巧用“问题”，引领学生创新
文/北京师范大学珠海分校惠州附属学校莫婧萌
为了培养学生的创新能力，我校科学组成立了“小学科学培养学生创新能力的教学策略研究”课题组，有五位专职科学老师参与了课题探究，该课题自2017年8月成功立项以来，我们不断研究、实验、反思、总结……在培养学生创新能力的教学策略上有了一定突破，学生在课堂上表现出的发散性思维、浓烈的探究兴趣、敢于探究和创造的精神证明我们实施的教学策略取得了良好的效果。
The number of tokens of FC is 6637,and the types of it is 1233;while for MC,there are 6703tokens and 1306 types.Therefore,it can be calculated that the TTR of FC is 0.1858,while the TTR of MC is 0.1948.That is to say,men’s language is more rich than women’s in Friends.
一、假设型问题
假设型问题，就是指能放开学生的思维和想象，要求学生主要以自己现有认知为前提进行自由猜测和推断的问题。
例：《昼夜交替现象》片段1
通过此次对二灰碎石基层的施工质量问题展开分析，得到二灰碎石基层的施工质量主要受到原材料的质量、配合比、施工工艺工序(拌合、摊铺、碾压)、养护等方面因素的影响，因此，在合理选择材料的基础上，应该对施工工艺工序严格控制。同时施工现场对人员的管理也会间接影响二灰碎石基层的施工质量，因此，同时还需对施工现场的人员展开科学的调配、责任到人，对加工机械工作效率、工作时间合理的安排，保证施工质量。其次，加强监督管理，只要科学的管理、良好的监督，才能使二灰碎石基层的优良性能发挥的名副其实，才能确保施工质量达到最大化。
防止儿童误锁车内报警系统主要对车门锁和人体进行检测[3]。当检测到车门锁被车主锁住后，被安装在车内的被动式热释电红外传感器开启，检测车内人员情况。当传感器检测到有儿童被困车内时，传感器将被测信号转换为电信号输入给微处理器[4-5]。进而，微处理器发出控制信号，控制声光报警器工作，车窗进行自动下降。与此同时，微处理器通过GSM模块向驾驶员发送信息，提示车主有儿童被锁，应立即返回做出应急处理，以避免悲剧的发生[6-7]。系统的原理示意图如图1所示。
1.自然，鼓舞士气
那太阳和地球怎样运动，才能出现昼夜交替现象呢?关于这个问题，科学家们几千年来，不断进行探索并作出了各种猜测。我们今天也要像科学家一样，猜测一下，有哪些可能会产生昼夜交替呢?同学们有信心挑战吗？
2.明确要求，提供方法
(1)现在我们同学先自己思考一下，只要你有依据，尽量把所有可能的情况都提出来(一分钟),思考好个人的想法后，小组内讨论，看看哪个小组的猜测最多？开始!
3.收集归纳学生的猜想:
①太阳不动，地球围着太阳转;
②地球不动，太阳绕着地球转;
师：哦，是呢，这样就更像太阳了。
④地球围着太阳转，同时自转;
⑤太阳自转;
依据试验所得结果，和对9组加工试验样品，结合该实验的感官评定分值为基础值观察。就试验来说，A、B因素为重要因素，C因素为次要因素。通过以上实验所得数据进行分析和正交试验、极差实验分析，可得出各个因素对实验的影响主要次序为A>B>C，也就是说三种因素，即脂肪添加量、薏米添加量、大豆蛋白添加量对薏米鸡肉饼的感官评分影响次序为：脂肪添加量影响最大，其次为薏米添加量，影响最小的为大豆蛋白添加量。所以可得本试验配料最佳配比为A2B2C1，即配比为脂肪添加量为10.0%，薏米添加量为20.0%，大豆分离蛋白添加量为10.0%时薏米鸡肉饼的感官评定品质最佳。
⑥太阳绕着地球转;
⑦太阳绕着地球转同时自转;
⑧太阳自转，地球也自转;
⑨太阳自转，地球围着太阳转同时自传；
碳纤维复合材料由环氧树脂等聚合物基质和增强碳纤维组成。由于此两种材料的机械性能不同，纤维可能在过度的压力或疲劳下从基质脱黏，这意味着碳纤维复合材料结构中的损坏部位可能隐藏在其表面之下，通常无法通过目视检查检测到，从而可能导致灾难性的故障。
⑩地球自转，太阳绕着地球转。
(2)我觉得因为太阳是向四面八方照射的，而手电简只能照一个面，所以刚才要转手电简，模拟太阳发光。
在《昼夜交替现象》片段1中“有哪些可能会产生昼夜交替现象？”是一个假设型问题，鼓励学生尽可能多地提出答案并进行小组讨论，让学生自己思考再在小组里进行合作探究。由于答案的不确定性，给学生留下了广阔的思考空间，可使学生置于一种非得思考的问题情境中。因此问题一提出，学生便思绪飞扬，他们提出的答案有十几种之多，远远超过了课本上示的四种情况，有些猜想是老师都没有想到的，这样的问题让学生有了创新的意识。
二、发散型问题
发散型问题，就是指学生围绕着某一问题，从多方位、多角度去进行思考和探究，以探求出某一个问题的多种答案的问题。
例：《昼夜交替现象》片段2
汉水流域随州考古出土的曾侯乙墓二十八宿天象图，拉开了中国最早天文学之序幕；而《甘石星经》的作者之一甘德是楚人，远远早于印度发现彗星，更比伽利略早1300多年。
质疑：这么多不一样的观点，那哪个观点能产生昼夜交替现象呢?
