教學(xué)可以幫助學(xué)生養(yǎng)成問題意識和提高解決問題能力，激發(fā)學(xué)生對問題的敏感性、好奇心和求知欲，形成自己的見解。本文主要闡述科學(xué)課堂教學(xué)中如何訓(xùn)練學(xué)生問題解決的能力；幫助學(xué)生正確理解問題；引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散性思維；從不同的方向提出假設(shè)或猜想；培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力的方法。

關(guān)鍵詞：解決問題；探究；引導(dǎo)；自主

中圖分類號：G633.98 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1672-1578（2017）03-0115-02

在"問題解決"模式教學(xué)中，為了使學(xué)生達(dá)到多向思維，首先教師要創(chuàng)設(shè)具體的情景，引導(dǎo)學(xué)生提出探索性和求證性的問題，尋找解決途徑。根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)，創(chuàng)造力源于基本認(rèn)知過程的觀點(diǎn)，以及《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出"科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心"等， 探究學(xué)習(xí)將成為新背景下學(xué)習(xí)科學(xué)的主要方法，應(yīng)用現(xiàn)成的知識，探究未解決的問題，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和意識。

1.問題的類型

根據(jù)波利亞"按關(guān)鍵事實或未知量進(jìn)行概括"的思想，我們可以把學(xué)生提出的問題大致分為三種：

1.1 一般性問題。對一般性問題一般都能直接在教材中找到答案，或稍加提示就可解決的問題。沒必要浪費(fèi)更多的時間去想象或創(chuàng)造。對于這類問題，教師可以讓學(xué)生自己解決問題。如在講授《光合作用的條件和產(chǎn)物》時，學(xué)生對實驗中采用的"銀邊天竺葵"材料比較陌生，教師可在課前為學(xué)生準(zhǔn)備好材料，讓學(xué)生先解決這個問題，再深入地探究光合作用的條件和產(chǎn)物。

1.2 發(fā)現(xiàn)型問題。這類問題的提出，有的是已有答案或解決方法，而有的卻沒有。如在探究"影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素"實驗中，對于學(xué)生提出的"電流的大小和線圈的匝數(shù)會影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱，但電流的方向和導(dǎo)線的粗細(xì)會不會影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱呢？"對于這樣的問題，教師可以要求學(xué)生自己設(shè)計實驗來解決。這些實驗雖然只是一種重復(fù)、一種演示；但是，對于學(xué)生來說，卻是一種探索和獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)的過程。

1.3 創(chuàng)造型問題。這是一類有新穎觀點(diǎn)、獨(dú)特性的且富有意義的問題。例如學(xué)習(xí)了《空氣污染與保護(hù)》的相關(guān)知識后提出"該如何治理霧霾現(xiàn)象？我們又能做些什么？"這些問題具有科學(xué)創(chuàng)新，適宜學(xué)生去探究。

2.學(xué)生問題解決能力培養(yǎng)的策略

學(xué)生對發(fā)現(xiàn)型問題和創(chuàng)造型問題進(jìn)行嘗試性探究，通過批判性思維，形成獨(dú)特見解或創(chuàng)造。那教師在學(xué)生進(jìn)行探究過程中承擔(dān)什么角色，如何引導(dǎo)和梳理等等問題。我將結(jié)合實例在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力的策略、體會介紹如下。

2.1 幫助學(xué)生正確理解問題并對問題加以分類、概括。元認(rèn)知理論認(rèn)為，解決問題是根據(jù)發(fā)生的情況進(jìn)行自我評估并隨時加以調(diào)整地動態(tài)過程，并不是一個機(jī)械過程，沒有固定的程序和方法。學(xué)生在試圖解決問題之前，必須正確理解問題。一些學(xué)生不能正確解決問題就是因為沒有養(yǎng)成仔細(xì)界定問題的習(xí)慣，不能準(zhǔn)確理解問題表述的語意。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確的表述自己所提的問題，使其他學(xué)生能正確理解，從而教師引導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行分類和概括。如在講述《人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響》時，學(xué)生在觀看教師創(chuàng)設(shè)情景之后，提出了下列問題：

