浅谈初中物理教学中“提出问题”能力的培养
李秀斌 谢丽
教学活动是思维活动,提高人的思维能力是教育的根本目的之一.《义务教育物理课程标准(2011年版)》所确立的课程目标中指出:“经历观察物理现象的过程,能简单描述所观察物理现象的主要特征,能在观察和学习中发现问题,具有初步的观察能力及提出问题的能力.”问题是最好的学习资源,学生的思维活动的质量取决于引发思维活动的问题,如何引发学生提出问题及解决问题是广大教师关注的问题.本文所述的“提出问题”能力的培养,是指在初中物理课堂教学活动中,引导学生根据所观察的现象,发现问题并提出问题.
1 关注问题,促进思维
1.1 物理学习活动中的问题
“问题”是指需要解决还没有解决的事.迈耶(R.E.Mayer)曾经下过一个比较明确的定义:当问题解决者想让某种情境从一种状态转变为另一种不同的状态,而且问题解决者不知道如何扫除两种状态之间障碍时,就产生了问题.
学生在学习物理的过程中会遇到许多在他们看来是新鲜的事和有趣的物理现象,而他们也总是试图去解释与解决,但他们总是会感到有很多困难——这就是问题.
1.2 问题促进学生的物理学习
物理学习过程,从根本上讲是一种认知过程,是学生个体与物理环境相互作用中认识物理世界的过程,亦即学生的物理认知结构发生变化的过程.物理的思维过程是从发现问题开始的,问题是学习的最好动力,思维是从问题开始的.这是因为思维总是运用已有的知识、经验去认识新事物,获得新知识,解决新问题的过程.
在物理学习活动中,学生会自然地将生活与学习活动中发现的一些现象,与物理知识相联系.这就要求教师要有意识地引导学生将观察活动中所观察的现象进行抽象,指导学生进行分析,从中抽出最核心的并作为问题提出来,以达到会用物理知识解决问题.
当学生在物理学习活动中遇到问题时,是需要进行解决的,这些现象本身不是物理规律,要引导学生对所观察的现象运用分析、综合、概括、抽象、比较等方法从具体的事例寻找具有共性特征,形成概念,得出反映事物的本质与规律性.
案例1 在学习光的折射时,我们运用激光笔、水槽、水、管子、比较粗的塑料棒及自制的小鱼做叉鱼的实验活动.
实验一 用鱼叉叉鱼.利用如图1所示的管子观察水中的鱼,将用“鱼叉”沿着观察方向叉水中的鱼,发现叉不到鱼,这就使学生感到好奇,明明鱼就在眼前,为什么叉不到呢?
实验二 保持实验装置不变,改用激光笔沿着管道照射鱼,这时看到光线正好射到鱼身上(图2).为什么用激光能照到鱼,而用鱼叉却叉不到鱼呢?
上例中当学生通过管子看到水中的鱼后,会认为鱼肯定会与管子在一条直线上,那是他们已经知道,不借助其他器材观察物体时物体与眼晴总是在一条直线上的.所以用直的鱼叉肯定能叉到鱼呀.而现在却叉不到,看来是需要用新的知识解释了.
我们知道思维活动是有一定的过程的.思维活动都是大脑将所获得的素材经分析与综合活动,进行比较、概括与系统化;再进行抽象和具体化.
2 促进学生提出问题
“提出(发现)一个问题往往比解决一个问题更为重要,因为解决一个问题也许只是一个数学上或实验上的技巧问题.而提出新的问题、新的可能性,从新的角度看旧问题,却需要创造性的想像力,而且标志着科学的真正进步.”这个理念学生也知道的,可是面对自己如何提出问题却不容易了.
2.1 利用实验情景引导学生提出问题
物理学习始于物理环境对学生的刺激.由于人们对客观事物的认识是从感知开始的,中学生学习物理过程中感知就是观察和实验.教师在学生学习物理过程中要有意识地引导学生进行观察,并创设条件让学生参与实践,从而启发学生提出问题.
