拋錨問題情境激發(fā)主動探究

1、拋錨問題情境激發(fā)主動探究建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)總是與一定的“情境”相聯(lián)系，在實際情境屮 進(jìn)行的。在義務(wù)教育物理課堂實驗教學(xué)中，良好的問題情境能激發(fā)學(xué)生強(qiáng) 烈的好奇心，誘發(fā)學(xué)生主動探究的動機(jī)，引發(fā)學(xué)生積極思考，促進(jìn)學(xué)生的 創(chuàng)造活動。因此，課堂情境創(chuàng)設(shè)是教學(xué)流程設(shè)計中最重要的內(nèi)容之一，切 不可等閑小覷。1喬納森(djonassen, 1999)等教學(xué)論專家強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)要以問題 驅(qū)動學(xué)習(xí)，不是先從理論或原則出發(fā)，而是要運用有趣的、投入性的和真 實的問題，幫助形成學(xué)習(xí)者的問題意識或主人翁感。為此，問題的結(jié)構(gòu)應(yīng) 該是不良的，有一些方面或部分必須由學(xué)習(xí)者去定義或建構(gòu)。2物理具 冇非常鮮明的“以物明理和物理滲透

2、”的學(xué)科特點，直觀生動的物理實驗 更是創(chuàng)設(shè)問題情境、激發(fā)學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)智慧的最佳選擇。3在義務(wù) 教育階段的物理教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)問題情境，并從情境中選擇出與當(dāng)前學(xué)習(xí)主 題密切相關(guān)的真實事件或問題，以專門的“錨”(anchor)作為支持物啟 動教學(xué)，激勵學(xué)生主動學(xué)習(xí)，在同伴協(xié)作中解決問題，這便是所謂有效的 拋錨式教學(xué)。4一、創(chuàng)設(shè)懸念性問題情境，激發(fā)學(xué)生探究興趣懸念性問題情境,是指教師用新穎的方式、生動的語言，設(shè)置一些學(xué) 生欲答不能而又迫切要求得到解答的物理問題，造成學(xué)生心理上的“懸念”，從而激發(fā)強(qiáng)烈的探究欲望。學(xué)生的心智往往是由問題開始，又在解決問題的過程中得到發(fā)展。在 物理教學(xué)中，教師要依據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)

3、容的特點和教學(xué)需要，在新舊知識的聯(lián)結(jié) 點上創(chuàng)設(shè)懸念性的問題情境,圍繞這一個“錨”,啟發(fā)學(xué)生積極思維、大 膽猜想、努力探索，發(fā)展學(xué)生思維的創(chuàng)造性。例如在“流速與壓強(qiáng)的關(guān)系”這一內(nèi)容的教學(xué)中，筆者設(shè)計了這樣一 個實驗：選取一合適的漏斗，喇叭口朝下，將一乒乓球放入其中。問學(xué)生: “對著漏斗嘴使勁向下吹氣，乒乓球會怎樣？ ”學(xué)生幾乎異口同聲回答: “會掉下來。”但實驗結(jié)果正好相反。這一出乎學(xué)生意料的懸念情境，無 疑強(qiáng)烈刺激了學(xué)生的好奇心和思維力，他們渴望探索發(fā)現(xiàn)其中的科學(xué)奧 秘，于是主動閱讀和實驗分析的欲望被有效地激發(fā)出來。二、創(chuàng)設(shè)階梯性問題情境，引領(lǐng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)階梯性問題情境，是指教師在課堂教學(xué)過程

4、中，根據(jù)學(xué)生已有的認(rèn)知 結(jié)構(gòu)和思維水平，設(shè)置系列化的循序漸進(jìn)的問題，由此引發(fā)認(rèn)知的沖突， 喚醒學(xué)生強(qiáng)烈的問題意識和探究動機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生從克服困難和自己探索中 形成排惑解難、尋根究底的強(qiáng)烈愿望，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、 創(chuàng)造性地解決問題。在學(xué)情分析的基礎(chǔ)上設(shè)計階梯性問題，學(xué)生一般不會 覺得有認(rèn)知沖突，易于進(jìn)入學(xué)習(xí)情境，在充分調(diào)動學(xué)生積極思考、自主地 體驗到這些問題的解決方案后，學(xué)牛進(jìn)一步求新、求異、求巧的思維創(chuàng)新 意識將進(jìn)一步被激發(fā)。例如在“探究滑動摩擦力與哪些因素有關(guān)”的教學(xué)中，假如一上來就 要求學(xué)生完成自主探究實驗，那學(xué)生將無從下手。筆者設(shè)置了有梯度的問 題情境，采用“鑲嵌式教學(xué)”的形式

