科学设计情境问题培养学生创新能力

来源:用户上传      作者: 王　莹

　　【摘 要】本文就在科学教学中创设问题情境，培养学生的实践能力做了相关探索。结合7～9年级《科学》教学案例，根据科学设计引导问题，培养学生创新能力，其教学模式的操作程序主要包括：（1）创设情境，提出问题；（2）积极引导，设计实验；（3）分工合作，实验问题探究；（4）交流评价，读图分析；（5）归纳小结，拓展应用。
　　【关键词】科学教学 学生 创新
　　
　　一、引言
　　
　　提出问题是创新的源泉，是教学活动的起点和归宿，提出问题的能力是浙教版7～9年级《科学》课程标准所提到的学生必备能力之一。按照国家颁布的《科学课程标准》，树立新的教学理念，突破过时的传统教法，取得预期的教学效果，对初中科学教师的素质提出了更新更高的能力要求。在科学教学中创设问题情境呼之欲出。
　　
　　二、《科学》课程标准下科学教学中创设问题情境的构思
　　
　　对于在科学教学中创设问题情境，《科学》课程标准是从科学学习内容和科学学习活动两个方面来阐述的。认为科学学习的内容应当是现实的、有意义的、富有挑战性的，有利于学生主动地进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等科学活动。为满足多样化的学习需求，内容的呈现应采取不同的表达方式。在科学教学中创设问题情境的教学不是以简单方式把结论“告诉”给学生，而是通过学生自己的研讨、归纳、推测等发现结论，从而使学生亲自感受结论的产生，发展、形成的过程，让学生在思考中获取知识，辅之以条件问题探究型问题、结论问题探究型问题、规律问题探究型问题及新知识问题探究性型问题的综合训练，从而培养学生创造思维能力、推理能力、直觉思维能力，达到全面提高学生的科学素质。
　　
　　三、科学设计引导问题，培养学生创新能力的对策
　　
　　第一阶段：创设情境，提出问题。亚里士多德有句名言：“思维是从疑问和惊奇开始的。”教学中,只有创设适宜的问题情景,才能激发起学生的学习兴趣,才能促进他们主动参与教学活动。如果仅仅从设问“冰的熔化与蜡烛的熔化有什么不同?”来引入教学内容，是激不起学生的学习兴趣的。因此教学中作了这样的安排：通过背景资料创设问题情境，采用先进的电化教学手段，用投影播放“春暖花开，冰雪消融”和生日晚会中点燃的蜡烛熔化的录相片段，让学生欣赏，学生的注意力吸引到学习任务上来了。然后,教师再进行设问：两个录相片段有什么相同？两种物质的熔化过程完全一样吗？通过师生的问答对话，展示相互矛盾的事件。在展示情境与对话中，问题探究教学的任务明确起来了，学生主动问题探究的愿望非常强烈。
　　第二阶段：积极引导，设计实验。问题探究是解决疑问、寻求答案、发现规律的过程，是整个教学程序的中心环节。此过程最能体现学生的主体性、探索性。分析问题、实验设计等强烈的问题意识，促使学生积极思考，构思实验。在这基础上，通过讨论，教师在材料、仪器、操作等方面进行引导，直到获得较为满意的实验方案。
　　第三阶段：分工合作，实验问题探究。在实验方案的实施过程中，教师要加强巡视指导，规范学生操作，同时要引导学生仔细观察，及时做好记录。在这儿，每个同学在小组中，都有他的分工，体现他存在的价值与作用，自信心得到加强。同时，哪个小组的同学配合得好，自然，他们的实验进行得相对顺利，教师这时要利用好时机，及时点拨，引入竞争，让同学们意识到，只有相互协调，才能把事情办好。集体的力量是巨大的。
