初中科学教学中培养学生问题解决能力

郭秀军

摘要："问题解决"模式教学可以帮助学生养成问题意识和提高解决问题能力，激发学生对问题的敏感性、好奇心和求知欲，形成自己的见解。本文主要阐述科学课堂教学中如何训练学生问题解决的能力；帮助学生正确理解问题；引导学生发散性思维；从不同的方向提出假设或猜想；培养学生解决问题能力的方法。

关键词：解决问题；探究；引导；自主

中图分类号：G633.98 文献标识码：B文章编号：1672-1578（2017）03-0115-02

在"问题解决"模式教学中，为了使学生达到多向思维，首先教师要创设具体的情景，引导学生提出探索性和求证性的问题，寻找解决途径。根据认知心理学，创造力源于基本认知过程的观点，以及《科学课程标准》提出"科学学习要以探究为核心"等， 探究学习将成为新背景下学习科学的主要方法，应用现成的知识，探究未解决的问题，培养创新精神和意识。

1.问题的类型

根据波利亚"按关键事实或未知量进行概括"的思想，我们可以把学生提出的问题大致分为三种：

1.1 一般性问题。对一般性问题一般都能直接在教材中找到答案，或稍加提示就可解决的问题。没必要浪费更多的时间去想象或创造。对于这类问题，教师可以让学生自己解决问题。如在讲授《光合作用的条件和产物》时，学生对实验中采用的"银边天竺葵"材料比较陌生，教师可在课前为学生准备好材料，让学生先解决这个问题，再深入地探究光合作用的条件和产物。

1.2 发现型问题。这类问题的提出，有的是已有答案或解决方法，而有的却没有。如在探究"影响电磁铁磁性强弱的因素"实验中，對于学生提出的"电流的大小和线圈的匝数会影响电磁铁的磁性强弱，但电流的方向和导线的粗细会不会影响电磁铁的磁性强弱呢？"对于这样的问题，教师可以要求学生自己设计实验来解决。这些实验虽然只是一种重复、一种演示；但是，对于学生来说，却是一种探索和独立的发现的过程。

1.3 创造型问题。这是一类有新颖观点、独特性的且富有意义的问题。例如学习了《空气污染与保护》的相关知识后提出"该如何治理雾霾现象？我们又能做些什么？"这些问题具有科学创新，适宜学生去探究。

2.学生问题解决能力培养的策略

学生对发现型问题和创造型问题进行尝试性探究，通过批判性思维，形成独特见解或创造。那教师在学生进行探究过程中承担什么角色，如何引导和梳理等等问题。我将结合实例在教学中培养学生问题解决能力的策略、体会介绍如下。

2.1 帮助学生正确理解问题并对问题加以分类、概括。元认知理论认为，解决问题是根据发生的情况进行自我评估并随时加以调整地动态过程，并不是一个机械过程，没有固定的程序和方法。学生在试图解决问题之前，必须正确理解问题。一些学生不能正确解决问题就是因为没有养成仔细界定问题的习惯，不能准确理解问题表述的语意。教师应引导学生准确的表述自己所提的问题，使其他学生能正确理解，从而教师引导学生对问题进行分类和概括。如在讲述《人类活动对生态系统的影响》时，学生在观看教师创设情景之后，提出了下列问题：

（1）加拿大一枝黄花和水葫芦为何入侵？是怎么样入侵的？

（2）加拿大一枝黄花在原产地生活得怎么样？

（3）外来物种是通过怎样的途径入侵的？

（4）水葫芦泛滥与水污染有关吗？

（5）有什么措施可以治理外来物种入侵？

（6）生物入侵有什么危害？花多草多更好，怎么就有危害了？

（7）在以后外来物种是该养还是该灭？

这些问题中，问题（1）（3）（4）所包含的更深一些的问题是外来物种为什么能成功入侵；问题（6）是更深层次的问题反应外来物种入侵有什么危害；问题（5）（7）所包含的意思又是外来物种入侵该如何治理。问题（2）属于一般性问题。教师只要对加拿大一枝黄花的情况稍加介绍，即能解决。这样加以分类、概括后，学生得到了自己提出来的几个发现型问题和呈现型问题：外来物种为什么能成功入侵？外来物种入侵有什么危害？如何治理外来物种入侵现象？

2.2 引导学生自主思考，多角度提出假设。波利亚说过，先猜后证--这是发现之道（大多数）。合理地猜想或假设能引导我们走向真理，问题解决是建立在猜想与证明相互结合的基础上。在课堂教学中，教师可以引导学生积极思考，激发学生的认知系统，把他们从兴趣的萌芽状态引到主动探索新知识阶段。同时，教师应鼓励学生从多角度提出假设。例如对外来物种为什么能成功入侵这个问题，在教师的引导下，学生可以三个大的角度来考虑这个问题：入侵物种的特征、入侵地环境特点、人为因素的影响。一个角度提出多种假设，如从入侵物种的特征：可能是具有强繁殖能力，可能是能产生某种物质抑制本地物种的生长，也可能是缺乏天敌，可能是……

