基于問題教學的初中科學課堂探究

王仁偉??

摘要：學生在接受科學知識教學之前，通過自己的觀察、體驗和思考已經形成了對各種科學現象的認識和理解。在教學過程中，我們應當充分了解學生的前概念，掌握學生的最近發(fā)展區(qū)，暴露學生錯誤的前概念，設置學生問題教學；利用學生前概念與新概念之間的聯系幫助學生逐步建構科學概念的意義。

關鍵詞：前概念；問題教學；最近發(fā)展區(qū)

目前，國內對前概念的研究主要局限在科學和數學教學中，它可以片面地理解為學生在接受科學知識教學之前，通過自己的觀察、體驗和思考形成對各種科學現象的認識和理解。這些前概念可能是學生對即將學習的科學知識所具有的正確認識，也可能是錯誤認識或是相異的構想。但這些概念卻是學生頭腦中已經具有的較為穩(wěn)定的認知，對學生理解自然現象、接受教學的科學知識具有重要的影響。在教學過程中，我們可以利用學生對知識已具有的前概念開展教學，激起學生新舊思維之間的矛盾，造成學生的認知沖突，運用或改變其前概念，建構新知識，提高科學課堂教學的有效性。

筆者認為，如何充分利用好學生的前概念，設計學生問題教學，可以從以下幾方面著手。

一、 充分調查了解學生具備的前概念，創(chuàng)設良好的問題情境

由于學生對自然的觀察與思考，從而產生了對于每一個科學知識的初步認識和自我理解。在開展科學課堂教學之前，我們就有必要充分了解學生的前概念，掌握學生知道了什么？到什么水平？學生感興趣的問題是什么？并以此為基礎設計課堂教學。根據學生的最近發(fā)展區(qū)，為學生提供帶有難度的內容，創(chuàng)設良好的問題情境，調動學生的積極性，發(fā)揮其潛能，超越其最近發(fā)展區(qū)而達到下一發(fā)展階段的水平，然后在此基礎上進行下一個發(fā)展區(qū)的發(fā)展。

（一） 充分利用學生對生活的感知，呈現前概念，創(chuàng)設問題情境

案例1：七年級上冊《蒸發(fā)》一課的教學設計

在參加某次浙派名師課堂展示活動中，來自溫州的鮑斌老師創(chuàng)設了以下教學情境，充分地了解學生的前概念，并引發(fā)學生問題，基于學生問題設計教學活動。

上課時，鮑老師先播放一段剛上完體育課全身是汗的同學正在電風扇前享受涼風的錄像片段。緊接著就有以下這樣的學生有效對話。

學生甲：你知道我身上的汗到哪里去了嗎？

眾學生答：蒸發(fā)了。

學生甲：你知道，為什么我感覺到涼爽呢？

學生乙：是因為風是涼的。

學生丙：是因為風把空氣吹涼了。

學生?。嚎赡苁呛拐舭l(fā)時，吸走了身上的熱，所以覺得很涼。

學生們在鮑老師創(chuàng)設的教學情境中，將自己具有的蒸發(fā)的前概念充分展示出來，老師也很好地了解了學生對蒸發(fā)知識的掌握情況，利用學生的前概念很好地引出學生的問題，并基于學生的問題設計課堂教學。

（二） 利用話題促進交流，給予學生充分展現前概念的機會，捕捉教學問題

在科學教學過程中我們應當充分了解、認識教學對象，尋找學生所未知的、對教學內容存在模糊的地方，以及學生的興趣點，這樣可以使科學課更為有效。因此，在課堂上，我們就很有必要利用一些生活中的熱點、新聞事件作為話題，促進學生的交流，給予學生充分展現前概念的機會，同時，尋找并捕捉教學問題。

案例2：“日食”一課的教學

課上，我先給學生播放2009年7月22日在長江流域發(fā)生的日全食的視頻。接下來讓學生一起交流自己之前在觀察日全食過程中一些令自己難忘的事。在交流過程中，有同學談到，一開始曾用肉眼瞄了一眼太陽，結果頭暈目眩，眼睛很痛；這時就有同學談到自己用拍X光的膠片擋在眼前或通過地上一盤黑墨水觀看的；有同學談到日食發(fā)生時太陽被一點點擋住，后又一點點露出的過程；也有個別同學談及自己與家人不遠千里去杭州觀看，并講述日全食時的景象。在交流過程中，大多學生就提出：為何臺州觀察不到日全食？只食了一半多？

利用這一段學生的話題交流，就充分展現了學生已經具備的前概念。學生在交流中分享了彼此的前概念，教學過程中就可以避開那些學生所共知且簡易的知識，捕捉學生感興趣的問題。最終把“日食”一課的教學主要放在學生探究日食產生的原因上，讓學生在探究中體驗三種類型日食產生的條件。