　　第四阶段：交流评价，读图分析。从问题探究实验获得的感性材料中得出一个清晰的科学概念或原理，这之间存在着一个智力跳跃，有些学生可能会感到困难。《科学》问题探究教学，不仅仅满足于让学生掌握科学概念和原理，更主要的是要指向学生发展的预期目标。本案例中，教师能适时地把握时机，培养学生定量观察能力，借科学逻辑思维方法发展学生认识自然规律的能力，有助于学生更加清晰阐述有关概念和原理，从而构建一个有序，稳步的认知结构。
　　第五阶段：归纳小结，拓展应用。教师要引导学生对学习活动进行反思,要求学生分析自己的问题探究方式。想一想解决了什么问题？获得了哪些知识?是怎样找到最有效的解决问题的途径的?如何一步步获得知识的？让学生自己归纳学习过程。另一方面还要引导学生进行自我评价，让学生体验成功，找出不足，从而激励和推动学生不断的创新,更重要的是引导学生将知识拓展应用乃至创新，让学生运用所获取的知识来解决实际问题，使所学的知识得到应用。这一过程，就要教师根据教学内容，结合实际情况设计应用性问题来实现。
　　
　　四、科学设计引导问题，培养学生创新能力的案例分析――《蒸发》案例教学
　　
　　第一阶段：创设情境，提出问题。
　　学生观看幻灯片展示的一个小故事，并思考问题。
　　（教师结合幻灯片讲述）一个年轻人漂流到了一个荒岛上，岛上没有淡水?该如何获得宝的淡水资源。然后张老师请学生假想一下如果你是那个年轻人，你该如何进行自救呢?
　　[学生纷纷表达自己做法]
　　[教师揭开谜底]年轻人先在沙滩上挖掘一个约一米深的洞，在洞的中央放置一个容器，后洞上盖上一块塑料布，在塑料布的中央放置一小石块，每天早上，容器就会收集到一些水。
　　[教师提问]水到底是从哪里得来的呢?
　　[有学生回答]从沙滩里获得的。
　　[教师]那么水怎么进入杯中的?
　　[有反应快的学生回答]水蒸汽遇冷凝结成水珠
　　[教师继续提问]水蒸汽又是怎么形成的呢?
　　[学生大叫]蒸发!蒸发!
　　(教师用一支湿的粉笔在黑板上写下“蒸发”两个字，但由于粉笔湿的缘故，字淡淡的清楚，学生觉得很奇怪，这里是为后面的教学打下伏笔)
　　第二阶段：积极引导，设计实验。
　　在《蒸发》这一节的课堂教学中，学生对于蒸发的过程可能会有所了解，但对于影响蒸发快慢的具体因素知之甚少，而要从粒子角度来解释对于预备班的学生更是个难点。因此课堂教学中要尽可能通过学生自己的动手操作，对实验现象进行分析和理解。在整堂课的教学中，教师用多种实物模拟水的粒子，用湿粉笔写“蒸发”，在多种场景中体现蒸发的过程，并通过对教材上学生活动的改进，让学生能看得到、摸得到，最终能想得到，想得通，从而能够有所收获。笔者认为，让学生在多项活动中观察、设疑、实验、理解、解惑，是本节课的设计理念。在本节课中学生的主体参与活动时间超过了三分之二，体现了主体性原则。
　　在新课引入时，教师先用幻灯片创设了一种问题情境，激发学生问题探究的兴趣。同时，利用情境启发学生积极思考，引出蒸发的概念，此处的教学体现了情境性的原则。由于每个同学都帮家长晒过衣服，所以学生一般知道将衣服展开置于阳光下或将其放在干燥通风的地方，但很少有同学会将“展开”、“置于阳光下”、“放在干燥通风的地方”这些基本常识同“扩大蒸发表面积、提高蒸发的温度以及通风条件”等影响蒸发快慢的外界条件联系起米。于是教师请同学晾晒衣服，并引导同学思考为什么衣服要展开而不是团在一起，为什么要放在有阳光的地方而不是放在阴暗处，为什么要放在通风的地方而不是放在相对密封的环境中，同时帮助学生把这些条件与影响蒸发的因素结合起来使学生自己提出假设。
