曾海輝

(瑞安市閣巷中學(xué) 浙江瑞安 325200)

在新課改的助推下，科學(xué)探究已然成為初中科學(xué)課堂中一種司空見慣的教學(xué)形式。如何設(shè)計(jì)科學(xué)探究活動，使之能夠基于學(xué)生學(xué)情、源于生活情境、指導(dǎo)科學(xué)方法、揭示科學(xué)本質(zhì)、體現(xiàn)科學(xué)精神、提升關(guān)鍵能力、形成科學(xué)思維，以提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，成為當(dāng)下科學(xué)老師必需關(guān)注的問題。

一、探究活動“問題鏈”設(shè)計(jì)的必要性

當(dāng)下科學(xué)教學(xué)中的探究活動明顯存在形式化的現(xiàn)象，教師意識過于強(qiáng)勢及對學(xué)情的忽視是主要原因，導(dǎo)致科學(xué)探究活動未能重視科學(xué)思維、科學(xué)觀念、科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，更不用說提升學(xué)生的學(xué)科“核心素養(yǎng)”了。

在科學(xué)探究中，探索者不斷地提出新的問題并一個個將其解決，最終消除起初的疑問。這個過程中的多個有著千絲萬縷關(guān)系的問題，按照一定的邏輯順序排列在一起，形成了一個問題組，即“鏈?zhǔn)絾栴}”。如何設(shè)計(jì)有效的“鏈?zhǔn)絾栴}”，成為實(shí)現(xiàn)真正探究的關(guān)鍵。

二、探究活動“問題鏈”教學(xué)策略(以《磁生電》為例)

本節(jié)課的設(shè)計(jì)出自筆者的一次教學(xué)評比。因教學(xué)內(nèi)容是隨機(jī)抽取的，與平時教學(xué)的最大差異在于學(xué)生的知識基礎(chǔ)：在設(shè)計(jì)本節(jié)教學(xué)內(nèi)容前的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對電磁感應(yīng)所需要的“電”“磁”等相關(guān)知識基礎(chǔ)尚未具備，對涉及的“電路”“電表”“磁場”“磁感線”等概念更是一無所知?；谶@樣的學(xué)情，我將該課設(shè)計(jì)成了“探究課”，通過實(shí)踐得出了如下體會：

1．基于學(xué)生興趣，設(shè)計(jì)“情境鏈”，激發(fā)探究欲望

在進(jìn)行探究活動前，首先要讓學(xué)生形成探究動機(jī)。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為“人類探索自然的主要動力來自對自然事物的好奇心和求知欲”，而認(rèn)知沖突恰恰能夠很好地激發(fā)好奇心和求知欲。為充分激發(fā)學(xué)生的興趣，調(diào)動學(xué)生的積極性，筆者用了一個自制教具——將一個揚(yáng)聲器的兩根電線與一個線圈兩端接線相連，設(shè)置引入情境，即利用磁鐵、線圈的電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電流使音箱發(fā)聲。

教學(xué)片斷：

課前，事先將教室音箱電源插頭拔去，并為同學(xué)們播放音樂，發(fā)現(xiàn)沒有聲音。

生1：音箱怎么沒有聲音呢？

生2：沒插電源，沒有電。

師：音箱沒有接通電源，所以沒有聲音。老師帶來了一個音箱，也沒有接通電源。不過老師把音箱的兩根線和這個“線圈”的兩個線頭相連，再用一個U型磁鐵，接下來老師將用這些裝置做個實(shí)驗(yàn)，請大家靜靜地聽。有什么聲音？

生：有“呲呲”的聲音。

師：根據(jù)教室音箱的現(xiàn)象，沒有電就不會發(fā)聲，而老師這個音箱有聲音，說明了什么？

生：有電。

師：有電？沒有接電源，怎么會有電呢？(板書：電從哪里來？)

或者說，實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生電流的條件是什么？

此情境中音箱在沒有接電源的情況下發(fā)出了聲音，這與學(xué)生的原有認(rèn)知“音箱沒有電不能發(fā)聲”相關(guān)甚大，使學(xué)生的認(rèn)知產(chǎn)生沖突，從而激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。而課前“拔出電源，放音樂”的環(huán)節(jié)設(shè)置，更有助于喚醒學(xué)生心中的原有認(rèn)知，使認(rèn)知沖突更加明顯。此時，在學(xué)生心中已經(jīng)暗暗地產(chǎn)生了“沒有電源，哪來的電？”的疑問。而追問“怎么會有電？”使學(xué)生心中的疑問提升到研究的層面，實(shí)現(xiàn)探究問題由學(xué)生提出的目的。

