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科學(xué)設(shè)計情境問題培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的論文
【摘要】本文就在科學(xué)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力做了相關(guān)探索。結(jié)合7～9年級《科學(xué)》教學(xué)案例，根據(jù)科學(xué)設(shè)計引導(dǎo)問題，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，其教學(xué)模式的操作程序主要包括：（1）創(chuàng)設(shè)情境，提出問題；（2）積極引導(dǎo)，設(shè)計實(shí)驗(yàn)；（3）分工合作，實(shí)驗(yàn)問題探究；（4）交流評價，讀圖分析；（5）歸納小結(jié)，拓展應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】科學(xué)教學(xué)學(xué)生創(chuàng)新
一、引言
提出問題是創(chuàng)新的源泉，是教學(xué)活動的起點(diǎn)和歸宿，提出問題的能力是浙教版7～9年級《科學(xué)》課程標(biāo)準(zhǔn)所提到的學(xué)生必備能力之一。按照國家頒布的《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，樹立新的教學(xué)理念，突破過時的傳統(tǒng)教法，取得預(yù)期的教學(xué)效果，對初中科學(xué)教師的素質(zhì)提出了更新更高的能力要求。在科學(xué)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境呼之欲出。
二、《科學(xué)》課程標(biāo)準(zhǔn)下科學(xué)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境的構(gòu)思
對于在科學(xué)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境，《科學(xué)》課程標(biāo)準(zhǔn)是從科學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容和科學(xué)學(xué)習(xí)活動兩個方面來闡述的。認(rèn)為科學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)實(shí)的、有意義的、富有挑戰(zhàn)性的，有利于學(xué)生主動地進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測、驗(yàn)證、推理與交流等科學(xué)活動。為滿足多樣化的學(xué)習(xí)需求，內(nèi)容的呈現(xiàn)應(yīng)采取不同的表達(dá)方式。在科學(xué)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境的教學(xué)不是以簡單方式把結(jié)論“告訴”給學(xué)生，而是通過學(xué)生自己的研討、歸納、推測等發(fā)現(xiàn)結(jié)論，從而使學(xué)生親自感受結(jié)論的產(chǎn)生，發(fā)展、形成的過程，讓學(xué)生在思考中獲取知識，輔之以條件問題探究型問題、結(jié)論問題探究型問題、規(guī)律問題探究型問題及新知識問題探究性型問題的綜合訓(xùn)練，從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維能力、推理能力、直覺思維能力，達(dá)到全面提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。
三、科學(xué)設(shè)計引導(dǎo)問題，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的對策
第一階段：創(chuàng)設(shè)情境，提出問題。亞里士多德有句名言：“思維是從疑問和驚奇開始的�！苯虒W(xué)中,只有創(chuàng)設(shè)適宜的問題情景,才能激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,才能促進(jìn)他們主動參與教學(xué)活動。如果僅僅從設(shè)問“冰的熔化與蠟燭的熔化有什么不同?”來引入教學(xué)內(nèi)容，是激不起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的。因此教學(xué)中作了這樣的安排：通過背景資料創(chuàng)設(shè)問題情境，采用先進(jìn)的電化教學(xué)手段，用投影播放“春暖花開，冰雪消融”和生日晚會中點(diǎn)燃的蠟燭熔化的錄相片段，讓學(xué)生欣賞，學(xué)生的注意力吸引到學(xué)習(xí)任務(wù)上來了。然后,教師再進(jìn)行設(shè)問：兩個錄相片段有什么相同？兩種物質(zhì)的熔化過程完全一樣嗎？通過師生的問答對話，展示相互矛盾的事件。在展示情境與對話中，問題探究教學(xué)的任務(wù)明確起來了，學(xué)生主動問題探究的愿望非常強(qiáng)烈。