案例2 在进行平面镜知识教学活动时,做浇不灭的蜡烛实验.让学生观察平面镜后面的玻璃杯中点燃的蜡烛,这实际上是平面镜所成的虚像,向玻璃杯中倒入水,因为学生知道水是可以灭火,当杯中倒满水后发现玻璃杯中的蜡烛依然没有被浇灭.学生看到这个现象后很惊呀.有学生问:为什么水不能浇灭瓶中蜡烛的火焰?
案例3 在学习电流的热效应时,让学生观察通电后用凡士林粘着的火柴在不同的电阻上先后下落,让学生提出需要研究的问题.在电流相同时为什么火柴不同时从电阻上落下?
案例4 在学习光的反射定律时.以射击比赛的形式.教师提供的器材有两块平面镜、两支激光笔.要求参与者背对着目标将目标击中.学生就会想到这
怎么可能?于是,想到了请学生来帮忙.当实现了击中目标之后,就要求学生针对所做的实验提出问题:“镜子在这个实验中有什么作用?”“不用镜子也可以完成实验吗?”
为什么向物体的反方向发出光,也能击中目标?在这个过程中,光会遵循什么规律?
这与前面学习的光的直线传播理论不相符.
2.2 利用课堂生成促进学生提出问题
在课堂教学活动中我们经常安排学生开展一些讨论活动.要求学生注意倾听别人的论述,提出要求从别人的发言中寻找答案,并针对别人的发言发现问题,提出问题;让同学对问题进行讨论.
案例5 在用电流表探究并联电路中电流关系实验中.实验进行过程中有学生发现电流表指针逆时针偏转,就提出问题:“电流表的‘+‘-接线柱是不是接反了?”
开展活动促进学生相关提问题,并指定回答问题的人,这样就使得学生有了问题,甚至挖掘出新问题.
2.3 在解决实际问题的活动中提出问题
物理知识的学习是学生认识活动中的两个飞跃:第一个就是学生在知识建构的过程中感性认识上升到理性认识.这个阶段体现在将从感知中获得的物理现象的感性认识,经过分类、概括、抽象等思维加工活动,形成物理概念.
再经过抽象、判断、推理等思维活动,找出物理概念之间的内在联系,建立物理规律,并掌握它.如果只是走到了这一步,还是没有完成物理知识的学习.其中还要用所建立的物理概念和规律解决实际问题.学生要解决的实际问题主要体现在能解答根据实际情境所理想化的习题,当然有时也应该能解决一些简单实际问题.并能根据解决问题的过程提出新问题.
案例6 学习电学知识时,通过组织学生开展用小灯泡、开关、导线、电池等器材制作模拟病房呼叫电路活动,让学生体验到物理知识是有用的,在进行模拟电路展示活动中,有一个小组展示的过程.有的学生提出用小灯泡是能完成任务,可是实际病房是需要通过数字观察到具体是哪个病人呼叫的,这个问题我们怎么解决呢?同学根据这一提问设计出了多种方法.
3 培养学生“提出问题”要注意的问题
3.1 激化认知冲突,发现问题
教师在教学活动中要善于创设情境,让学生的认知发生冲突从而引发思考提出问题.
案例7 气球对于中学生来说是很熟知的物品,在讨论压力的作用效果时,设计一些实验.
实验前教师问放在铁钉上的气球能否承载物体?引起学生的思考,接着进行三个实验.
将气球放在有许多铁钉的钉板上,如图3所示,学生发生了争论,有人说气球会破裂,也有人持反对意见。结果发现气球没有被铁钉戳破时感到不可理解;在气球上方放一个轻平板时,胆小的学生开始将耳朵捂住,可看到气球还没有被铁钉戳破很好奇.再向平板上加放一个质量为100 g的砝码
时,学生更是用惶恐的目光看着,但看到气球仍然未破,如图4所示,很是惊讶,这时学生情不自禁地鼓掌.学生追问“气球没有破的原因是什么呢?”
案例8 在学习光的折射规律时,教师引导学生看课本上的三幅图片(图5),让学生进行思考,并要求学生根据图片所示的情境提出问题.有的学生提出问题:“眼睛为什么会受骗”,当学生提出了这个问题后,就引导学生进行讨论,为什么会发生这种现象,我们能否自己解决问题.