2．基于學(xué)生思維，設(shè)計(jì)“引導(dǎo)鏈”，助推探究進(jìn)程

進(jìn)入問題情境后，學(xué)生將一步一步推進(jìn)探究進(jìn)程，以找出最終的答案。此時，需要老師的合理引導(dǎo)。設(shè)計(jì)“引導(dǎo)鏈”，可以促進(jìn)學(xué)生探究活動的進(jìn)行，明確探究方法，滲透過程與方法目標(biāo)，突出理性思維的價值，把握思維方向，使學(xué)生成為“探索”的主體。

教學(xué)設(shè)計(jì)片斷：

問題1：實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生電流的條件是什么？

生：(思考，未能回答。)

問題2：問題轉(zhuǎn)換一下，剛才這個實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生電需要哪些器材？

生：磁鐵、線圈。

問題3：有了磁鐵、線圈就一定能產(chǎn)生電流嗎？

生：(小組討論，后代表回答，上臺演示，提出要求：需要能夠測試是否有電的儀器。)

師：(給出“靈敏電流計(jì)”，并提供說明書，幫助學(xué)生連接電路。)

生：(繼續(xù)演示實(shí)驗(yàn)，結(jié)果仍然沒有電產(chǎn)生。此時教師上臺以正確的方法操作，卻能使靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。)

問題4：老師的做法與他有什么不同？

生：磁鐵與線圈相對運(yùn)動方式不同。

提問5:怎樣運(yùn)動才能產(chǎn)生電？

生：(思考，無法回答。)

師：(降低難度，出示PPT)以下幾種運(yùn)動方式，哪些能產(chǎn)生電？用你手上的器材，四人一小組做做看。

生：(小組活動，展示成果。)

問題6：同樣是運(yùn)動，左右運(yùn)動產(chǎn)生電，上下，前后運(yùn)動不能產(chǎn)生電，這是什么原因？

生：(思考，無法回答。)

問題7:問題轉(zhuǎn)換，不同的運(yùn)動方式，結(jié)果不同，你覺得是這些器材里的哪一個什么起了影響作用？

此教學(xué)片斷中，每一個問題都是以學(xué)生的思維為依據(jù)，而每一個問題又影響了學(xué)生的思維。例如，提出問題1時，難度已經(jīng)超過了學(xué)生的能力范圍，學(xué)生無法回答，則設(shè)計(jì)問題2，以降低難度。問題和思維相互作用，如同發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，結(jié)果有很奇妙的助推效果。

3．基于學(xué)生基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)“引申鏈”，解決探究疑難

自然狀態(tài)下的科學(xué)探究是沒有明確方向的，科學(xué)探究在摸索中前進(jìn)。大多數(shù)探究往往是因?yàn)橐粋€現(xiàn)象提出問題，進(jìn)而進(jìn)行探索研究。至少在探究完成之前，我們并不確定探索道路上會遇到哪些困難，所以只能在遇到困難后，通過文獻(xiàn)查閱、向他人請教、理論推理等方法解決相應(yīng)問題，使探究得以繼續(xù)。缺少困難的科學(xué)探究不是真正的探究。對于教學(xué)中的科學(xué)探究，遇到困難更是在所難免，這就要求教師針對學(xué)生遇到的困難，根據(jù)學(xué)生的原有認(rèn)知，結(jié)合學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，設(shè)計(jì)“引申鏈”，為學(xué)生補(bǔ)充相應(yīng)的知識基礎(chǔ)，協(xié)助學(xué)生架設(shè)必要的支架，消除探究道路上的荊棘。

教學(xué)設(shè)計(jì)片斷：

問題A:不同的運(yùn)動方式，結(jié)果不同，你覺得是這些器材里的哪一個什么起了影響作用？

生：磁鐵……

問題B：對于磁你了解它的哪些知識呢？

生：同極相斥，異極相吸。

師：(實(shí)驗(yàn)：“隔著書本吸引鐵釘”。)

問題C：磁鐵為何可以不接觸而吸引鐵釘？

生：(未得出答案。)

師：關(guān)于磁，同學(xué)們的了解并不豐富，不過老師可以幫助大家。

生：磁場！(未等老師把話說完，有個別學(xué)生便喊出答案。)

師：那請這位同學(xué)幫老師說說看。

學(xué)生介紹磁場，教師補(bǔ)充說明。

師：同學(xué)們所說的磁場真實(shí)存在，上述實(shí)驗(yàn)中就是磁場在發(fā)揮作用。(實(shí)驗(yàn)：“U形磁鐵磁感線”。)

