科学探究问题之我见
[摘要]科学探究问题往往是封闭的,是可以指向确定的答案的问题,它产生于开放性的问题之后。发现和提出科学探究问题是整个科学探究活动的载体,它贯穿于整个探究活动的全过程,目的是为了保证整个科学探究活动的顺利进行。在科学课堂教学中,科学探究问题宜小不宜大,宜少不宜多;2、创设良好的问题情境,让学生在活动中自己发现和提出问题;3、让学生始终围绕已经确定的问题进行探究。
关键词:科学 探究 问题
《科学(3—6)年级课程标准指出:以探究学习为核心是科学课程的基本理念,亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。要实施科学探究活动,必须发现和提出科学探究问题,没有科学问题不会有科学探究活动,那么什么是科学探究问题呢?发现和提出科学探究问题的目的是什么?在科学探究课中如何处理科学探究问题呢?本文就从这三方面展开阐述。
一、什么是科学探究问题
要回答这个问题,首先看一个例子。一节探究“空气”的课堂中,教师一开始让孩子们自由地吹气球,在大家都有了足够的体验后,教师提出了问题“气球为什么会被吹大?”那么这是不是一个科学问题呢?表面上我们可以说是,因为它试图探究气球被吹大这个客观现象的解释。(教师的理想答案是气球里充满了空气,所以气球被吹大了)那么这有没有科学价值呢?这是一个开放性的问题,年幼的孩子甚至可以回答“因为我们使劲吹,所以它就变大。”这样的回答在逻辑上并没有什么错误。但我们仔细分析一下这个“气球为什么会被吹大?”的问题,它的变量包括气球的材料、空气的含量、空气的可压缩性、吹气人的力气。因此,孩子们往往非常迷惑,难以把握。善于思考的孩子听到这样问题的第一反应,很可能是不知所措;而听惯了这样问题的孩子可能是摸出了答题的规律,不假思索反而答得对。这里使人联想起一堂语文课中的问题:“狼牙山五壮士在跳崖之前的一瞬间,他们都想到了什么?”认真思考的孩子可能一进难以回答,而背得“以不变应万变”的标准答案、回答“想到了党、想到了新中国”之类套话的学生反而得到表扬。如果按照学生这样的反应去评价其学习成绩,岂不是很成问题!因此我们可以说科学问题往往是封闭性的,可以指向确定的答案的。封闭性的科学问题往往产生于开放性问题的提出之后,没有开放性的问题便不会产生封闭性的问题。小学阶段的学生,由于抽象思维能力不够,往往不能独立地、成功地提出一个封闭的科学问题,而要靠充分、亲历的活动和教师的引导才能成功。
二、发现和提出科学探究问题的目的是什么。
我们知道科学探究是个包含了提出问题、做出假说、制定计划、观察实验、搜集证据、进行解释、表达与交流的过程,很显然发现和提出科学问题显了寻找一种解释,而不是最后解决问题的方案;发现和提出科学探究问题是整个探究活动的第一步,没有科学探究问题便不会有科学探究活动;发现和提出科学探究问题是整个科学探究活动的载体,它贯穿于整个探究活动的全过程,在不断地质疑释疑中探究尝试,带着问题在探究中领悟并掌握学习的方法和策略。因此我们可以说发现和提出科学探究问题的目的是为了保证整个科学探究活动的顺利进行,它不仅决定一节课的内容,而且决定这节课的基本思路,将直接影响到科学探究活动的真正展开。
三、在课堂教学中,如何处理科学探究问题
1、科学探究问题宜小不宜大,宜少不宜多。
小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程,它的性质决定了科学探究问题也应该符合学生的认知发展过程,以“循序渐进”为妙,以“小而精”为妙,跨学科的大问题是较后阶段的学习内容;创新精神的培养主要体现在探究方法和学习环境、师生关系上,而不在学习前沿的科学知识上。我们有些课的主题不仅大而且跨越了不同的学科。如在“一杯水的观察”中,孩子们在教师的提问下,要探究的问题五花八门。诸如:
A:我想研究水是怎么产生的,哪些动物是不喝水的。
B:我想研究水会不会给我们带来坏处。
C:以前我们上过“水”,有些同学说水是透明的,但是老师说透明的不一定是水,我想研究水到底是透明的吗?
D:我想知道为什么动物怕水?
E:我想知道水能为人们做些什么?
