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源于问题导向,基于素养提升
——谈初中科学的问题导向教学
初中科学新课标十分重视知识在实践中的应用,并强调要致力于问题解决。问题导向教学模式,实际就是源于问题导向,基于核心素养的一种致力于问题解决的学习模式。这一模式的关键点在于以学生为中心,通过问题情境创设,引导学生主动探索、发现、分析和解决问题,最终实现素养提升。
一、问题情境创设:激发主动探究欲望的引线
问题导向教学的首要环节是创设富有吸引力的问题情境。问题情境不仅能激发学生的探究兴趣,更能助推学生思维能力的发展,还能促进深度学习,是最重要的激发学生对问题探究欲望的引线。问题情境本身的质量直接影响问题导向教学效能,在初中科学教学中,教师应结合学生生活实际、科学前沿或有趣的现象,设计既符合学生认知水平又能引发深思的问题。在现代教学技术发展的今天,要优化问题情境的创设,离不开数字化技术的应用。
一是多媒体辅助,增强情境体验。 多媒体技术能够创设出逼真的学习情境。这种逼真性很容易激发学生的问题意识,极大增强了学生的情境体验。如学习“水的净化”时,用多媒体播放那小桥流水人家的恬然悠闲的景色,同时也播放水体被工业废水污染和富营养化污染的场面。学生肯定会问:水体怎么会受污染的?污染物是什么?污染物是怎样产生的?污染物是怎样进入水体的?怎样防止水污染?由于问题情境本身来于学生身边的生活现象,再借助信息技术还原并加以渲染,大大增加了学生的情境体验感,有助于激发学生的探究欲望。
二是虚拟实验,丰富实践场景。在初中科学课堂上许多实验限于时间、器材、仪器以及安全因素等条件的制约,不得不放弃实验。而在数字化技术支持下的虚拟实验可以完全冲破这些现实的限制。学生可以通过计算机上模拟实验操作,观察实验现象,记录实验数据。例如,在传统的课堂上一般老师不会做氯酸钾与糖的混合反应的演示实验,这不是因为这一实验不值得探究,而是危险系数太高,对师生都不安全。氯酸钾(KClO₃)是一种强氧化剂,而糖(如蔗糖)则含有可燃性碳氢化合物。当两者混合并点燃时,会发生剧烈的氧化还原反应,产生大量的热和气体,可能伴随爆炸。我们利用虚拟实验平台,让学生通过计算机操作实验的全过程,学生不仅能清晰地看到混合物迅速燃烧,并伴随着大量气体和火焰的释放。而且以清晰观察到具体细节,听到爆炸声,让学生真切地感受到其巨大的能量释放。这种实验不仅安全无虞,还能多次重复实验,加深对实验原理的理解。
问题情境的创设当然不局限于数字化技术的应用,事实上更多的可以来源于网络资料和现实生活,但不管问题情境的素材来自何方,都要以激趣启思为重,起到为问题导向教学奠定基础的作用。
二、探究过程引导:培养解决问题能力是关键
在问题导向教学中,教师的角色转变为引导者和支持者,鼓励学生通过自主或合作的方式展开探究活动。把教学的过程变成学生对问题的研究过程,他们像研究者一样收集数据,寻找论据,设计验证方案等来探究问题的真相,达到培养问题解决能力的目的。例如,在探究“影响植物光合作用速率的因素”时,教师让学生自己提出可能对植物光合作用速度造成影响的各种影响,通过讨论筛选,确定问题假设;接着引导学生根据自己的问题假设设计探究性实验方案,并提醒学生注意变量控制。教师对学生方案设计的合理性进行个别指导,然后引导学生小组成员之间如何配合完成实验验证,并对实验结果进行讨论和质疑,重点培养他们的问题解决能力。
在探究过程引导中,教师要善于运用驱动性问题来驱动学生的探究热情,以指示性问题指引学生的探究方向。如在学习动能和势能的转化时,教师在做完滚摆实验后,提问:大家看到了什么现象?根据“滚摆上下运动”这一现象你们能提出什么问题?学生可能会问:为什么会不断下降和上升运动?教师继续追问:每次上升的高度有什么变化?学生观察后发现每次摆动都会比前一次低一些。学生又会继续探究:为什么每次会低一些?摆在每次下降(或每次上升)过程中能量有转变吗?如果有又是怎样转变的呢?通过教师的问,引出了学生的问,把学生的探索思维逐渐引入深入。
