首页 -> 2008年第4期
科学探究问题情境的创设研究与实践
作者：洪家旺
心理学家赞可夫说：“教学法一旦触及到学生的情绪和意志领域、触及到学生的精神需要，这种教学法就能发挥高度的有效作用。”心理学研究表明：当学生置身于生动教学情境时，有利于激发学习需要。课堂教学的实践也表明：只有当学生被设计的课堂情境所感染，或思维进入预定的问题情境之中时，才能取得预期的效果。学生在愉快的心情下学习，注意力集中，思维活跃，接受信息快。
根据认知理论，物理教学的过程应该是以不断地提出问题并解决问题的方式来获取新知识的过程。在物理教学中，通过不断创设问题情境，激发学生的探求精神；通过创设成功的情境，使学生感受到获得成功的喜悦，调动学生学习的积极性。同时，创设问题情境可以把抽象的问题具体化，深奥的道理形象化，枯燥的知识趣味化，从而激发学生发现问题的欲望和探究问题的热情，为学生发现问题和探究问题创造条件。因此，在新的课程标准下，问题情境有其更广阔的天地，创设成功的问题情境可以使新课标的三维目标知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观达到和谐的统一。
2创设问题情境的方法
创设问题情境是把学生置身于研究新的未知的问题气氛中，提出有一定难度的问题，使学生既感到熟悉又不能单纯利用已有的知识和习惯的方法去解决。问题情境的创设主要是通过恰当的情境，提出问题，使教学内容具有新奇性，从而，使学生产生好奇心和求知欲，激发学生的探求动机和兴趣。
1）通过读新闻、讲故事，创设问题情境。新闻、故事往往蕴含着丰富的物理知识。新闻真实、故事生动，感染力强，在课堂上通过读新闻、讲故事的形式创设问题情境，可以激发学生学习兴趣，启发学生积极思考、探究热情。
例1探究流体压强与流速的关系。《东南快报》报道：2007年4月22日，一群铁路施工人员在广深线东莞火车站附近的股道旁施工时，一列由深圳开往广州的火车高速驶过，强大的气流将来不及跑开的工人掀起，致使2人当场死亡，4人受伤。学生听了很震惊，人为什么会被气流掀起、“吸”进铁道？流体的压强与流速有什么关系呢？
例2探究物体的浮沉条件。讲述“死海不死”的故事。在学生惊奇之余提问：人在死海里为什么总是浮在水面上？浮在水面上的条件是什么呢？由此，引入物体浮沉条件的探究教学；
2）利用实验，创设问题情境。物理是一门以观察和实验为基础的科学，通过创设一些新颖、有趣的实验，引导学生观察，能有效激发学生的好奇心和求知欲，刺激学生感官，激发学生的学习兴趣。利用实验创设问题情境，有利于引导学生通过对实验的观察、研究和分析去思考问题、探索问题，从而揭示物理现象的本质、探究物理现象的内在规律。
例3探究凸透镜成像的规律。探究凸透镜成像的规律是教学的难点，在教学时，通过实验创设情境，把一个较复杂的问题科学分成几个小问题，这些问题相互联系，层层递进，分别探究，然后，把探究的结果有机整合，形成系统的知识结构。教学设计如下：
学生实验：透过凸透镜靠近课本看字和看远处的物体。
教师：看到什么现象？
学生：看课本的字变大（放大），而且正立；远处的物体变小（缩小），而且倒立。
教师：凸透镜靠近课本看字和看远处的物体时，课本到透镜的距离（物距）和远处物体到凸透镜的距离有什么关系？凸透镜成正立和倒立的像与什么因素有关？
教师：凸透镜在什么情况下，成正立的像？什么情况下成倒立的像？正立、倒立的像都能呈现在光屏上吗？引导学生探究得出结论。
学生实验：改变物距，观察像的大小变化。学生会发现，随着物距的改变，像的大小发生了改变。
教师：成正立的像，像都是放大的吗？成倒立的像时，什么情况下，像是等大的？什么情况下，像是放大的？什么情况下，像是缩小的？引导学生探究，总结出凸透镜成像的规律。
