优化问题探究过程培养学生学习能力

1、优化问题探究过程 培养学生学习能力学习能力 1 ，是指由学习动力、学习毅力直接驱动而产 生的接受新知识、新信息并用所接受的知识和信息分析问题、 认 识问题、解决问题的智力，主要包括感知力、记忆力、思维力、 想象力、创造力等 .新课程实施以来，围绕培养学生学习能力的 教学策略也越来越给力，但在当前探究课堂中，形式化的探究无 法触动学生的感知力，忽视学生原有知识结构的探究分析无法助 推学生的思维力，观赏型“成功论证”无法促进学生的“想象 力、创造力”，重复板书式的“总结交流”无法强化学生的记忆 力，简而言之，当前僵化的“探究过程”蚕食着学生本来就脆弱 的学习能力 . 如何通过优化问题探究各个环节有

2、效培养学生学习 能力值得关注，下面以教学案例“电能的度量”（第一课时）的 探究过程为例来谈一些想法 .一、围绕学习动力的“提出问题”1. 实践拓展开放问题空间 本课教学时天气寒冷，笔者直接采用取暖器实物引入 .“今 天天气寒冷，老师带来一份礼物，给大家送来温暖（展示电取暖 器，接上电源，灯管发红、发热） .通电后，电流通过取暖器， 这里的取暖器把电能转化成了热能 .你还能举出其他家用电器， 并说出电能通过那些电器时转化成了什么其他形式的能吗？” 引导学生看头顶的电灯、电扇以及正处于充电中的应急灯， 让学 生交流、发言 .目标问题：请大家谈谈您认为电流做功的大小与哪些因素有 关呢？2. 思考创设

3、“有动力”的问题情境 问题情境不是追求简单的“新”“奇”， 那些都是表象， 问 题情境可贵之处在于它必须“有动力” . “有动力”有两层意 思：一是立足学生的学习动机而言， 问题情境紧密联系学生的生 活实际或者是当前学生热烈关切的事物， 其中所蕴含的问题学生 有强烈的探究欲望； 二是立足学生的学习目标而言， 问题情境中 所提炼出来的问题或者问题方向能直指探究主题 . 问题情境必须 联系学生心理环境和认知水平， 必须吸引学生眼球刺激学生的兴 趣的同时激发学生大脑的问题意识产生有探究空间的问题， 强化 学习动机、提供产生学习毅力的载体的同时直接驱动学习能力 .二、触动学生感知力的猜想假设1. 实践

4、层层递进构建科学猜想 具体的感知力包括：表情神态感知力、肢体语言感知力、说 话语气感知力、 文字阅读感知力、 图形图像感知力、 触觉感知力、 嗅觉感知力、味觉感知力、心灵沟通感知力等 . 学生根据电流的 相关概念，直接猜想电功可能和电压、电流、电阻、时间有关 . 但往往很大程度是“猜”，或者看教材“看来”的 . 教师可以通 过层层递进的引导帮助学生构建科学猜想 .追问能不能举出相关的实例来支持自己的猜想？ （一般无法 作答）引导：科学猜想不是胡思乱想， 电流做功的概念比较抽象， 有必要与类似形象的事物进行类比 . 学习电流时把电流类比成水 流，把电压类比成水压 . 如果把电流做功类比成水流做功

5、，有必 要先来看看影响水流做功的因素有哪些 . 引导：如图 1 所示，水 流对纸片的做功情况可通过纸片的运动观察 . 相同时间内，水流 冲向纸片使纸片运动离开平衡位置越远，则水流对纸片做功越 多.学生实验一：当压针筒（使水压增大）时，用力越大，喷出 的水流在相同时间内使纸片运动越远 . 类比猜想：电路中，当其 他条件不变时，电压越大时，相同时间内电流做功越多 .学生实验二：取下针头，用和刚才相同大小的力压针筒，喷 出的水柱变粗， 相同的时间内， 水流冲向纸片使纸片运动离开平 衡位置越远 . 引导分析：取下针头，横截面积增大，通过某一横 截面积的水量多了 .相同时间内， 水流做功更多 .电路中，

6、将水量 视做电量， 单位时间内通过某一横截面积的电量在电学中对应的 物理量是电流 . 类比猜想：电路中，当其他条件不变时，电流越 大，相同时间内电流做功越多 .2. 思考夯实科学猜想方法 对事物的变化、发展进行合理、正确地猜测或提出假设，是 科学素养的重要组成部分 . 作为科学探究的核心要素之一，“猜 想与假设”决定着探究的方向，是探究活动的前提 . 而实际教学 过程中， 在这一环节上无视学生感知力， 教师“走过场”的现象 比较普遍， 甚至许多教师把它当做可有可无的环节， 严重制约了 学生思维能力的培养和科学素养的提升 . 高质量的猜想与假设必 须同时具有三个基本特性：科学性、可验证性、预测性

7、 2 ，初 中生建构科学猜想与假设的方法有类比法、 归纳法、 演绎法和模 型法.三、助推学生思维力的方案设计1. 实践浓墨重彩追寻最佳方案 思维力是人脑对客观事物间接的、概括的反映能力 . 控制变 量法是学生熟悉的研究这类问题的方法 . 思维力的发散点在于如 何分析控制的条件、 变量概括操作性强的方案， 教学中助推思维 力的着力点是实验方案的讨论 .(1) 问题一 时间的影响 如果控制电流和电压不变， 通电时间越长， 电流做功会发生 怎样的改变？功具有累积性，例如上课前带来的取暖器，开的时间越长， 消耗的电能越多，也就是电流做功越多 .(2) 问题二一一电功的表示电流做功太抽象了， 我们看不见

