首页 -> 2007年第11期

问题连续体在科学教学中的具体运用

作者：田　泽

　　在《科学(3-6年级)课程标准》中明确指出，“小学的科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程”。在2007年北京市科学骨干教师培训班上，李晶教授又谈到：“一个好的教师，不仅要和学生一起通过收集事实找到规律，还要将这些规律上升到一个更高的层次，即观念，提升、改变学生的原有观念，使学生获得的知识得到扩展和发展。小学的科学教育目标应该是以科学观念为核心的科学素养教育，突出科学观念。”由此可见，科学教师在培养学生科学素养的过程中，要注重学生科学观念的形成和发展。笔者发现在小学科学教学中运用问题连续体设计课堂教学环节可以很好地渗透科学观念，促进学生科学素养的形成和发展。
　　
　　一、问题连续体理论
　　
　　1、问题连续体理论的产生
　　美国亚利桑那大学的梅克教授运用多元智能理论，18年来在美国及世界30多个国家和地区开展了“发现”(DISCOVER)项目实验，创立了以开发学生潜能为目标的“问题体系”。这个体系以“问题”为中心，以“方法”为中介，以“答案”为结果，根据学生的智力发展水平构建了五个层次的教学结构，揭示了五种类型的“问题解决”情景对于开发学生潜能的功能作用。“问题解决”教学已经成为各国各科教学改革的一个重要策略，更多地用于发展学生思维、探索、创新、实践等能力。
　　
　　2、问题连续体的五类问题及其之间的关系
　　“问题连续体”中的问题，从封闭到开放，分为五个层次，又被称为“梅克—斯克维的问题类型连续体”或者叫“DISCOVER问题连续体矩阵”。
　　从问题的性质看，第一类型的问题，基本是事实水平的问题，通常是以了解个别范例的事实为目标，要求学生在对事实进行感知的基础上解决问题；第二类型的问题，仍然是事实水平的问题，但需进行必要的推理等思维活动方能解决问题；第三类型的问题，是以形成概念、掌握规律或原理为目标，注意引导学生从个别扩展到“类”，再从“类”把握其背后的规律。学生不仅不需要完成抽象概括的过程，还要完成从系统化到具体化的过程。第四类问题，运用所掌握的概念、规律或原理，把握该“范例”的上位主题，解决以主题范围内的定向问题为目的，引导学生发散思维，主动参与，互动合作，解决问题。第五类问题，在主题范围内自行发现与主题相关的综合性问题，自行提出解决方案，解决问题，要求学生不仅提高解决真实问题的能力和创造性，同时要实现对人、对世界的态度、情感和价值观。
　　
　　二、问题连续体在科学教学中的具体运用案例
　　
　　下面，以笔者教学首师大版科学教材《植物怎样传播种子》一课的亲身经历为例，谈问题连续体在实际教学中的具体应用。
　　用问题连续体理论对本课的五个问题进行分析：
　　问题一：蒲公英是怎样传播种子的?它能不能靠水传播?
　　问题——师生——已知
　　解决问题的方法(直接观察、间接观察)——师生——已知
　　答案——师——已知
　　问题一是事实水平的问题，学生在对事实感知的基础上解决问题。学生根据语文课本和课外读物以及平时对蒲公英种子的观察，可以回答这个问题。
　　问题二：观察、比较海豆、婆罗洲曼藤、希理拉亚凤仙花、牛蒡等几种植物传播种子的方式、科子的结构特点是怎样的?
　　 问题——师生——已知
　　解决问题的方法(观察与比较)——师—已知，生——部分已知
　　答案——师——已知，生——未知
　　第二个问题仍然是事实水平的问题，学生要应用比较的思维方法才能解决问题。
　　这一环节，学生开始出现问题意识，心里会形成一种悬而未解但又必须解决的求知状态，激发了学生强烈的学习愿望，从而使学生注意力高度集中，积极主动地投入学习。同时，学生的头脑中会出现假设：海豆、婆罗洲曼藤、希玛拉亚凤仙花、牛蒡等几种植物传播种子的方式、种子的结构特点是怎样的?种子的传播方式与种子的结构特点之间有没有关系呢?学生通过观察这些植物果实和种子的结构、传播方式来验证自己的假设。
　　问题三：植物种子的传播方式与果实和种子的结构之间有关系吗?有什么关系?
　　问题——师生——已知
　　解决问题的方法(多种)——师——已知。生——未知
　　答案——师——已知，生——未知
　　在学生观察、比较了蒲公英和海豆等一些果实和种子的结构特点后，学生会对不同的植物种子的传播方式与果实和种子的结构之间的关系有所意识，当教师提出这个问题后，通过讨论和彼此的交流，学生会比较清晰地发现种子的传播方式是和种子的结构特点相适应的。
　　第三个问题是概念水平的问题，通过前面的比较和讨论，学生建立了科学概念：种子的传播方式与种子的结构特点相适应。
　　问题四：根据这一发现判断其他植物的种子用什么方式传播?
　　问题——开放性的
　　解决问题的方法(多种)教师——部分已知——学生——部分已知
　　答案(多种)——教师——部分已知，学生——部分已知
　　第四个问题，把单个的植物种子的传播方式和种子的结构特点上升为科学观念“植物种子的结构与其功能相互适应”，解决以主题范围内的定向问题为目的，引导学生发散思维，主动参与，互动合作，解决问题。
　　每个学生都有自己独特的内心世界、精神世界和内在感受，有着不同于他人的观察、思考和解决问题的方式。在这个问题的解决中，教师并不能够预料学生能够回答出多少种答案，还会提出什么问题，教师已经不是教学进程的完全控制者。
　　在解决这个问题的过程中，学生平时对自然界中植物种子的观察、对植物传播方式的了解，成为自己学习的资源，每个学生都会认为“我能学”，都有相当强的潜在的和显在的独立学习能力，都有一种表现自己独立学习能力的欲望，学习活动对他们来说就不是一种负担，而是一种享受、一种愉快的体验，学习的主动性得到发挥。因此，在这一环节，教师要创造机会让学生独立学习，培养独立学习的能力、自主解决问题的能力。
　　教师由蒲公英是怎样传播种子的个别范例人手，通过学生观察、比较、归纳、总结、应用，这样的教学设计是在建立一种观念：即渗透生命体的结构和功能相适应的科学观念。课下，教师就这一问题考察了部分学生，有80％的学生认为植物的一些特点是与它的身体结构相适应的，这说明学生对生命体的结构和功能相适应的观念有了一定的理解。从课上学生回答问题的情况看，我们同样发现，学生已经能利用植物果实和种子的传播方式与种子结构特点相适应的关系来判断种子的传播方式了，可见，这样的教学设计便于学生建立科学观念，提高学生解决问题的能力，促进了学生科学素养的形成和发展。
　　问题五：你还发现哪些事物可以用我们今天学习的科学观念来解释?
　　由此学生可以联想到很多，如沙漠中的植物具有的身体结构，是和它们的生活环境相适应的；鸟

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