（1）加拿大一枝黃花和水葫蘆為何入侵？是怎么樣入侵的？

（2）加拿大一枝黃花在原產(chǎn)地生活得怎么樣？

（3）外來物種是通過怎樣的途徑入侵的？

（4）水葫蘆泛濫與水污染有關(guān)嗎？

（5）有什么措施可以治理外來物種入侵？

（6）生物入侵有什么危害？花多草多更好，怎么就有危害了？

（7）在以后外來物種是該養(yǎng)還是該滅？

這些問題中，問題（1）（3）（4）所包含的更深一些的問題是外來物種為什么能成功入侵；問題（6）是更深層次的問題反應(yīng)外來物種入侵有什么危害；問題（5）（7）所包含的意思又是外來物種入侵該如何治理。問題（2）屬于一般性問題。教師只要對加拿大一枝黃花的情況稍加介紹，即能解決。這樣加以分類、概括后，學(xué)生得到了自己提出來的幾個發(fā)現(xiàn)型問題和呈現(xiàn)型問題：外來物種為什么能成功入侵？外來物種入侵有什么危害？如何治理外來物種入侵現(xiàn)象？

2.2 引導(dǎo)學(xué)生自主思考，多角度提出假設(shè)。波利亞說過，先猜后證--這是發(fā)現(xiàn)之道（大多數(shù)）。合理地猜想或假設(shè)能引導(dǎo)我們走向真理，問題解決是建立在猜想與證明相互結(jié)合的基礎(chǔ)上。在課堂教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生積極思考，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知系統(tǒng)，把他們從興趣的萌芽狀態(tài)引到主動探索新知識階段。同時，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生從多角度提出假設(shè)。例如對外來物種為什么能成功入侵這個問題，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生可以三個大的角度來考慮這個問題：入侵物種的特征、入侵地環(huán)境特點(diǎn)、人為因素的影響。一個角度提出多種假設(shè)，如從入侵物種的特征：可能是具有強(qiáng)繁殖能力，可能是能產(chǎn)生某種物質(zhì)抑制本地物種的生長，也可能是缺乏天敵，可能是……

值得注意的是，教師不要過多的評價學(xué)生提出的假設(shè)，注重數(shù)量，以免局限于某一問題的解決。

2.3 學(xué)生制定問題解決策略，自主進(jìn)行嘗試性探究。對學(xué)生來說，元認(rèn)知水平低的，在解題時常采用單一的方法或思路，相反元認(rèn)知水平高的同學(xué)有多種解題方法或思路，并能調(diào)整解題方法和思路，還能自主地對解題的過程進(jìn)行反思。教師根據(jù)提出的各種各樣假設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生思考每個假設(shè)的意義和可行性。當(dāng)有多種可行的解決問題方案時，教師要引導(dǎo)學(xué)生對假設(shè)進(jìn)行篩選，結(jié)合實際情況選擇最佳的假設(shè)。制定方案、計劃或方法，即確定問題解決的策略，在教師的引導(dǎo)下，自主進(jìn)行嘗試性探究。

2.3.1 根據(jù)問題的因果和內(nèi)在關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理，得出合理的結(jié)論，加深對知識的理解。如在講授《生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性》一節(jié)中，提到森林生態(tài)系統(tǒng)和沙漠生態(tài)系統(tǒng)比較，哪種生態(tài)系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)能力強(qiáng)？可以引導(dǎo)學(xué)生：自動調(diào)節(jié)能力的強(qiáng)弱與生態(tài)系統(tǒng)的成分和生物種類的關(guān)系？在食物網(wǎng)中如果某種生物數(shù)量急劇減少后，對其它物種會造成怎樣的影響？

2.3.2 聯(lián)系實際，利用典型事例，說明理論知識與現(xiàn)實應(yīng)用相結(jié)合。如自主探究外來物種能成功入侵的原因時。學(xué)生可以利用報刊、雜志、科普網(wǎng)站等途徑獲取資料，結(jié)合入侵生物的特點(diǎn)，分析找出成功入侵的原因；也可以通過實例的實際情況進(jìn)行嘗試性探究。如因修建鐵路破壞周圍植被從朝鮮入侵到中國的豚草；如因防檢疫工作上的疏失造成紅火蟻入侵美國南方；如為凈化水源而引進(jìn)的水葫蘆，對中國多處水域造成危害。學(xué)生還可以通過實地考察或觀察標(biāo)本等方式來分析物種能成功入侵的原因。

2.3.3 根據(jù)研究對象的相似性，從熟知對象的屬性推出相似性對象的屬性。如在講授《常見的酸》一節(jié)中，對于硫酸的化學(xué)性質(zhì)，可以讓學(xué)生結(jié)合鹽酸的化學(xué)性質(zhì)，從而得出硫酸的化學(xué)性質(zhì)。