5、為學(xué)生主動學(xué)習(xí)搭建腳手架:1 滑動摩擦力的大小與哪些因索有關(guān)？引導(dǎo)學(xué)生冋憶生活經(jīng)驗，開展 有意義的猜想，并說明猜想的依據(jù)。女m可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)， 因為人走在冇水的路面上容易滑倒等等。2如何研究一個量與多個變量的關(guān)系呢？學(xué)生自然聯(lián)想到“控制變量 法”的應(yīng)用，并以此為解決問題的鑰匙，設(shè)計實驗步驟，在同伴協(xié)作中探 究物理量之間的關(guān)系。3. 如何測量木塊所受到的摩擦力？引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到兩力平衡的知識， 當(dāng)木塊在水平面上作勻速直線運動時，拉力就等于摩擦力。4從實驗研究中可以得出哪些結(jié)論呢？學(xué)生分析實驗記錄的數(shù)據(jù)，歸 納得出與書本相同的結(jié)論：滑動摩擦力的大小與接觸面的壓力和接觸面的 粗糙程度有關(guān)。

6、5.實驗中要想得到正確的結(jié)論，操作上需注意哪些方面呢？為引導(dǎo)學(xué)生實驗建構(gòu)關(guān)于摩擦力的知識，筆者參考杰斯帕伍德巴 瑞問題解決系列(jasper woodbury problem solving series) 5軟件 中的情境教學(xué)模式,精心設(shè)計了上述階梯性摩擦力主題學(xué)習(xí)路線，解決方 案的多樣性隨問題難度的增加而增加，整體考慮學(xué)生探究能力目標(biāo)的逐步 達(dá)成。在前四個問題的探究過程屮，教師觀察不同發(fā)展水平的學(xué)生的參與， 適時恰當(dāng)?shù)刂笇?dǎo)思考方式，引導(dǎo)學(xué)生在真實情境中由淺入深地探究學(xué)習(xí)?！皢栴}5”的設(shè)置，更有助于學(xué)生基于生活經(jīng)驗反思實驗，嘗試改良探究 方法和過程。學(xué)生仔細(xì)冋味本實驗設(shè)計的缺陷和疑點，如用手

7、拉動時候無 法確保木塊作勻速直線運動應(yīng)加以改進(jìn)等等，思考如何進(jìn)一步優(yōu)化物理實驗方法，精確測量數(shù)據(jù)，有效思維得到了延長。三、創(chuàng)設(shè)發(fā)散性問題情境，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維羅杰斯(c. rogers, 1983)認(rèn)為，學(xué)習(xí)是彌散性(pervasive)的, 可以使學(xué)生的行為、態(tài)度，乃至個性都會發(fā)生變化。6發(fā)散性問題情境, 是以某一知識點為中心，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度去解決與學(xué)習(xí)主題有密切聯(lián) 系的知識，從而深化學(xué)生對新知的理性詮釋，培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性、敏 捷性。創(chuàng)設(shè)發(fā)散性問題情景，可以引發(fā)學(xué)生的各種思想，這些思想可能簡單, 乂可能復(fù)雜；可能周密，乂可能偏頗。如果深入探討，可以使學(xué)生對某一 問題的性質(zhì)和解決方案認(rèn)

8、識得更全面、更深刻，進(jìn)一步防止思維僵化，思 路狹窄。如在學(xué)習(xí)了 “托里拆利實驗”后，根據(jù)維果斯基的最近發(fā)展區(qū)理論， 教師提出若干發(fā)散性的問題，以考察學(xué)生頭腦風(fēng)暴解決問題的能力：1.把玻璃管子傾斜或換用其他形狀的管子，管內(nèi)外水銀面的高度差仍 為760mm嗎？2把玻璃管上提或下壓(玻璃口不離開水銀面)，管內(nèi)外水銀面的高 度差仍為760mm嗎？3. 若實驗時玻璃管屮冇少量氣體殘留，管內(nèi)外水銀面的高度差會怎樣 變化呢？4. 如果把實驗山平原地區(qū)移到高原地區(qū)，情形又是如何呢？5在實驗中，如果在玻璃管頂端開一個小孔，水銀會從小孔噴出來嗎？6在實驗中，如果把水銀換成水，結(jié)果會是怎樣的?這一系列圍繞主題的發(fā)散

9、性問題，是一種涉及事實積累的有意義學(xué) 習(xí)，可以啟發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中系統(tǒng)建構(gòu)，在知識管理(knowledge management)屮進(jìn)一步透徹地理解托里拆利實驗，提高分析解決問題的能 力?？茖W(xué)合理設(shè)計的發(fā)散性問題情境，可以引導(dǎo)學(xué)生多加度、多層次地立 體思考，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生靈活多元的分析問題、解決問題的能力。四、創(chuàng)設(shè)陷阱性問題情境，引導(dǎo)學(xué)生慎密思考以實驗創(chuàng)設(shè)問題情境，一方面實驗富有趣味性，可以激起學(xué)生參與學(xué) 習(xí)的興趣，另一方面實驗形象直觀，可以為學(xué)生提供大量的感性材料，冇 利于學(xué)生從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。意義學(xué)習(xí)是一種行為、思維和情感主動參與以及在未來選擇行動方式 時發(fā)生重大變化的學(xué)習(xí)，這是一