例4浮力。浮力的教学是初中物理教学的一个难点。来自生活中的经验往往成为学生思维的障碍，学生常误认为浮力跟物体的质量、体积、密度有关，跟物体浸入液体中的深度，跟物体空实心以及物体形状有关等等。为了使学生建立正确的概念，基于初中生的心理特征，通过多媒体引入海底世界的精彩片段，提出问题，为什么有时候浮力大到可以托起一艘万吨巨轮，而有时候又小到托不起一片薄薄的铁片？一艘船从海里驶向河里，浮力有什么变化？浮力的大小究竟跟哪些因素有关？接着演示如下实验：在盛有一定比重盐水的烧杯中，放进一个木块，木块便浮于水面；放进一块石子，石子便沉入水里。放进一个鸡蛋，鸡蛋则悬浮在盐水中。再将此蛋放进清水里，则见蛋下沉；放进浓度更大的盐水里，则见蛋浮在水面上。看到这么奇怪的现象，学生一定会被吸引住，激发起学生的学习兴趣和求知欲，他们心里就会产生疑问：为什么在同一种液体里放进不同的物体，木块会漂浮，石子会下沉，而鸡蛋却会悬浮？为什么同一个物体放进不同的液体里，浮沉的情况也会不一样的呢？这时教师因势利导引出“物体的浮沉条件”这一新课。正是这样一层一层的循序渐进，学生在实验中得到了答案，更重要的是在实验中提高了探究能力从而使物理的实验教学得到了升华；
3）联系社会生活，创设问题情境。利用学生身边熟悉的生产、生活情境，创设问题情境，容易激发学生的愉悦心情，触发学生的情感和求知欲，更能提高学生探究学习的兴趣和探究热情，提高他们学习的积极性和主动性。真正体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。
例5探究压力的作用效果与哪些因素有关？ 列举社会生活中有关压力作用效果（压强）的实例：书包带为什么要做得宽大？华表的底座为什么要做得很宽？菜刀的刀刃磨锋利，切菜就容易？图钉尖要做得很尖？这一系列现实性的问题，从生活实际出发，极易引发学生的关注和思考，提高学生探究学习的兴趣。这些问题都与压力的作用效果有关，压力的作用效果与哪些因素有关呢？很自然地把学生的注意力吸引到要探究的问题上，同时，还能引导学生关心社会，了解物理在社会发展和人类活动中的重要作用；
4）运用逆向思维方式，创设问题情境。逆向思维是科学发现的基础，许多科学家的科学发明都是从逆向思维开始的。引导学生逆向思维不但可以教给学生质疑思维的方法，还培养了学生的创新能力。运用逆向思维方式，可以有效地创设富有启发性的问题情境,激发学生的探究热情。
例6探究怎样产生感应电流？奥斯特实验表明通电导体周围存在磁场，电能生磁。引导学生逆向思考：磁能否生电呢？怎样才能使磁生电呢？
5）利用信息技术和多媒体，创设问题情境。 多媒体集文字、图形、图像、声音、动画、影视等各种信息传输手段于一体，具有很强的真实感和表现力，可以调动学生的学习积极性。对于一些抽象、不可见、难理解、难解释的概念、原理，利用信息技术和多媒体创设问题情境，可以吸引学生的注意力，激发学生的探究兴趣。
例7探究声音是怎样产生的？利用多媒体播放自然界、乐器发出的各种各样的声音，把学生引入声音的世界。然后，提出：声音是怎样产生的呢？学生的注意力很容易集中到所要探究的问题上，并认真探究。
例8探究磁极间的相互作用。在探究磁极间的相互作用时，利用多媒体播放磁悬浮列车的行使让学生观看，然后，提出问题，磁悬浮列车为什么能浮在铁轨上？其工作原理是什么？引发学生思考。
例9 动能和势能的相互转化。“蹦极”是一种新兴的娱乐活动，大部分学生没有体验过，也没有看到过，但对学生有很强的吸引力。在探究动能和势能的相互转化时，利用多媒体播放“蹦极”运动让学生观看，在这样的情境创设基础上，提出问题，在“蹦极”的过程中，动能和势能是如何相互转化的？学生的注意力很快就集中到所要讨论的问题上。
3创设问题情境应注意的几个问题
1）目的要明确。教师创设的问题情境必须要有明确的目的，必须围绕本节课的教学内容、学习任务来进行；
2）形式要新颖。教师创设的问题情境的表现形式必须要新颖、奇特、生动，对学生能产生吸引力，能激起学生对此事的关注和兴趣；
3）难度适中。创设的问题情境所产生的问题要适合学生的实际水平，能造成一定的认知冲突，保证大多数学生在课堂上处于积极的思维状态；
4）方法要灵活。由于实际生活中的情境往往综合了许多因素，比较复杂，如果教师让其原封不动地展现在学生面前，学生定会受到知识水平、能力、时空的限制，解决起来很费时。因此，教师要灵活地处理，对现实情景中的有些因素进行提炼，删去多余和无关紧要的东西，增添表达的内容，使学生在活动中很快地进入状态，直奔主题，为教学服务。
总之，教学的艺术不在于传授，而在于激励、唤醒和鼓舞学生的心灵。在科学探究课堂教学中，教师应认真分析教材和课程标准,努力创设问题情境，激发学生探究的兴趣和热情，从而培养学生科学探究的能力。