在问题导向的教学者看来,对于问题的探究无处不在。日常生活中很多现象与自然科学息息相关,天天遇到,时时看到,习以为常。教师引导和提醒学生关注我们周边发生的各种现象,提出几个为什么,必然能够激发学生对问题的探究兴趣和欲望。如声音对我们来说很重要,你们想知道些什么?学生会问:“声音是怎样产生的?”老师问:“在太空行走的宇航员之间可以直接可以对话吗?为什么不能?”学生自然想道:“声音靠什么传播的?”天气情况对我们的生活和农业生产很重要,用多媒体播放一则天气预报,问学生,你们能提出哪些问题?以问引问目的就是为了学生的自主探究不断深化,最终到达对知识的深刻理解。实现无问到有问,又从有问到无问的转变,这是问题导向教学的至高境界。
三、总结反思评价:重构知识提升素养为落点
问题导向教学的最终目的是促进学生知识的建构和素养的提升。总结反思与评价机制的建立是问题导向教学的必不可少的环节。学生通过问题导引,并在教师的具体指导下,通过自主探究和小组合作探究等形式,完成了问题解决以后。教师应引导学生对探究过程及探究的结果进行回顾,总结所学知识、方法和经验,帮助学生建构知识,将新知纳入已有的知识结构体系之中。如在对化合反应和分解反应两种反应过程的特征探究后,我们可以通过对化学反应式的特征进行反思,得出判断化合反应,还是分解反应的一般方法。即抓住基本特征:化合反应的特征可表示为:A+B+C+……→D,分解反应的特征可表示为:A→B+C+D+……。又如在学习“电动机”时,我们通过“磁场对通电导线的作用”的探究,在进行直流电动机工作原理的分析和安装直流电动机模型的探究实验后,就可以进行小组合作的互动式总结反思。通过反思提炼出“磁场对通电导线的作用”的基本原理,总结出探究此类问题的一般方法。通过这样的总结方式,不仅让学生重构了知识,而且进一步拓展深化了问题导向教学,有效地促进了学生科学核心素养的发展。
总结反思离不开评价。新课标倡导教学评一种,将课堂评价融合于教与学的全过程。但在总结反思环节是落实课堂评价的关键环节。教师要鼓励学生进行自我评价和同伴评价,反思在探究过程中的得失,提出改进建议。特别要引导学生将评价融入反思,将反思的过程与评价的课程融为一体。
如在利用小车探究滑动摩擦与什么因素相关的实验时,学生发现,同样的材料,同样的施力,不同的同学得到的实验结果不一样?那么问题出在什么地方呢?这就自然而然地催生了学生的反思。此时教师不仅要通过课堂的即时评价引导学生自我评价自己实验过程是否存在着“疏忽”:你在实验中是否让小车做匀速直线运动了?以启发性评价启示学生进一步反思:为何要保持匀速直线运动?通过小组互动评价,进一步深化理解实验原理,使学生明白:做这个实验的关键点在于控制小车的速度,只有小车作匀速直线运动,弹簧测力计的读数才与滑动摩擦力的大小相同。从而引导学生进一步反思:为什么在匀速直线运动时,这两个力才相等?这运用了什么原理?如果小车作加速运动或减速运动,这两个力的关系又是如何?小车如果不做匀速直线运动就不能测出滑动摩擦力吗?最后,教师根据学生的表现给予积极的评价和个性化的指导,帮助学生认识到自己的优点和不足,明确未来的努力方向。
总之,初中科学中的问题导向教学对于培养学生的核心素养有着独特的作用。在问题导向教学中,问题是教学的核心,教学评一切活动都是围绕问题而展开的。整个教学课程包含三个关键环节,其中起源于问题导向,重在于问题的探究过程,落脚于科学核心素养和关键能力的提升。
参考文献
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