二、 暴露錯誤的前概念，設計問題探究

案例在全文中占了大量篇幅，這樣的案例表述更容易閱讀與理解，現在的文字讀起來有點費力學生在接受新知識之前，借助自己對生活現象的觀察與思考，已經建立了自己的概念基礎，這一概念對學生來說，不管正確還是錯誤，它都是深刻的。倘若教學過程中，不及時糾正這些相異的構想，勢必會讓學生構建錯誤的知識體系，并對接受教學的新知識產生強烈的抵促。

案例3：“阿基米德定律”的教學

平常聽課交流過程中，發(fā)現很多老師都會根據物體浸到水中水會被排開的事實，直接提出“物體受到的浮力大小與排開液體的多少有什么關系”？接下來就開始利用演示實驗驗證“F浮=G排液”。殊不知，學生在學習阿基米德定律之前，他們依據生活經驗，腦海中已經潛藏了以下前概念：如“木塊和鐵塊放入水中，木塊會上浮，而鐵塊會下沉，浮力大小可能與物體自身密度有關”；“鐵塊在水中會下沉，而鐵打造成輪船就可以浮在水面上，浮力大小可能與物體的形狀有關”等等。

在教學過程中，我們不妨利用學生的這些前概念設計教學問題，利用實驗糾正學生概念構建過程中的錯誤認知，提高教學的有效性。因此，在課堂上，我讓學生根據自己對浮力的認識大膽猜想，提出影響浮力大小的因素，并說明假設的依據。然后，可以分別利用以下五組實驗，逐一驗證學生的一個個猜想。（不一定全部都做，看學生提出前概念的具體情況）

利用上述五個演示實驗驗證了學生的一個個猜想，引導學生認識到浮力大小的影響因素有：1. 液體的密度大?。?. 物體浸到液體中的體積大小。然后，再利用溢水杯演示說明：V浸=V排。最后，通過實驗與學生一起驗證阿基米德定律。endprint

學生通過生活經驗獲得的前概念，在他們的知識建構過程中具有很大的影響，如果對其中錯誤的前概念不加以糾正，就會嚴重阻礙其對科學知識的理解。在教學過程中，我們只有充分意識到學生前概念的重要性，才能更好地從學生的“學”出發(fā)，依據學生的問題設計更有效的教學。比如慣性的教學，教師也可以參考。

三、 鼓勵學生大膽利用前概念提出猜想，初步體會科學變量

具體的科學問題常常都是多個因素共同造成的結果，讓學生體會研究問題的復雜性，根據前概念，鼓勵學生提出各種影響因素的猜想，為控制變量法引入提供基礎。

案例4：滑動摩擦力大小影響因素的探究

首先學生根據自己的“前概念”，分析影響滑動摩擦力大小的影響因素，提出猜想如：（1） 滑動摩擦力大小與物體的重量有關；（2） 與物體表面的粗糙程度有關；（3） 與物體運動的方向有關。作為老師，這時既要鼓勵學生提出猜想，但同時也要分析其合理性，要注意引導學生進行科學的猜想，可以追問學生：你為什么要這樣想呢？可以向大家解釋一下嗎？通過集體分析、討論，指出更合理的猜想，如滑動摩擦力的大小可能與壓力有關；可能與接觸面的粗糙程度有關；可能與物體運動的方向有關。并要求各組選取一個因素用實驗進行探究。之所以要使學生分析哪些因素對問題影響，就是為了使學生能進一步體會，所謂影響因素，就是研究問題的變量。實際上，這就是在幫助學生建立控制變量的意識。

四、 重視概念之間的聯系，充分挖掘新概念與前概念之間的聯系

學生對知識的認識，對概念的構建，是一個不斷完善和修補的過程。因此，在教學過程中，我們不能忽略學生的概念基礎，重視概念之間的聯系，充分挖掘新概念與前概念之間的聯系，使學生在原有概念的基礎上對新概念進行意義建構。

案例5：“電路故障”的教學

例題：如右圖所示，當開關S閉合時，電路正常工作。突然電壓表的示數變大到等于電源電壓，請分析可能原因是什么？

在教學過程中，我們可以先問學生：在什么情況下電壓表測量出的電壓等于電源電壓？

學生在回憶學過的電學知識時，就會想到圖甲和圖乙兩種情況。

利用學生已經具有的這個前概念，再聯系故障情境，讓學生去分析故障的原因。最后，大多數學生能夠清楚地理解定值電阻R斷路或滑動變阻器短路這兩種情況都會造成電壓表的示數等于電源電壓。

在科學教學過程中，許多科學概念的構建都是一個循序漸進的過程，我們要善于挖掘學生腦海中的概念原型，化難為易。只有充分了解學生的前概念，以學生前概念為基礎設置問題教學，將更多地關注學生認知過程中的困難點與興趣點，以此為支撐點設置教學問題，幫助學生對知識進行意義構建，既減輕了學生的負擔，又提高了教學的有效性。endprint