模拟实验，体验求证快乐
1.过渡
师:有些同学说能，有些同学说不能，有没有用什么办法来验证你们的想法呢?
答:实验。
我们把手电简模拟太阳，太阳在这里不动，地球仪模拟地球，地球自转，然后，在地球上选一个点：美国,转到这里，美国是白天，再转，美国就是晚上，就出现了昼夜交替现象。
推荐理由:本书是数年难得一遇的思想巨制，是一本集经管、科普、社科、新思维于一身的作品，可以帮你化繁为简，重审世界，将世间万事的发展逻辑化作简单、可预测、可推演的规模法则。利用规模法则，不仅可以了解身体机能，甚至可以重新审视生活节奏、居住环境、就业情况以及国家的未来。本书倾注了作者在物理学、生物学、经济学、社会学等跨学科领域的毕生研究。
答:用别的物体代替。
师：说得很好，我们可以用其他物体来代替太阳和地球。模拟它们的运动，从而可以找到证据，做出合理的判断。这就是模拟实验，是科学研究中非常常用的一种方法。
3.那用什么物体呢?
答:手电简模拟太阳。
答:地球仪当地球。
答:乒乓球。
答:人模拟地球自转。(大家哈哈大笑)
答:蜡烛。
(师提醒:如果要用蜡烛，要注意安全使用蜡烛)
……
(学生进行模拟实验)
师:材料改进了，现象也很明显，展示的很到位，声音很洪亮，解说很清楚，为这个小组点赞。
在《昼夜交替现象》片段中2的“这么多不一样的观点，那哪个观点能产生昼夜交替现象呢？”是一个典型的发散型问题，让学生去探究产生昼夜交替这一个现象有多少种答案。在引导探究“有同学说能，有同学说不能，有没有用什么办法来验证你们的想法呢？”中，也尽可能多提发散型问题，让学生思维碰撞，如“实验怎么做？太阳在天上，地球在脚下，都是非常巨大的天体啊”、“说得很好，那用什么物体呢？”由于这类题的答案不是唯一的，会让学生发散思维，综合应用学过的知识来解答，再由小组合作开阔学生的思路，让学生学会从多方位、多角度分析问题，培养学生的创新思维。
例：《昼夜交替现象》片段3
军庄镇不仅地理位置优越，且交通便利.其地质遗迹分布区临近省道——军温公路，距109国道不足2.5 km，新修的北京市六环路恰从其周边穿过，有383(大峪-杨坨)、977支(苹果园东口-东山)和633(清河小营-杨坨)路等公交线路可直达该地区，交通条件十分便利.
互动交流，实验展示并总结实验结果
小组一:
Rushil Décor成立于1993年，用桉木和高龄芒果木生产MDF。除了生产MDF外，它还生产装饰用高压层压板，并出口到36个国家。
2.思维碰撞:实验怎么做?太阳在天上，地球在脚下，都是非常巨大的天体啊。
师:太家有疑问或建议吗?
生举手答：
(1)我觉得他们可以把地球仪举高一点，放在头上转也可以。(大家笑)
……
③地球自转;
师:谁要点评?
答:我觉得他们应该选了一个地方，然后就看那个地方，这样子就更清楚了，他们组展示得很好。
4.2 植株调整：当植株高30厘米或出现卷须时要及时搭架引蔓，引蔓最好在下午进行，以免损伤茎蔓。引蔓和绑蔓使其茎叶分布均匀，苦瓜有很强的分枝能力，若任其生长，则会造成枝叶过分茂密，消耗养分，且植株间透气性差，易发生病虫害，也会影响主蔓的正常生长和开花结果，因此，在上架同时，将棚架以下的侧枝全部摘除，保证培育健壮的主蔓，在主蔓上架以后，适当选留中上部强壮的侧蔓，以提高产量。在旺盛生长期，枝叶繁茂，要及时摘除植株下部的黄叶和病叶，保证通风透光，延长采收时间，提高产量和质量。
答:有。
(在黑板上这个猜测观点后打“√”)
小组二:
师:嗯，对的，那么刚才他们展示的这种方法有没有出现昼夜交替现象?
我们用蜡烛模拟太阳,因为蜡烛的光是向四面八方的，然后用乒乓球表示地球,我们在地球上画了一个点，这里，然后我们展示的是第四种可能，大家看，现在这个点是夜，(转)然后现在在白天，所以是昼夜交替。(大家鼓掌)
前期面积估测中，出现估测数据差异甚大的现象。这主要是因为学生对面积单位表象的建立记忆不深刻，缺乏估测策略。后期面积教学中，教师继续建构常见面积单位的表象，发展学生的度量意识。
师:还有哪个小组上来展示?