F:很多成语都用到水,还有说到知识,就把知识说成知识的海洋。我想知道为什么要用水来形容。
E:如果海上的风起得太大了,船上有一个洞的话,船就会沉。所以我认为可以研究水带来的坏处。
在这里,教师给自己出了很大的难题。孩子们的问题涉及到水的性质,物理学问题(上例中C);涉及到水的性质的利用,技术问题(B、G、E);涉及到水的起源,地球的起源问题(A);涉及到动物与水的关系,生态学问题(A、D);涉及到成语的形成,语言学问题(F)。这么多的问题是很难在一节课上解决的,而且很多都不是科学探究问题。
因此我认为对于科学问题我们也要“勿以善小而不为”,提出的主题要小,对于是什么的问题,所观察的对象要具体,对于为什么的问题,所解释的现象要简化,不要变量太多,因为这是“科学启蒙课程”。
2、创设良好的问题情境,让学生在活动中自己发现和提出问题。
每一个人总是基于生活经验形成了许多有助于适应环境的知识,这种“知识”就是他的“既知”。学生正是拥有这和“既知”和“现在经验”走进课堂的,而且他们相信自己的“既知”和“现在经验”是“正确”的。因此,在学生提出科学探究问题的过程中,教师首先应该充分考虑这些实际情况,创设新异的情景,这种情景与学生已有的发展水平具有一种适度的关系。表现为既有新异的一面,又有熟悉的一面;既有适应之处,又有不适应之处。用学生的体验来说,必须处于似懂非懂、似会非会、似能胜任又不能胜任之中。只有这样,这些新异情景才能构成问题情境。如下面一个案例。
教师首先出示活动材料:盛有八成水的的水槽、透明塑料杯、乒乓球各一件),然后把乒乓球放在水槽里,然后把塑料杯倒过来,罩住乒乓球往水里压,当把杯子全部压入水里后,猜一猜,乒乓球会在哪个部位?
(1、乒乓球顶住装满了水的塑料杯在上面;2、乒乓球浮在装了一半水的塑料杯的中间;3、乒乓球在没有水的塑料杯的下面,贴在水槽底部),
结果,第一种情况最多,第二种情况其次,第三种情况最少。
教师:“我给大家做一做,看一看你的猜想对了吗?”(教师演示,结果出现了第3种情况。)
生众(私下议论):怎么会是这样呢?
师:看到这一现象,同学们有什么问题吗?
生1:乒乓球总是浮在水面上的,但这个水槽里的乒乓球为什么反而在水底了呢?
生2:乒乓球罩上了杯子为什么它就浮不起来了?
生3:倒扣的杯子里有空气,是不是空气压住了水,水进不了杯子,乒乓球才浮不起来得呢?
师:你能用桌上教师提供的材料做个实验,证明这倒扣的杯子里确实有空气吗?
在这个案例中,当“意外”地出现了乒乓球没浮上去的现象时,学生们十分惊奇,为什么乒乓球留在了杯子口?这里有什么奥秘?教师通过创设情景,造成学生所见现象与“既知”和“现有经验”之间的矛盾冲突,学生自然产生了想探究的问题,并且想寻求问题答案的热情十分高涨。
3、让学生始终围绕已经确定的问题进行探究。
受学生认知水平和心理特点的制约,小学生在科学探究活动中会因为材料的多种原理或更明显、更吸引学生注意力的构造使得他们忘了或不注意原来所发现和提出的科学探究问题,而去探究一些另外的无关的问题。如以认识空气的性质为例,有经验的教师用的是简单的纸口袋,而我们的不少老师用打气筒、篮球,用降落伞,用气枪。两者的差异是什么?前一种学生关注的始终是与空气的性质有关的事实或问题(如空气会流动,空气能占据空间),后一种关除了去探究空气的性质外还可能会去探究气筒里为什么会有这么多用不完的空气、降落伞怎样做才能更好等等,最终学生不会形成空气是否是一种客观存在的物质的概念。没有明确的科学问题就是没有目标,而没有目标的探究始终停留在感性知识阶段,而不能上升到理性——形成概念。已有研究指出了我国目前科学教学中类似于教学目标不明确的问题:(1)信息过多过杂,超过学生的接受和消化能力。(2)教学目标多而笼统。那么在科学探究中如何克服这些弊端呢?我们的科学探究活动要紧紧围绕着合适的明确的教学目标进行设计,所提问题要具体,尺度要小并且贴近学生的实际;同时所用的材料只要能说明问题的本质那就越简单越好。也就是说孩子们的问题和注意力是可以由教师通过良好的活动设计(所给的材料和引导)来控制的,使之不会出现跟探究目标无关的五花八门的问题。
综上所述,我们首先要明确什么是科学问题,认识到发现和提出科学问题是为了寻找一种解释,它不仅决定一节课的内容,而且决定这节课的基本思路,将直接影响到科学探究活动的真正展开。明确活动中的教学目标设计是以发现科学问题、回答科学问题、形成科学概念为目的的,并且注意在整个活动过程中让学生始终围绕着所关心的科学探究问题或目标进行。要做到这一点,教师要善于创设良好的问题情境,科学探究问题要具体,尺度要小且贴近学生的经验。实际上这也培养了学生对待问题的分析态度,而不是所谓的“综合”的、不求甚解的、“宏观”的态度。
参考文献:
喻佰军:《小学科学教学案例专题研究》,浙江大学出版社,2005年
张红霞:《科学究竟是什么》,教育科学出版社,2003年
此文曾获上虞市年度学科论文二等奖
[此贴子已经被作者于2007-9-18 17:33:49编辑过]