通過解決一系列的問題，學(xué)生的思維得以激發(fā)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主探究、和自主學(xué)習(xí)，發(fā)揮了學(xué)生的主體地位，養(yǎng)成獨(dú)立思考和解決問題的習(xí)慣，為以后的學(xué)習(xí)和生活打好基礎(chǔ)。

2.4 問題連鎖，環(huán)環(huán)相生，引導(dǎo)學(xué)生深入探究。根據(jù)皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展觀，心理發(fā)展是在平衡與不平衡的交替中不斷建構(gòu)和完善其認(rèn)知結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)認(rèn)知的發(fā)展。解決問題的時候，教師可以深入分析問題的本質(zhì)，把問題推到一般問題，使問題深化，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的內(nèi)在聯(lián)系，探索規(guī)律。使學(xué)生養(yǎng)成提問的習(xí)慣，能在不同的階段，提出不同的問題，從而也間接的提高了學(xué)生解決問題的能力。

在解決了外來物種入侵的客觀原因后，教師可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題，如“人在生物入侵中動機(jī)是什么？”“如何治理外來物種入侵？”“想想你能做些什么？”從而加深了對保護(hù)生物多樣性理解，培養(yǎng)了學(xué)生保護(hù)環(huán)境的意識，同時也可以把課堂內(nèi)學(xué)到的知識應(yīng)用到課堂外。

3.培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力應(yīng)該注重的幾個方面

3.1 教師應(yīng)該努力建立民主平等的良好課堂氣氛。心理學(xué)研究表明：教學(xué)環(huán)境與思維的多端性有著必然的聯(lián)系，這里的教學(xué)環(huán)境主要指心理環(huán)境和課堂環(huán)境。和諧的課堂環(huán)境，能放飛學(xué)生的思路，是促使學(xué)生思維具有多端性前提條件。這說明在教學(xué)中教師要會營造寬松和諧課堂環(huán)境，能接納學(xué)生意見的課堂氣氛，平等看待學(xué)生提出的問題，留給學(xué)生充足的時間醞釀和討論，鼓勵學(xué)生參加解決問題的活動。教師要有創(chuàng)新的精神，要從為學(xué)生的發(fā)展角度看待自身的作用，采用多種的教學(xué)方法，讓課堂成為學(xué)生創(chuàng)造的舞臺。

3.2 要考慮影響解決問題的因素。影響解決問題的因素很多，如思維定勢、認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)動機(jī)、情緒等方面，在學(xué)習(xí)過程中存在兩個方面問題：一是因過低的動強(qiáng)度造成的思維積極性不足；二是因過高動機(jī)強(qiáng)度造成的思維功能減弱。同時低落的情緒、外界的干擾等都不利于學(xué)生解題。因此教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生明確解決問題的因素，使自己處在動機(jī)強(qiáng)度適中、情緒平和、排除干擾，保持愉悅的心境中解決問題。

3.3 教師不能越俎代庖，替代學(xué)生思考。以班杜拉為代表社會認(rèn)知理論提出，自我調(diào)節(jié)的學(xué)習(xí)理論，強(qiáng)調(diào)要把學(xué)習(xí)者看成是能夠參與并控制學(xué)習(xí)過程的自我調(diào)節(jié)的主體。因此，教師要根據(jù)學(xué)生的年齡特征和認(rèn)知水平，在實際教學(xué)中，教師要為學(xué)生思考問題和創(chuàng)造提供足夠的時間和空間，不能越俎代庖，替代學(xué)生思考。

如杜勃羅留波夫所批評的："教師如果把科學(xué)的材料嚼得這樣細(xì)，使學(xué)生無須咀嚼，只要把教師所講的吞下去就行了。這樣，從學(xué)生中可能培養(yǎng)出知識的猿猴，而絕不是能獨(dú)立思考的人。"所以在平時教學(xué)和課堂討論中，教師應(yīng)把主動權(quán)還給學(xué)生，給他們創(chuàng)設(shè)獨(dú)立解決問題和探究的機(jī)會，指導(dǎo)他們解決學(xué)習(xí)上和生活中困難。構(gòu)建和諧課堂，促進(jìn)民主教學(xué)，正確把握學(xué)生的主體地位和教師的引領(lǐng)作，使學(xué)生真正成為課堂思維活動的主人。

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