10、種非指導(dǎo)性教學(xué)。7為了在義務(wù)教育物 理實驗教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生的個人參與，教師在介紹正確思維過程的同時，可 以有意設(shè)計一些“陷阱”，讓學(xué)牛誤入歧途，引導(dǎo)學(xué)牛對問題進(jìn)行深入探 究，掌握知識點。如在“浮力” 一章中學(xué)習(xí)阿基米德原理時，教師將物體緩慢地放入水 容器中，但又沒有完全浸沒在水中時，提出問題：“在這個實驗中，我們 發(fā)現(xiàn)不但體積v在變化，而且深度也在變化，那是不是可以說物體所受的 浮力f的大小也受到深度的影響呢？ ”學(xué)生觀察思考后或許會萌生不同的看法,不妨讓學(xué)生自由爭辯。教師 貝!采用隨機(jī)訪問教學(xué)(random access instruction)的方式，再次引導(dǎo) 學(xué)生學(xué)會觀察，用心探微：將物體

11、完全浸沒在水中，同時改變浸沒的深度, 發(fā)現(xiàn)物體所受的浮力f不再發(fā)生變化。經(jīng)過課堂研討，學(xué)生深刻認(rèn)識到: 原來體積v的大小是由物體在液體中“侵占”的空間來決定的，與深度無 關(guān)。如此有趣味的學(xué)習(xí)，較好地培養(yǎng)了學(xué)生邏輯思維的能力。/l、創(chuàng)設(shè)拓展性問題情境，促進(jìn)學(xué)牛后續(xù)發(fā)展拓展性問題情境，是指在學(xué)生完成了一定的知識建構(gòu)后，通過創(chuàng)設(shè)拓 展性的問題情境，吸引學(xué)生進(jìn)一步深度學(xué)習(xí)，探究某一問題的多樣化解決 策略，促進(jìn)學(xué)生可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。如在學(xué)習(xí)了 “測量固體的密度”這一內(nèi) 容后，可把學(xué)生分成幾個小組，提出問題：“現(xiàn)有天平、量筒、燒杯等器 材，請設(shè)計多種測量未知液體的密度的方法。要求：說明測量方法及所測 液體密

12、度的表達(dá)式，比一比哪一組的方法多，哪一組的方法好?！睂W(xué)生情 緒高漲，討論熱烈，紛紛獻(xiàn)計獻(xiàn)策。方法一：先用天平測出燒杯的質(zhì)量ml,再加入未知液體測出總質(zhì)量 m2；然后將燒杯中的液體全部倒入量筒中測出液體體積vo方法二：先在量筒屮倒入左量的未知液體，測出其體積v；再用天 平測出空燒杯的質(zhì)量ml,然后將量筒中的液體全部倒入空燒杯中測出總質(zhì) 量m2。方法三：先在量筒中倒入一定量的未知液體，測出其體積vi；再用天 平測出空燒杯的質(zhì)量ml,然后將量筒中的部分液體倒入空燒杯中測出總質(zhì) 量m2；最后測出量筒屮剩卜'的液體的體積v2o學(xué)生通過分組討論和交流后得知：由于未知液體在倒的過程中無法全 部倒干凈

13、，所以方法一和方法二都會導(dǎo)致實驗結(jié)果有誤差。止是這些具有挑戰(zhàn)性、探索性的拓展性問題開發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)力和潛能，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，也提高了學(xué)生的探究能力。在義務(wù)教育物理課堂實驗教學(xué)中嘗試拋錨式教學(xué)，教師要依據(jù)課程標(biāo) 準(zhǔn)和教學(xué)目標(biāo),積極為學(xué)生的主動學(xué)習(xí)創(chuàng)造支持性的環(huán)境，提供與真實情 況基本一致或類似的個性化問題情境，以此為“錨”，引導(dǎo)學(xué)生探究物理 事件、解決問題，并自主地理解事件、建構(gòu)意義，是新課程物理教學(xué)的現(xiàn) 實需要和有效策略。同時，在課堂現(xiàn)場也要善于激勵學(xué)生的問題意識，鼓 勵他們自己生成與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題密切相關(guān)的項目，為他們的科學(xué)索養(yǎng)及問 題意識增殖自主創(chuàng)新的生機(jī)內(nèi)涵。參考文獻(xiàn)1 黃樹生簡說

14、參與式課堂教學(xué)設(shè)計及其方案規(guī)范j 江蘇教育研 究，2009 (10a).2 jonassen, d. , k. peck & b. wilson (1999) learning with technology： a constructivist perspective. nj： prentice hall. p. 194.3 王超良物理實驗在創(chuàng)設(shè)問題情境中的作用j教學(xué)月刊(中學(xué) 版)，2011 (11)4 高文，十海燕拋錨式教學(xué)模式(二)j全球教育展望，1998(4).5 cognition and technology group at vanderbilt (1992) thejasper experiment : an exploration of issues in learning and instructional design. in m hannafin & s. hooper (