第二階段：積極引導(dǎo)，設(shè)計實(shí)驗(yàn)。問題探究是解決疑問、尋求答案、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程，是整個教學(xué)程序的中心環(huán)節(jié)。此過程最能體現(xiàn)學(xué)生的主體性、探索性。分析問題、實(shí)驗(yàn)設(shè)計等強(qiáng)烈的問題意識，促使學(xué)生積極思考，構(gòu)思實(shí)驗(yàn)。在這基礎(chǔ)上，通過討論，教師在材料、儀器、操作等方面進(jìn)行引導(dǎo)，直到獲得較為滿意的實(shí)驗(yàn)方案。
第三階段：分工合作，實(shí)驗(yàn)問題探究。在實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施過程中，教師要加強(qiáng)巡視指導(dǎo)，規(guī)范學(xué)生操作，同時要引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察，及時做好記錄。在這兒，每個同學(xué)在小組中，都有他的分工，體現(xiàn)他存在的價值與作用，自信心得到加強(qiáng)。同時，哪個小組的同學(xué)配合得好，自然，他們的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行得相對順利，教師這時要利用好時機(jī)，及時點(diǎn)撥，引入競爭，讓同學(xué)們意識到，只有相互協(xié)調(diào)，才能把事情辦好。集體的力量是巨大的。
第四階段：交流評價，讀圖分析。從問題探究實(shí)驗(yàn)獲得的感性材料中得出一個清晰的科學(xué)概念或原理，這之間存在著一個智力跳躍，有些學(xué)生可能會感到困難�！犊茖W(xué)》問題探究教學(xué)，不僅僅滿足于讓學(xué)生掌握科學(xué)概念和原理，更主要的是要指向?qū)W生發(fā)展的預(yù)期目標(biāo)。本案例中，教師能適時地把握時機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生定量觀察能力，借科學(xué)邏輯思維方法發(fā)展學(xué)生認(rèn)識自然規(guī)律的能力，有助于學(xué)生更加清晰闡述有關(guān)概念和原理，從而構(gòu)建一個有序，穩(wěn)步的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。
第五階段：歸納小結(jié)，拓展應(yīng)用。教師要引導(dǎo)學(xué)生對學(xué)習(xí)活動進(jìn)行反思,要求學(xué)生分析自己的問題探究方式。想一想解決了什么問題？獲得了哪些知識?是怎樣找到最有效的解決問題的途徑的?如何一步步獲得知識的？讓學(xué)生自己歸納學(xué)習(xí)過程。另一方面還要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我評價，讓學(xué)生體驗(yàn)成功，找出不足，從而激勵和推動學(xué)生不斷的創(chuàng)新,更重要的是引導(dǎo)學(xué)生將知識拓展應(yīng)用乃至創(chuàng)新，讓學(xué)生運(yùn)用所獲取的知識來解決實(shí)際問題，使所學(xué)的知識得到應(yīng)用。這一過程，就要教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計應(yīng)用性問題來實(shí)現(xiàn)。
四、科學(xué)設(shè)計引導(dǎo)問題，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的案例分析——《蒸發(fā)》案例教學(xué)
第一階段：創(chuàng)設(shè)情境，提出問題。
學(xué)生觀看幻燈片展示的一個小故事，并思考問題。
�。ń處熃Y(jié)合幻燈片講述）一個年輕人漂流到了一個荒島上，島上沒有淡水?該如何獲得寶的淡水資源。然后張老師請學(xué)生假想一下如果你是那個年輕人，你該如何進(jìn)行自救呢?
[學(xué)生紛紛表達(dá)自己做法]
[教師揭開謎底]年輕人先在沙灘上挖掘一個約一米深的洞，在洞的中央放置一個容器，后洞上蓋上一塊塑料布，在塑料布的中央放置一小石塊，每天早上，容器就會收集到一些水。
[教師提問]水到底是從哪里得來的呢?
[有學(xué)生回答]從沙灘里獲得的。
[教師]那么水怎么進(jìn)入杯中的?
[有反應(yīng)快的學(xué)生回答]水蒸汽遇冷凝結(jié)成水珠
[教師繼續(xù)提問]水蒸汽又是怎么形成的呢?
[學(xué)生大叫]蒸發(fā)!蒸發(fā)!
(教師用一支濕的粉筆在黑板上寫下“蒸發(fā)”兩個字，但由于粉筆濕的緣故，字淡淡的清楚，學(xué)生覺得很奇怪，這里是為后面的教學(xué)打下伏筆)
第二階段：積極引導(dǎo)，設(shè)計實(shí)驗(yàn)。
在《蒸發(fā)》這一節(jié)的課堂教學(xué)中，學(xué)生對于蒸發(fā)的過程可能會有所了解，但對于影響蒸發(fā)快慢的具體因素知之甚少，而要從粒子角度來解釋對于預(yù)備班的學(xué)生更是個難點(diǎn)。因此課堂教學(xué)中要盡可能通過學(xué)生自己的動手操作，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析和理解。在整堂課的教學(xué)中，教師用多種實(shí)物模擬水的粒子，用濕粉筆寫“蒸發(fā)”，在多種場景中體現(xiàn)蒸發(fā)的過程，并通過對教材上學(xué)生活動的改進(jìn)，讓學(xué)生能看得到、摸得到，最終能想得到，想得通，從而能夠有所收獲。筆者認(rèn)為，讓學(xué)生在多項(xiàng)活動中觀察、設(shè)疑、實(shí)驗(yàn)、理解、解惑，是本節(jié)課的設(shè)計理念。在本節(jié)課中學(xué)生的主體參與活動時間超過了三分之二，體現(xiàn)了主體性原則。