值得注意的是，教师不要过多的评价学生提出的假设，注重数量，以免局限于某一问题的解决。

2.3 学生制定问题解决策略，自主进行尝试性探究。对学生来说，元认知水平低的，在解题时常采用单一的方法或思路，相反元认知水平高的同学有多种解题方法或思路，并能调整解题方法和思路，还能自主地对解题的过程进行反思。教师根据提出的各种各样假设，引导学生思考每个假设的意义和可行性。当有多种可行的解决问题方案时，教师要引导学生对假设进行筛选，结合实际情况选择最佳的假设。制定方案、计划或方法，即确定问题解决的策略，在教师的引导下，自主进行尝试性探究。

2.3.1 根据问题的因果和内在关系，引导学生进行推理，得出合理的结论，加深对知识的理解。如在讲授《生态系统的稳定性》一节中，提到森林生态系统和沙漠生态系统比较，哪种生态系统自动调节能力强？可以引导学生：自动调节能力的强弱与生态系统的成分和生物种类的关系？在食物网中如果某种生物数量急剧减少后，对其它物种会造成怎样的影响？

2.3.2 联系实际，利用典型事例，说明理论知识与现实应用相结合。如自主探究外来物种能成功入侵的原因时。学生可以利用报刊、杂志、科普网站等途径获取资料，结合入侵生物的特点，分析找出成功入侵的原因；也可以通过实例的实际情况进行尝试性探究。如因修建铁路破坏周围植被从朝鲜入侵到中国的豚草；如因防检疫工作上的疏失造成红火蚁入侵美国南方；如为净化水源而引进的水葫芦，对中国多处水域造成危害。学生还可以通过实地考察或观察标本等方式来分析物种能成功入侵的原因。

2.3.3 根据研究对象的相似性，从熟知对象的属性推出相似性对象的属性。如在讲授《常见的酸》一节中，对于硫酸的化学性质，可以让学生结合盐酸的化学性质，从而得出硫酸的化学性质。

通过解决一系列的问题，学生的思维得以激发，有利于培养学生的自主探究、和自主学习，发挥了学生的主体地位，养成独立思考和解决问题的习惯，为以后的学习和生活打好基础。

2.4 问题连锁，环环相生，引导学生深入探究。根据皮亚杰的认知发展观，心理发展是在平衡与不平衡的交替中不断建构和完善其认知结构，实现认知的发展。解决问题的时候，教师可以深入分析问题的本质，把问题推到一般问题，使问题深化，引导和启发学生发现问题的内在联系，探索规律。使学生养成提问的习惯，能在不同的阶段，提出不同的问题，从而也间接的提高了学生解决问题的能力。

在解决了外来物种入侵的客观原因后，教师可以进一步引导学生去发现问题，如“人在生物入侵中动机是什么？”“如何治理外来物种入侵？”“想想你能做些什么？”从而加深了对保护生物多样性理解，培养了学生保护环境的意识，同时也可以把课堂内学到的知识应用到课堂外。

3.培养学生问题解决能力应该注重的几个方面

3.1 教师应该努力建立民主平等的良好课堂气氛。心理学研究表明：教学环境与思维的多端性有着必然的联系，这里的教学环境主要指心理环境和课堂环境。和谐的课堂环境，能放飞学生的思路，是促使学生思维具有多端性前提条件。这说明在教学中教师要会营造宽松和谐课堂环境，能接纳学生意见的课堂气氛，平等看待学生提出的问题，留给学生充足的时间酝酿和讨论，鼓励学生参加解决问题的活动。教师要有创新的精神，要从为学生的发展角度看待自身的作用，采用多种的教学方法，让课堂成为学生创造的舞台。

3.2 要考虑影响解决问题的因素。影响解决问题的因素很多，如思维定势、认知水平、学习动机、情绪等方面，在学习过程中存在两个方面问题：一是因过低的动强度造成的思维积极性不足；二是因过高动机强度造成的思维功能减弱。同时低落的情绪、外界的干扰等都不利于学生解题。因此教师应引导学生明确解决问题的因素，使自己处在动机强度适中、情绪平和、排除干扰，保持愉悦的心境中解决问题。

3.3 教师不能越俎代庖，替代学生思考。以班杜拉为代表社会认知理论提出，自我调节的学习理论，强调要把学习者看成是能够参与并控制学习过程的自我调节的主体。因此，教师要根据学生的年龄特征和认知水平，在实际教学中，教师要为学生思考问题和创造提供足够的时间和空间，不能越俎代庖，替代学生思考。

如杜勃罗留波夫所批评的："教师如果把科学的材料嚼得这样细，使学生无须咀嚼，只要把教师所讲的吞下去就行了。这样，从学生中可能培养出知识的猿猴，而绝不是能独立思考的人。"所以在平时教学和课堂讨论中，教师应把主动权还给学生，给他们创设独立解决问题和探究的机会，指导他们解决学习上和生活中困难。构建和谐课堂，促进民主教学，正确把握学生的主体地位和教师的引领作，使学生真正成为课堂思维活动的主人。

参考文献：

[1] 波利亚.数学的发现.北京：科学出版社，1982

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