問題D：你能分析鐵屑的分布特點(diǎn)嗎？

生：看似一條條線。

師：這就是科學(xué)中的“磁感線”，它可用來描繪磁場的分布。其實(shí)U型磁鐵周圍的磁感線分布是這樣的。而老師把本實(shí)驗(yàn)中相應(yīng)的磁感線畫了出來。

問題E：請你結(jié)合以上信息，找出三種運(yùn)動的不同之處。

生：左右運(yùn)動時，線圈需把磁感線割斷，而其他兩種運(yùn)動不用。

之后，生生、師生共同探討、補(bǔ)充、修正，生成“切割磁感線運(yùn)動”的表述。

在此教學(xué)片斷中，學(xué)生探究遇到了本節(jié)課中最大的困難，那就是尚不知何為“磁場”“磁感線”，因而不知道為何會產(chǎn)生電流。而此時教師將問題內(nèi)容加以引申，引導(dǎo)學(xué)生補(bǔ)充未知知識，以分析電磁感應(yīng)中磁鐵與線圈的相對運(yùn)動方式，繼續(xù)推進(jìn)探究進(jìn)程。教學(xué)中問題1至問題5組成了一個“問題鏈”，它的作用是在學(xué)生探究中遇到疑難時，一步步引導(dǎo)學(xué)生通過合作學(xué)習(xí)、向老師求助、查閱資料等手段，獲得必要的知識基礎(chǔ)，排除阻礙，使探究活動順利進(jìn)行。

4．基于學(xué)生評價，設(shè)計(jì)“拓展鏈”，生成新探究新資源

在探究活動之后，評價是必不可少的環(huán)節(jié)。而對學(xué)生評價的結(jié)果又可作為設(shè)計(jì)下一教學(xué)內(nèi)容的依據(jù)。問題“拓展鏈”的設(shè)計(jì)與引入，可實(shí)現(xiàn)教學(xué)評價，并促進(jìn)新探究資源的生成。

教學(xué)片斷：

師：本節(jié)課已經(jīng)接近尾聲了，最后，請一位同學(xué)在學(xué)完“電磁感應(yīng)”知識之后，再上臺來為大家演示電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

生：(上臺演示，成功發(fā)電。)

師：大家有沒有看到，這位同學(xué)演示的過程中，靈敏電流計(jì)的指針有時向左偏轉(zhuǎn)有時向右偏轉(zhuǎn)。

問題1：你知道指針偏轉(zhuǎn)的方向不同意味著什么嗎？

生1：正負(fù)極不同。

生2：電流方向不同。

問題2：那你知道電流方向與哪些因素有關(guān)嗎？

生：(思考，但無法回答。)

師：這個問題就留給同學(xué)們課后探究，不過大家要記住，在探究過程中應(yīng)該注意探究的方法，遇到困難可以查閱資料，也可向老師或同學(xué)求助。

此片斷中，筆者特意設(shè)計(jì)了學(xué)生再次上臺演示電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)，意在對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評價的同時，又可以從學(xué)生演示的現(xiàn)象中提出新的探究資源，使探究活動從課內(nèi)延伸到課外，探究內(nèi)容從“產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”拓展到“電流方向的影響因素”，同時也可實(shí)現(xiàn)過程方法與情感目標(biāo)的滲透，可謂一舉多得。而問題1、問題2的設(shè)置，就構(gòu)成了“拓展鏈”，在這一目的達(dá)成的過程中起到關(guān)鍵作用。

鑒于科學(xué)探究在科學(xué)課程中的重要地位，筆者認(rèn)為，如何去偽存真，使科學(xué)探究教學(xué)擺脫現(xiàn)有的誤區(qū)，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的真探究，尤為重要。筆者以教學(xué)實(shí)踐為依托，以學(xué)生的興趣、思維活動、知識基礎(chǔ)及評價結(jié)果為依據(jù)，進(jìn)行了針對性的“鏈?zhǔn)絾栴}”設(shè)計(jì)教學(xué)探索，力求培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，提升學(xué)生的關(guān)鍵能力和高階思維，進(jìn)而提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，效果較為顯著。當(dāng)然，實(shí)踐中筆者也發(fā)現(xiàn)，科學(xué)探究中“問題鏈”設(shè)計(jì)的整體性、問題與問題之間的邏輯順序等問題，將直接影響教學(xué)效果，這也是筆者進(jìn)一步探索的方向。