3.2 关注提出问题的思维品质
学生在学习过程中总是会遇到新的情况,当他们不能用已经学会的知识解决时,就是问题了.问题解决的过程对学生的思维活动是很有帮助的,只有当学生知道有问题,才能去设法解决.
在学生学习的起始阶段学生所提的问题可能会很简单,教师要首先肯定学生的行为是好的,当随着学生的问题不断深入,教师要引导学生提出一些是经过思考分析后的问题.在学习活动中组织学生提出问题,并对所提出的问题进行甄别,促进学生认识哪些是简单的问题,哪些是可被别的问题替代的问题,哪些是独立的问题.
在探究影响导体电阻大小因素的活动中,首先是通过将不同的导体接入电路中,灯泡的亮度发生了变化的实验,让学生感知导体对通过的电流是有阻碍作用的.在此基础上,引导学生思考怎样开展探究活动.引导学生设计实验方案,并对不同的设计方案进行分析对比从中选择适当的方案;进一步组织学生讨论,在实验中要观察什么现象,对所观察到的现象进行分析,判断找出共同的特征,抓住本质,得到影响导体电阻大小的结论.
通过观察实验现象,学生提出了:导体的长度对导体的电阻大小有影响吗?导体的材料对导体的电阻大小有影响吗?导体的粗细对导体的电阻大小有影响吗?导体的温度对导体的电阻大小有影响吗?加在导体两端的电压对导体的电阻大小有影响吗?通过导体的电流大小对导体的电阻大小有影响吗?
3.3 多提供机会,发挥评价功能的作用
在课堂教学活动中,教师要多考虑学生的问题.围绕主题让学生思考,并要求学生提出一些问题,其实学生提出问题的过程就是一个思维过程,当学生对所观察的现象能提出问题,就说明这个学生已经思考了,而且对于一些基本的问题已经解决,要考虑更多的问题.
课堂教学活动中,当教师要求学生提出问题时,由于学生的认知水平的原因,所提出的问题可能很简单,甚至有的问题很幼稚,还有的与所学习的知识内容根本没有联系,这时教师就要对学生进行指导,所提问题要与当前的内容相联系,要明确研究对像.
实践中发现有的学生不敢提问,有的学生找不到问题, 有的学生不善于提问,那么如何才能正确引导学生提问题或提出有价值的问题,这是由于学生在学习活动中对研究的主体观察不到位,更重要的是没有问题意识,这其中的原因之一是教师造成的.学生同学之间互相提问题,是培养学生合作学习,合作解决问题能力的有效手段.而且,同学间提问题,常常不讲究提问的形式,这样更有利于学生提出各种各样的问题,有利于培养学生思维的灵活性和发散性.
3.4 指导学生明确提问主体
如在用电压表测电压时,针对电压表的连接提出问题.在研究水的沸腾实验中,要求学生针对观察水内部气泡提出问题;在研究串、并联电路特点时,要求在组成电路后,针对开关提出问题.如学生提出“开关在电路中的位置不同,所控制的效果一样吗?”
学生不会提出问题,就说明其观察的对象不明确,这就需要教师进行引导.
以探究“凸透镜成像的规律”活动为例,向学生提出明确要求,记录观察凸透镜成像的虚实、大小、正倒.要求并对所观察的情况进行提问.“为什么凸透镜离物体的距离不同,所成像的大小不同?”“凸透镜成像的大小与像到凸透镜的距离有没有关系?”“凸透镜成像的大小与凸透镜的大小有没有关系?”引导学生分析,所提问题的价值,指导学生要有针对性地提出问题.
3.5 启发学生提问题时,要给学生有足够的时间与空间
问题的提出是要经过思考的,因此要求学生提出问题时,要给学生一定的时间,而且还要给予一定的空间,现在经常发现有的教师自己提问题时如连珠炮,学生根本没有思考的时间,其实这样提问题的只是一种形式,有的教师在进行教学时,即使让学生提出猜想,也是很少让学生思考.