在新課引入時，教師先用幻燈片創(chuàng)設(shè)了一種問題情境，激發(fā)學(xué)生問題探究的興趣。同時，利用情境啟發(fā)學(xué)生積極思考，引出蒸發(fā)的概念，此處的教學(xué)體現(xiàn)了情境性的原則。由于每個同學(xué)都幫家長曬過衣服，所以學(xué)生一般知道將衣服展開置于陽光下或?qū)⑵浞旁诟稍锿L(fēng)的地方，但很少有同學(xué)會將“展開”、“置于陽光下”、“放在干燥通風(fēng)的地方”這些基本常識同“擴(kuò)大蒸發(fā)表面積、提高蒸發(fā)的溫度以及通風(fēng)條件”等影響蒸發(fā)快慢的外界條件聯(lián)系起米。于是教師請同學(xué)晾曬衣服，并引導(dǎo)同學(xué)思考為什么衣服要展開而不是團(tuán)在一起，為什么要放在有陽光的地方而不是放在陰暗處，為什么要放在通風(fēng)的地方而不是放在相對密封的環(huán)境中，同時幫助學(xué)生把這些條件與影響蒸發(fā)的因素結(jié)合起來使學(xué)生自己提出假設(shè)。
第三階段：分工合作，實(shí)驗(yàn)問題探究。
為了驗(yàn)證假設(shè)，教師先把學(xué)生分組，引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)，分組研究外界溫度高低、周圍通風(fēng)好壞、蒸發(fā)面積大小對蒸發(fā)快慢的影響。經(jīng)過不同組別相互間的交流，同學(xué)很快對影響蒸發(fā)快慢的外界因素有了了解，達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)要求的重點(diǎn)，而且由于是學(xué)生親自體驗(yàn)活動后得出的結(jié)論，所以更易于為學(xué)生接受，體現(xiàn)了問題探究性和實(shí)踐性原則。
教師課前根據(jù)影響蒸發(fā)的外界條件，事先在實(shí)驗(yàn)桌上放置上許多實(shí)驗(yàn)器材，并將整個班級分為三個實(shí)驗(yàn)小組，分別研究外界溫度高低、周圍通風(fēng)好壞、蒸發(fā)面積大小對蒸發(fā)快慢的影響。同時為了使實(shí)驗(yàn)效果快速明顯，張老師在實(shí)驗(yàn)之前提醒學(xué)生，作對照實(shí)驗(yàn)要求每組只能有一個條件不同實(shí)驗(yàn)開始后，同學(xué)們經(jīng)過輕聲討論后，很快能找出自己這一組所需的實(shí)驗(yàn)器材。實(shí)驗(yàn)結(jié)束了，不同組別就自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行交流討論。
第四階段：交流評價，讀圖分析。
[一小組代表]外界的溫度越高，結(jié)果蒸發(fā)的時間越短，速度越快。
[二小組代表]周圍的通風(fēng)條件越好，越容易蒸發(fā)。
[三小組代表]蒸發(fā)面積越大，那么蒸發(fā)速度越快。
評價包括教師的評價和學(xué)生的自我評價。教師在自我評價時應(yīng)清楚自己講了哪些內(nèi)容?學(xué)生懂了哪些概念和原理?哪些還不清楚或不知道?能否運(yùn)用新學(xué)知識提出問題，收集證據(jù)，分析問題，驗(yàn)證證據(jù)，處理信息，達(dá)到解決問題的目的?這一思維過程中出現(xiàn)障礙時能否從相關(guān)的證據(jù)和材料中推論出合理的解釋?學(xué)生在自我評價時，要分析自己學(xué)到了什么?應(yīng)該學(xué)什么?學(xué)習(xí)方法是否恰當(dāng)?對知識的理解程度如何?同時學(xué)生之間還要相互評價。
通過探究教學(xué)評價，有利于學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率，達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。
第五階段：歸納小結(jié)，拓展應(yīng)用。
從以上的簡要分析中，我們可以發(fā)現(xiàn)課堂教學(xué)活動中，教師都注重讓學(xué)生作為活動的主體，學(xué)生在整個活動過程中積極思考，調(diào)動各種感覺器官進(jìn)行活動，教師在整個教學(xué)過程中只是起一個引導(dǎo)作用。因此，在初中科學(xué)課程中實(shí)施活動教學(xué)真正體現(xiàn)了二期課改要求的學(xué)生能夠自主學(xué)習(xí)、自主問題探究的主動式學(xué)習(xí)行為。
在課后，教師應(yīng)及時反思自己的教法是否得法，是教學(xué)程度偏高還是偏低，學(xué)生的接受狀況如何并作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或找出相應(yīng)的補(bǔ)救措施，并用于下堂課的教學(xué)，然后在課外時間再備課時記下本堂課的課后小節(jié)，對教案的實(shí)施情況進(jìn)行點(diǎn)評和糾正。平時還可以通過單元測試、調(diào)查問卷等形式測定學(xué)生結(jié)果和行為的變化，進(jìn)行分析總結(jié)，反省這階段來的教學(xué)方法及運(yùn)用情況，初步在頭腦中形成對教學(xué)策略的認(rèn)知框架。教師的這種經(jīng)驗(yàn)的積累是教學(xué)策略產(chǎn)生的直接源泉。若能即時的反思，反思教學(xué)中得心應(yīng)手的地方、棘手的地方，記下來想想如何去解決這些尚未妥當(dāng)?shù)牡胤健７此紝W(xué)生課堂中反應(yīng)的冷熱程度，反思學(xué)生練習(xí)和作業(yè)的反饋情況，想想學(xué)生出現(xiàn)的各種狀況是否因?yàn)樽陨碓蛟斐�，若是則想想是哪方面的原因，該如何去解決。
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