8、摸不着， 如何比较电流做功 的大小问题呢？用转化法去定性的研究： 通过灯泡的亮暗来确定 电功的大小，灯泡越亮，说明电流在相同时间里做功越多 .(3) 问题三一一变量的控制探究电流与电功的关系， 应该怎样连接电路？引导学生要使灯泡两端的电压 （电流） 相等，要求小组讨论， 然后画出电路图 . 投影学生设计的电路（预设电路如图 2、图 3） .2. 思考搭好思维脚手架 根据认知心理学的研究结果 3 ，确定解决问题的方向和方 法（制订实验方案），是最需要探究的阶段，这个阶段的探究可 以激活学生的思维，习得问题解决的方法 . 学生的头脑毕竟不是 一张任人描绘的白纸， 他们有丰富多彩的原有认知结构， 他

9、们对 于探究问题空间有着自己的图景和认知 . 教师要做的是以此作为 教学的起点和依据弘扬学生的成就动机， 教师要做的是搭好学生 思维活动的脚手架助推学生思维力， 在学习能力上强化分析和推 理能力 . 四、促进学生想象力、创造力的实验论证1. 实践师生合作呈现高质量的实验现象 基于学生设计的实验方案， 教学中为了让现象更加明显 （全 体学生能看见），我们采用两只 220V （额定功率分别是60W和 45W的白炽灯泡，以教室插头提供的 220V交流电为电源，为了 学生的安全起见，采用教师演示、学生评价的方式 .根据某个小组设计的电路图连接实物（让小组成员检查电 路），闭合开关后观察：哪盏灯较亮？演

10、示实验一：电流与电功的关系 .现象：如图 4 所示，电压相同的甲、乙两灯中，乙灯更亮， 而且通过乙灯的电流比甲灯大 .结论：白炽灯两端电压和通电时间相同的情况时， 通过用电 器的电流越大，电流做功越多 .演示实验二：电压与电功的关系 .现象：如图 5 所示，电流相同的甲、乙两灯中甲灯更亮，而 且电压表示数越大的灯泡越亮 .结论：通过白炽灯的电流和通电时间相同的情况时， 用电器 两端的电压越大，电流做功越多 .2. 思考师生共创给力的证据在实验操作阶段， 由于动作技能是人类长期实验操作经验积 累的结果，难以在短时间内实施探究，即便有探究，其思维含量 也不高 . 教学中要做的是证实或者是证伪“猜想

11、与假设”，重要 的是现象直观、证据震撼有力 . 这个环节重在提升学生对实验现 象的观察力、记忆力、抽象概括能力、注意力、理解能力等学习 能力要素 .五、沉淀学习毅力的探究总结1. 实践厚积薄发归纳探究成果 在此环节，首先请同学尝试归纳刚才两个实验的结论 .预设学生归纳：电功与电压、电流、时间的关系 电路中 电压越大，电流越大，通电时间越长，电流所做的功越多. 请同学相互评价对方的归纳（略） .引导：通过前面的探究努力，我们证明了自己的猜想，甚至 发现了电功与电压、电流之间的关系 . 科学家进一步的理论研究 和大量精确的实验表明电流所做的功跟电压、 电流和通电时间成 正比，电功等于电压、电流和通

12、电时间的乘积 .2. 思考肯定的过程与审慎的结论 实验探究得出的结论往往是分散的， 而科学规律的结论往往 是从各个“表面独立”的结论中归纳出来的， 其语言往往非常精 练 . 如果学生自己缺乏归纳提炼的体验，那么学习能力的记忆力 部分只能是死记硬背 . 另一方面，在总结探究成果环节，经常听 到类似“我们一起发现XX规律”的话，严重削弱了学生对于真理应有的敬畏之情 . 不可否认， 总结中要尽可能肯定学生的成绩， 加强学习的外部动机， 但是不能建立在对于科学探究艰辛曲折的 漠视， 否则盲目肯定对于学生学习毅力、 创新能力的培养而言无 疑是饮鸩止渴 .六、研究反思优化探究过程的出发点是学习能力 . 优

13、化探究措施必须针对 如何提升学生学习能力， 具体优化策略必须与学习能力的要素紧 密关联 . 优化探究过程不是一时、一处“耍花招”“秀课堂”， 而是教师期待通过自己的指导而让学生掌握科学学习方法 .优化探究过程中心点是科学思维 . 优化探究全过程必须紧紧 围绕学生的思维活动、紧紧盯住培养学生思维能力 . 把思维贯穿 于优化探究全过程才能让学生自觉自愿地去探究， 才能避免学生 对知识简单的吸收而是能动性转化成精神的正能量， 才能使学生 的学习吐故纳新、 融会贯通具有创造性， 才能从本质上提升学生 学习能力 . 其相关具体策略可以概括地借用浙江省特级教师吴家 澍老师的一句话“以思维为中心， 过程为主线”， 即在优化问题 情境环节以趣诱思、以疑激思、以美引思；在猜想假设环节给学 生以思维的方向、 给学生思维的阶梯和时