教学活动是思维活动,提高人的思维能力是教育的根本目的之一.《义务教育物理课程标准(2011年版)》所确立的课程目标中指出:“经历观察物理现象的过程,能简单描述所观察物理现象的主要特征,能在观察和学习中发现问题,具有初步的观察能力及提出问题的能力.”问题是最好的学习资源,学生的思维活动的质量取决于引发思维活动的问题,如何引发学生提出问题及解决问题是广大教师关注的问题.本文所述的“提出问题”能力的培养,是指在初中物理课堂教学活动中,引导学生根据所观察的现象,发现问题并提出问题.
1 关注问题,促进思维
1.1 物理学习活动中的问题
“问题”是指需要解决还没有解决的事.迈耶(R.E.Mayer)曾经下过一个比较明确的定义:当问题解决者想让某种情境从一种状态转变为另一种不同的状态,而且问题解决者不知道如何扫除两种状态之间障碍时,就产生了问题.
学生在学习物理的过程中会遇到许多在他们看来是新鲜的事和有趣的物理现象,而他们也总是试图去解释与解决,但他们总是会感到有很多困难——这就是问题.
1.2 问题促进学生的物理学习
物理学习过程,从根本上讲是一种认知过程,是学生个体与物理环境相互作用中认识物理世界的过程,亦即学生的物理认知结构发生变化的过程.物理的思维过程是从发现问题开始的,问题是学习的最好动力,思维是从问题开始的.这是因为思维总是运用已有的知识、经验去认识新事物,获得新知识,解决新问题的过程.
在物理学习活动中,学生会自然地将生活与学习活动中发现的一些现象,与物理知识相联系.这就要求教师要有意识地引导学生将观察活动中所观察的现象进行抽象,指导学生进行分析,从中抽出最核心的并作为问题提出来,以达到会用物理知识解决问题.
当学生在物理学习活动中遇到问题时,是需要进行解决的,这些现象本身不是物理规律,要引导学生对所观察的现象运用分析、综合、概括、抽象、比较等方法从具体的事例寻找具有共性特征,形成概念,得出反映事物的本质与规律性.
案例1 在学习光的折射时,我们运用激光笔、水槽、水、管子、比较粗的塑料棒及自制的小鱼做叉鱼的实验活动.
实验一 用鱼叉叉鱼.利用如图1所示的管子观察水中的鱼,将用“鱼叉”沿着观察方向叉水中的鱼,发现叉不到鱼,这就使学生感到好奇,明明鱼就在眼前,为什么叉不到呢?
实验二 保持实验装置不变,改用激光笔沿着管道照射鱼,这时看到光线正好射到鱼身上(图2).为什么用激光能照到鱼,而用鱼叉却叉不到鱼呢?
上例中当学生通过管子看到水中的鱼后,会认为鱼肯定会与管子在一条直线上,那是他们已经知道,不借助其他器材观察物体时物体与眼晴总是在一条直线上的.所以用直的鱼叉肯定能叉到鱼呀.而现在却叉不到,看来是需要用新的知识解释了.
我们知道思维活动是有一定的过程的.思维活动都是大脑将所获得的素材经分析与综合活动,进行比较、概括与系统化;再进行抽象和具体化.
2 促进学生提出问题
“提出(发现)一个问题往往比解决一个问题更为重要,因为解决一个问题也许只是一个数学上或实验上的技巧问题.而提出新的问题、新的可能性,从新的角度看旧问题,却需要创造性的想像力,而且标志着科学的真正进步.”这个理念学生也知道的,可是面对自己如何提出问题却不容易了.
2.1 利用实验情景引导学生提出问题
物理学习始于物理环境对学生的刺激.由于人们对客观事物的认识是从感知开始的,中学生学习物理过程中感知就是观察和实验.教师在学生学习物理过程中要有意识地引导学生进行观察,并创设条件让学生参与实践,从而启发学生提出问题.
