用“问题”引导科学探究

叶承华

摘要：探究教学是指在教师的引导下，学生主动参与到发现问题、寻找答案的过程中，以培养学生探究兴趣和解决问题能力为目的的一种教学活动。探究教学有利于科学概念的形成，有利于培养学生的探究能力，有利于学生掌握科学的思维方法。在探究教学时需要教师给予有效的引导，而教师创设一系列针对性强、富有启发性的问题，是引导学生进行科学探究的一种有效方法。

关键词：问题；探究；机械效率

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）02-0128

心理学研究表明，初中生具备了一定的观察能力、实验能力和思维能力，但分析判断能力还不成熟、自主性还不强。因此，在探究教学时，还需教师给予有效的引导。而教师创设一系列针对性强、富有启发性的问题，是引导学生进行科学探究的一种有效方法。精心预设的问题，能让学生明确探究目标，降低探究难度，促进学生修正探究思路，启发学生深层次地挖掘实验数据，从而全面提升他们的探究技能。

一、提出问题，明确探究目标

在进行教学活动之前，通常都会设置一定的学习目标，学生的科学探究活动也一样。探究目标是探究活动的出发点和归宿，也是整个探究活动的灵魂和核心。一切科学探究都始于问题。上课伊始，笔者演示动滑轮提升钩码实验，让学生了解其过程有两个力做了功，即手拉绳子的力做功和动滑轮提升钩码的力做功。这两个功的大小关系如何呢？此问题开启了学生的思维，直接揭示了本次探究活动的目标，即研究这两个功的大小关系。整个探究活动均以此为中心展开。

二、用问题铺设台阶，降低探究难度

科学探究的内容有难有易，当探究内容较为简单时，教师可以放手让学生独自完成。但对于有一定难度的科学探究过程，教师应该适当地搭设台阶，降低探究难度，用问题逐步引导学生跨越思维中的障碍，使学生逐渐体验到成功的喜悦，从而保持对科学探究的浓厚兴趣。

学生猜想了两功的关系后，下一个环节就是设计实验，而实验的设计必须建立在学生对该实验思路清晰认识的基础上。探究手拉绳做的功（设为W1）与动滑轮提升钩码做功（设为W2）的关系，所涉及的物理量多，选择的实验器材也多，基础扎实的学生可以自主完成实验设计，但对于水平中等或中等以下的学生而言，在课堂有限的时间内准确理清实验思路难度较大。教师的引导性问题犹如黑暗中的明灯指引学生探究的方向。

此时，教师用问题作如下引导：1. 由公式W1=Fs、W2=Gh知：需要测哪些物理量？2. 要计算哪些物理量？3. 选择哪些实验器材？这三个问题层层递进，学生在回答清楚这三个问题后，就能明确本次探究活动的主要任务：要测量F、s、G、h四个物理量；要比较W1与W2的关系，我们还需要算出这两个物理量；最后根据待测的物理量选择相应的实验器材。

开始探究前，还要设计实验表格。虽然学生有过设计表格的经验，但由于本探究活动涉及到的物理量偏多，既有测量的物理量，又有计算的物理量，其难度可想而知。教师不妨用“估测上楼功率”的表格设计思想来启发学生，本表格要将方框分成几列？为了避免得出的结论带有偶然性，还必须多次测量。因此，我们还应将表格如何加以完善？

三、用问题温习旧知，提高探究效率

探究活动不仅要求学生具备必要的基础知识，而且还要求学生具有良好的实验操作技能。旧知识的熟练程度以及操作实验仪器的正确与否直接影响到探究进程，影响到探究结论的科学性。教师以提问的方式带领学生复习旧知，回忆实验器材的使用方法，可以让学生少走弯路，节省探究时间。

弹簧测力计是八年级学习过的实验器材，许多学生已经遗忘了弹簧测力计的使用方法和使用中的注意事项，特别是使用前“校零”的细节。如果教师在实验前没有提醒学生，有可能部分小组在没有校零的情况下就开始测量，就会在探究中得出错误数据，也就不能归纳得出正确结论，这样就无谓地延长了探究的时间。另外，弹簧测力计在提升绳子时，学生不注意缓慢或匀速竖直向上拉，导致弹簧测力计的指针不稳定，不能读出其示数。学生感到困惑时，教师及时地设问，怎样使弹簧测力计的示数稳定呢？教师演示其使用过程，之后学生尝试着缓慢、匀速向上拉，掌握弹簧测力计在本探究活动中的使用方法。