　　第三阶段：分工合作，实验问题探究。
　　为了验证假设，教师先把学生分组，引导学生自行设计实验，分组研究外界温度高低、周围通风好坏、蒸发面积大小对蒸发快慢的影响。经过不同组别相互间的交流，同学很快对影响蒸发快慢的外界因素有了了解，达到了教学目标要求的重点，而且由于是学生亲自体验活动后得出的结论，所以更易于为学生接受，体现了问题探究性和实践性原则。

　　教师课前根据影响蒸发的外界条件，事先在实验桌上放置上许多实验器材，并将整个班级分为三个实验小组，分别研究外界温度高低、周围通风好坏、蒸发面积大小对蒸发快慢的影响。同时为了使实验效果快速明显，张老师在实验之前提醒学生，作对照实验要求每组只能有一个条件不同实验开始后，同学们经过轻声讨论后，很快能找出自己这一组所需的实验器材。实验结束了，不同组别就自己的实验结果进行交流讨论。
　　第四阶段：交流评价，读图分析。
　　[一小组代表]外界的温度越高，结果蒸发的时间越短，速度越快。
　　[二小组代表]周围的通风条件越好，越容易蒸发。
　　[三小组代表]蒸发面积越大，那么蒸发速度越快。
　　评价包括教师的评价和学生的自我评价。教师在自我评价时应清楚自己讲了哪些内容?学生懂了哪些概念和原理?哪些还不清楚或不知道?能否运用新学知识提出问题，收集证据，分析问题，验证证据，处理信息，达到解决问题的目的?这一思维过程中出现障碍时能否从相关的证据和材料中推论出合理的解释?学生在自我评价时，要分析自己学到了什么?应该学什么?学习方法是否恰当?对知识的理解程度如何?同时学生之间还要相互评价。
　　通过探究教学评价，有利于学生提高学习效率，达到学习目标。
　　第五阶段：归纳小结，拓展应用。
　　从以上的简要分析中，我们可以发现课堂教学活动中，教师都注重让学生作为活动的主体，学生在整个活动过程中积极思考，调动各种感觉器官进行活动，教师在整个教学过程中只是起一个引导作用。因此，在初中科学课程中实施活动教学真正体现了二期课改要求的学生能够自主学习、自主问题探究的主动式学习行为。
　　在课后，教师应及时反思自己的教法是否得法，是教学程度偏高还是偏低，学生的接受状况如何并作出适当的调整或找出相应的补救措施，并用于下堂课的教学，然后在课外时间再备课时记下本堂课的课后小节，对教案的实施情况进行点评和纠正。平时还可以通过单元测试、调查问卷等形式测定学生结果和行为的变化，进行分析总结，反省这阶段来的教学方法及运用情况，初步在头脑中形成对教学策略的认知框架。教师的这种经验的积累是教学策略产生的直接源泉。若能即时的反思，反思教学中得心应手的地方、棘手的地方，记下来想想如何去解决这些尚未妥当的地方。反思学生课堂中反应的冷热程度，反思学生练习和作业的反馈情况，想想学生出现的各种状况是否因为自身原因造成，若是则想想是哪方面的原因，该如何去解决。
　　
　　参考文献：
　　［1］陈定军.初中科学课堂提问存在的问题与改进策略.考试周刊，2008，（18）.
　　［2］袁建双.初中科学教学中环境教育问题的初探.陕西教育，2006，（Z2）.
　　［3］林静.为了每位孩子的科学素养――浙教版《科学》(7-9年级)教材编写特点分析.基础教育课程，2006，（07）.
　　［4］何灿华.熄灭的是烛火，点燃的是智慧――浙教版初中科学“二氧化碳”课堂教学片断的透析.基础教育课程， 2007，（11）.
　　（作者单位：浙江平阳县敖江镇第三中学）

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