案例2 在进行平面镜知识教学活动时,做浇不灭的蜡烛实验.让学生观察平面镜后面的玻璃杯中点燃的蜡烛,这实际上是平面镜所成的虚像,向玻璃杯中倒入水,因为学生知道水是可以灭火,当杯中倒满水后发现玻璃杯中的蜡烛依然没有被浇灭.学生看到这个现象后很惊呀.有学生问:为什么水不能浇灭瓶中蜡烛的火焰?
案例3 在学习电流的热效应时,让学生观察通电后用凡士林粘着的火柴在不同的电阻上先后下落,让学生提出需要研究的问题.在电流相同时为什么火柴不同时从电阻上落下?
案例4 在学习光的反射定律时.以射击比赛的形式.教师提供的器材有两块平面镜、两支激光笔.要求参与者背对着目标将目标击中.学生就会想到这
怎么可能?于是,想到了请学生来帮忙.当实现了击中目标之后,就要求学生针对所做的实验提出问题:“镜子在这个实验中有什么作用?”“不用镜子也可以完成实验吗?”
为什么向物体的反方向发出光,也能击中目标?在这个过程中,光会遵循什么规律?
这与前面学习的光的直线传播理论不相符.
2.2 利用课堂生成促进学生提出问题
在课堂教学活动中我们经常安排学生开展一些讨论活动.要求学生注意倾听别人的论述,提出要求从别人的发言中寻找答案,并针对别人的发言发现问题,提出问题;让同学对问题进行讨论.
案例5 在用电流表探究并联电路中电流关系实验中.实验进行过程中有学生发现电流表指针逆时针偏转,就提出问题:“电流表的‘+‘-接线柱是不是接反了?”
开展活动促进学生相关提问题,并指定回答问题的人,这样就使得学生有了问题,甚至挖掘出新问题.
2.3 在解决实际问题的活动中提出问题
物理知识的学习是学生认识活动中的两个飞跃:第一个就是学生在知识建构的过程中感性认识上升到理性认识.这个阶段体现在将从感知中获得的物理现象的感性认识,经过分类、概括、抽象等思维加工活动,形成物理概念.
再经过抽象、判断、推理等思维活动,找出物理概念之间的内在联系,建立物理规律,并掌握它.如果只是走到了这一步,还是没有完成物理知识的学习.其中还要用所建立的物理概念和规律解决实际问题.学生要解决的实际问题主要体现在能解答根据实际情境所理想化的习题,当然有时也应该能解决一些简单实际问题.并能根据解决问题的过程提出新问题.
案例6 学习电学知识时,通过组织学生开展用小灯泡、开关、导线、电池等器材制作模拟病房呼叫电路活动,让学生体验到物理知识是有用的,在进行模拟电路展示活动中,有一个小组展示的过程.有的学生提出用小灯泡是能完成任务,可是实际病房是需要通过数字观察到具体是哪个病人呼叫的,这个问题我们怎么解决呢?同学根据这一提问设计出了多种方法.
3 培养学生“提出问题”要注意的问题
3.1 激化认知冲突,发现问题
教师在教学活动中要善于创设情境,让学生的认知发生冲突从而引发思考提出问题.
案例7 气球对于中学生来说是很熟知的物品,在讨论压力的作用效果时,设计一些实验.
实验前教师问放在铁钉上的气球能否承载物体?引起学生的思考,接着进行三个实验.
将气球放在有许多铁钉的钉板上,如图3所示,学生发生了争论,有人说气球会破裂,也有人持反对意见。结果发现气球没有被铁钉戳破时感到不可理解;在气球上方放一个轻平板时,胆小的学生开始将耳朵捂住,可看到气球还没有被铁钉戳破很好奇.再向平板上加放一个质量为100 g的砝码
时,学生更是用惶恐的目光看着,但看到气球仍然未破,如图4所示,很是惊讶,这时学生情不自禁地鼓掌.学生追问“气球没有破的原因是什么呢?”
案例8 在学习光的折射规律时,教师引导学生看课本上的三幅图片(图5),让学生进行思考,并要求学生根据图片所示的情境提出问题.有的学生提出问题:“眼睛为什么会受骗”,当学生提出了这个问题后,就引导学生进行讨论,为什么会发生这种现象,我们能否自己解决问题.