四、用问题激活思维，优化探究细节

在探究活动中，由于学生经验背景的差异，他们对问题的理解常常有不同的看法，这些都折射出每个学生不同的知识水平，心理状态和思维能力，教师要认识到这种差异本身就是宝贵的学习资源。教师可以根据学生的回答，识别他们的想法，洞察这些想法的由来，同时通过恰当的引导，引发学生互相交流和质疑，引导学生丰富、调整自己的理解，使各自的想法、思路明晰化和外显化。

如何测钩码上升的高度呢？有部分小组认为让钩码从刻度尺零刻度开始往上拉，教师让该小组学生操作体验，发现钩码有一定的厚度，不可能从零刻度开始往上拉。从学生的回答可以看出，他们对刻度尺的使用方法理解不灵活、不深刻。是否一定要从零刻度开始呢？经教师启发后，学生立刻就能纠正刚才的错误思路。实际上，刻度尺的任意刻度均可作为起始刻度，不必苛求一定從零刻度开始。

五、用问题点拨数据分析，挖掘探究结果

测量数据包含的信息量大，学生结合探究目标容易分析出对应的结论，而其他规律在数据中隐藏较深，若教师不通过问题加以引导，学生很容易地在大量数据面前迷失方向，不能挖掘出更多有价值的结论。如果教师精心设计问题，就能启发学生的思维，充分发挥探究活动的价值，从而提高学习效率，培养学生的思维能力。

实验数据表明，手拉绳做的功大于动滑轮提升钩码做功。为什么手拉绳做的功大于动滑轮提升重物做的功？教师针对探究结论提出问题，实验探究的最终目的这时才浮现出来：因为要克服动滑轮重与摩擦做功，进而引出有用功、额外功、总功及机械效率的概念。同时，实验数据还隐藏了其他的规律和结论，教师可通过问题继续引导：机械效率的值有什么特点？机械效率与钩码重之间是否有某种关系？结合数据分析易知，几次实验探究数据均有有用功小于总功，故机械效率总小于1；对于同一动滑轮或滑轮组而言，所挂钩码越重，机械效率越大。这些实验数据所“附带”的一些规律，教师要借助问题旁敲侧击，直到学生有所发现。

六、用问题反思探究，培养创造性思维

学生探究活动的结束，并不意味着探究教学的终止。每堂课下课前，教师要会引导学生小结；同样，探究活动结束后，教师也要引导学生对整个探究过程进行认真的回顾与总结。为了充分发挥探究实验的教育功效，教师可以用问题指导学生对探究过程进行批判性反思，然后对实验操作过程进行改进或者提出更为合理的、有创意的探究方案。例如，在实验完成后，教师鼓励学生思考：怎样将刻度尺稳定地固定在竖直方向上？在缺少刻度尺的情况下，能否测出动滑轮的机械效率？改变动滑轮的重对机械效率有什么影响？滑轮组的绕线方式对机械效率有没有影响？滑轮组的机械效率与哪些因素有关？与哪些因素无关？这一些问题的提出，既能促进学生深入思考问题，加深对知识的理解，也能培养学生养成创造性思维的习惯。

在初中物理教学中，有很多的科学探究活动都可以用“问题”引导进行，例如，探究影响滑动摩擦力大小的因素、力的作用是相互的、牛顿第一运动定律、物体的浮与沉、电路连接的基本方式等。总之，教师要根据教学实际精心设计一串有启发性的“问题”，并让这些“问题”穿插在探究活动的每一个环节，让两者和谐地溶为一体，就能避免探究活动中不必要的“节外生枝”，就能使探究活动自然流畅、结构紧凑，就能让这一串璀璨的珍珠更加熠熠生辉，创造出精彩纷呈的课堂。

（作者单位：江苏省吴江区芦墟初级中学 215211）