小组三(多次举手):
老师，我们是拿人表演。
师:很新奇!怎么做?
雪，以最纯粹的色彩，带给我们最纯粹的快乐。这份快乐，人类与动物共享。《雪天的礼物》中，一心盼着下雪的睡鼠兄弟再也熬不住，去冬眠了，他们梦见了打雪仗、滑雪橇，把积雪踩出“咯吱咯吱”的声响；把雪捧在手上感受“白砂糖”般的质感。而妈妈绣了点点雪花的围巾就静静地躺在他们身边，饱藏着妈妈的疼爱，等他们醒来后，礼物还会陪着他们慢慢长大。
答:是人模拟太阳和地球，更好转。
二氧化碳综合利用研究覆盖了矿业、化工、能源、环境等领域。二氧化碳微藻生物制油以炼厂二氧化碳废气为碳源，吸收二氧化碳能力相当于森林的10～50倍，同时养殖的微藻为生物柴油的开发提供基础原料，可为炼厂减排二氧化碳20%以上，同时实现循环利用。目前，中国石化已完成中试。磷石膏矿化固废利用及二氧化碳合成气等技术获得了重要进展，展示了良好前景。
师:那来吧，有请我们这个大太阳和大地球(一个学生头贴纸上写“太阳”，一个写“地球”)(学生有的鼓掌，有的哈哈大笑，有的跳起来看)
师:好，我们来看看这个小组的展示。
答:大家看到，这是太阳，这是地球，太阳同学还要拿一个手电筒，我们小组展示第九种猜测，然后地球同学的正面这一面是白天的时候他会举手,他的正面是黑夜的时候他会把手放下来。太阳和地球都自转,然后地球绕太阳转，转,转,好，地球举手，老师你看!你们看!他的正面是白天，然后转,转，转,地球手放下，他的正面这一边是黑色，然后接着转，转，转，又到白天(全班大部分同学一起举手并笑呵呵)
师:谢谢你们，同学们有什么感受?
答:他们表演得很好。
答:他们现象很明显。
答:他们很搞笑很好玩。
答:他们很勇政，想到了别人想不到的方法。
师:这三组同学们表现得都非常好，三组同学的昼夜交替现象都很明显，解说也很清楚，在材料选择上也有所不一样,第三组还派上了同学作为道具,这是老师都没有想到的,他们用了跟别人不一样的方法,这就是创新,要勇于创新，老师为你们感到骄做!
在这个过程中，学生跳出书本固有的实验方式，大胆启用不同实验材料，表演方式更是与众不同，使课堂探究氛围更加有趣活泼，同时提高了学生的动手操作能力，培养了学生的创新思维和能力，教学取得了意想不到的好效果。
三、矛盾型问题
矛盾型问题，是指能够揭示知识之间的矛盾的问题。利用矛盾型问题，有意识地挑起学生已有知识与新认知的冲突，促使学生发现自己已有知识与新认知之间的矛盾，利用学生爱表达的特点激化学生新旧知识间的矛盾，并在全班将矛盾扩大化，从而产生问题情境，引发学生思考和探究的兴趣。
例：《昼夜交替现象》片段4
实验小结
(1)同学们看，通过实验，我们发现了什么？
(昼夜交替这同一个现象，有多种可能性的解释)
(2)在我们没有得到更多的证据之前，这些解释暂时都是正确的！
虽然有多种可能的解释，但科学家们探索后发现，最合理、最符合我们真实情况的只有一种，要找到最合理、最符合我们真实情况的那个解释，我们需要怎么做？(还需要在课后进一步的探究)
(3)还有别的发现吗？
《昼夜交替现象》片段4中“在我们没有得到更多的证据之前，这些解释暂时都是正确的”与“虽然有多种可能的解释，但科学家们探索后发现，最合理、最符合我们真实情况的只有一种”相互矛盾，能够激发学生的求知欲望，满足他们的好奇心理，这时，教师再组织学生小组学习讨论，学生在小组合作探究中会特别投入。伟大的科学家爱因斯坦曾说：“提出一个问题往往比解决一个更重要。”的确，课结束了，但学生的探索活动不应该就此结束，提出一个问题，让学生在解决问题中发现新问题，并努力去解决，他们的科学意识和创新能力将逐步提高。
假设型问题，让学生大胆猜测，发散型问题开阔学生思维，矛盾型问题，让学生智慧碰撞。在《昼夜交替现象》中，一系列的有效问题抛给学生，充分给学生质疑、表达、交流、展示、创造的机会，以学促教，以教导学，促成学生知识和能力生成过程的激情体验，在这个过程，以“个人—小组”为单位,以学情为基础，开展探究学习，让学生在解决这些问题的同时不断发现新问题并解决，学生的创新意识得到了培养，创新思维得到了开拓，创新能力得到了提高。
责任编辑邱 丽
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