3.2 关注提出问题的思维品质
学生在学习过程中总是会遇到新的情况,当他们不能用已经学会的知识解决时,就是问题了.问题解决的过程对学生的思维活动是很有帮助的,只有当学生知道有问题,才能去设法解决.
在学生学习的起始阶段学生所提的问题可能会很简单,教师要首先肯定学生的行为是好的,当随着学生的问题不断深入,教师要引导学生提出一些是经过思考分析后的问题.在学习活动中组织学生提出问题,并对所提出的问题进行甄别,促进学生认识哪些是简单的问题,哪些是可被别的问题替代的问题,哪些是独立的问题.
在探究影响导体电阻大小因素的活动中,首先是通过将不同的导体接入电路中,灯泡的亮度发生了变化的实验,让学生感知导体对通过的电流是有阻碍作用的.在此基础上,引导学生思考怎样开展探究活动.引导学生设计实验方案,并对不同的设计方案进行分析对比从中选择适当的方案;进一步组织学生讨论,在实验中要观察什么现象,对所观察到的现象进行分析,判断找出共同的特征,抓住本质,得到影响导体电阻大小的结论.
通过观察实验现象,学生提出了:导体的长度对导体的电阻大小有影响吗?导体的材料对导体的电阻大小有影响吗?导体的粗细对导体的电阻大小有影响吗?导体的温度对导体的电阻大小有影响吗?加在导体两端的电压对导体的电阻大小有影响吗?通过导体的电流大小对导体的电阻大小有影响吗?
3.3 多提供机会,发挥评价功能的作用
在课堂教学活动中,教师要多考虑学生的问题.围绕主题让学生思考,并要求学生提出一些问题,其实学生提出问题的过程就是一个思维过程,当学生对所观察的现象能提出问题,就说明这个学生已经思考了,而且对于一些基本的问题已经解决,要考虑更多的问题.
课堂教学活动中,当教师要求学生提出问题时,由于学生的认知水平的原因,所提出的问题可能很简单,甚至有的问题很幼稚,还有的与所学习的知识内容根本没有联系,这时教师就要对学生进行指导,所提问题要与当前的内容相联系,要明确研究对像.
实践中发现有的学生不敢提问,有的学生找不到问题, 有的学生不善于提问,那么如何才能正确引导学生提问题或提出有价值的问题,这是由于学生在学习活动中对研究的主体观察不到位,更重要的是没有问题意识,这其中的原因之一是教师造成的.学生同学之间互相提问题,是培养学生合作学习,合作解决问题能力的有效手段.而且,同学间提问题,常常不讲究提问的形式,这样更有利于学生提出各种各样的问题,有利于培养学生思维的灵活性和发散性.
3.4 指导学生明确提问主体
如在用电压表测电压时,针对电压表的连接提出问题.在研究水的沸腾实验中,要求学生针对观察水内部气泡提出问题;在研究串、并联电路特点时,要求在组成电路后,针对开关提出问题.如学生提出“开关在电路中的位置不同,所控制的效果一样吗?”
学生不会提出问题,就说明其观察的对象不明确,这就需要教师进行引导.
以探究“凸透镜成像的规律”活动为例,向学生提出明确要求,记录观察凸透镜成像的虚实、大小、正倒.要求并对所观察的情况进行提问.“为什么凸透镜离物体的距离不同,所成像的大小不同?”“凸透镜成像的大小与像到凸透镜的距离有没有关系?”“凸透镜成像的大小与凸透镜的大小有没有关系?”引导学生分析,所提问题的价值,指导学生要有针对性地提出问题.
3.5 启发学生提问题时,要给学生有足够的时间与空间
问题的提出是要经过思考的,因此要求学生提出问题时,要给学生一定的时间,而且还要给予一定的空间,现在经常发现有的教师自己提问题时如连珠炮,学生根本没有思考的时间,其实这样提问题的只是一种形式,有的教师在进行教学时,即使让学生提出猜想,也是很少让学生思考.