情境激疑策略是指教师为了激发学生的好奇心和求知欲、开展深层次探究活动,利用多媒体创设具有迷惑性或矛盾性的问题情境以引导学生积极开展思维活动的一种策略。
一、情境激疑策略的作用
对于低年级的学生而言,他们喜欢动手去做,喜欢发问,什么事情都要问个究竟,他们不喜欢过于死板和抽象的东西。所以,在教学过程中,教师要依据教学内容、学生的认知规律和生活实际的具体情况,抓住学生思维活动的特点,为学生提供丰富的背景材料,从学生喜闻乐见的实情、实物、实例入手,利用问题情境呈现学生利用现有知识无法解释,或者引发学生原有知识和教学内容之间矛盾冲突的现象,让学生处于一种“需要”的学习状态,从而激发学生进一步学习探究的欲望。
1.借助情境引导学生发现新事物、新规律,引起学生的好奇心,进而激发学生的探究欲望
好奇心对创造力有重要的影响。中国科学院院士赵忠贤在谈及中学科学教育时,曾说过“儿童是天生的科学家,他们有无穷无尽的好奇心,而好奇心是创造力的源泉”。[1]好奇心是主体对新事物、新发现持久的注意力,表现为兴趣、选择和对行动的控制。
在教学过程中,学生所表现出来的好奇心是积极探究学习过程中所发现的新奇事物和现象的一种心理倾向。好奇心是兴趣的先导,是学习动机的重要来源。教师要善于保护和激发学生的好奇心,并使之朝着兴趣与动机的方向发展。
好奇心强烈的一个心理表现就是情绪高度兴奋,而这种兴奋能够调动大脑的高速运转,并使学生能够将全部的注意力集中在一件事物上。在强烈的好奇心的驱使之下,学生会产生很强的接受能力以及灵敏的反应能力,能在较短的时间内接受较多的教学内容,而且学习效率很高。教学不仅要利用学生的好奇心来吸引学生,更应该把学生好奇心的培养作为一项心理发展的目标予以关注。
好奇心的产生和培养与外界环境的刺激是密不可分的。丰富多彩的新事物、新问题是引起学生好奇心的必要条件。例如,像前面提到的“五彩池”这样的教学内容,本身就很吸引学生的好奇,教师在教学中就要利用学生的好奇引导他们探究和思考,发现并概括事物的本质特征和规律;像前面提到的“平行四边形的面积”,学生对内容本身并没有什么好奇,但是教师在教学中利用一幅学生熟悉的街道图,引导学生发现其中的几何图形。对于学生来说,这是一种从全新的视角对熟悉事物的重新认识,很容易激发学生的好奇心。这种教学方式不但有利于本节课的内容掌握,对于培养学生的好奇心也具有重要的发展效益。
2.借助情境引发学生认知冲突,建立新旧知识间的联系
心理学研究表明,正常情况下,学生的心理是处于一种平衡状态的,但是当学生遇到利用已有知识无法解释的现象、规律时,这种平衡状态就会被打破,学生就会产生一种恢复平衡的需要,处于认知冲突状态的学生好奇心和求知欲最为旺盛。
使学生产生认知冲突的情况有三种:第一种是原有的认知结构短时间内无法同化新知识,无法接受或者解释眼前的新现象;第二种是眼前的新事物新知识与原有的认知结构冲突,产生了矛盾;第三种是学生调用了所有的知识都无法解释眼前的新事物或新知识。
在教学中,很多的内容都同学生已有知识及生活经验存在着矛盾冲突,教师要根据教学目标,善于在教学内容和学生原有的认知结构之间创造矛盾,利用上述的三种方式引发学生的认知冲突,进而促使学生产生解决问题的强烈欲望,引发学生深层次的思考。
在小学数学《百分数的意义》一课中,百分数对于学生来说,是一个比较抽象、不好理解的概念。在课程开始的时候,教师创设了这样一个情境:北京市政府为了绿化环境要栽种易活且对环境好的树木,经过植物专家们的研究探讨,最终提出了三种方案:种植松树、柳树或杨树。为了验证这三种树哪种比较容易成活,政府进行了试验,同时种植了三种树木,在一段时间之后,考察三种树木的成活情况。教师利用多媒体展示了三种树木的栽种情况和成活情况:松树,共种植了25颗,成活了23棵;柳树,共种植了20棵,成活了19棵;而杨树种植了50棵,成活了47棵。在这个情境呈现之后,教师引导学生,从数据来看,哪种树木最适合种植。此时,学生对于百分数和成活率这样的概念是陌生的,大多数学生依据以往的经验和知识来判断,认为成活数目多的那种树木是合适的。当教师否定了学生的答案时,就引发了学生原有知识与新知识间的矛盾,激发了学生探究为什么自己回答得不对的热情。
这个案例的成功之处,在于教师提前预计到了学生会利用数字大小来理解比例的心理特点,并且设计了一个比较有迷惑性的问题情境,借助多媒体的呈现效果,引发了学生的错误认识,并制造了学生的认知冲突达到了预设的目的。
二、情境激疑策略的设计
利用多媒体实施情境激疑策略,可以在教学中迅速激发学生的好奇心、引发学生的认知冲突,并在教师的引导下,形成较强的学习动机。但是,并非任何情境都能起到激疑的作用,教师要合理应用这一策略,首先需要了解具有什么特点的情境才能够引起学生的好奇心,使学生产生认知冲突,从而激发学生进行探究的欲望;其次,教师需要掌握实施这一策略的活动过程。
1.教学情境的创设
在教学中,能够激起学生的好奇心,引发学生的认知冲突,进而使其产生强烈的探究欲望的情境一般具有新奇性、矛盾性、复杂性、包容性等四个特点。
(1)新奇性
新奇性情境是指对学生而言新奇有趣的、以前没有见过的或没有发现的现象或事物。它能够让学生耳目一新,给予学生视觉或听觉刺激,充分调动学生视听感官,充分体验事物的新奇性,引发学生的好奇心。教师利用多媒体引进大自然的奇异景观、奇异现象等都属于这一范畴。
(2)矛盾性
矛盾性情境是与学生原有知识和经验存在冲突的新事物、新现象,通常二者只有一个正确,但学生无法利用已有知识经验判断。
在小学语文《春天》的课上,学生们正在说着他们在哪发现了春天。
一个小女孩说道:“小松鼠从冬眠中醒来了,在树上跑来跑去。”
另一个小男孩马上予以了质疑:“老师,她说得不对,小松鼠不冬眠。”
教师问小男孩:“你为什么说小松鼠不冬眠?”
小男孩:“冬天我去动物园的时候,看见小松鼠在树上跑了,它们没冬眠。”
教师问小女孩:“你为什么说小松鼠冬眠?”
小女孩:“书上写的,我看好几本书上都这么写的。”
教师:“同学们,你们说他们谁说得对?”
学生们都陷入了困惑。
对于儿童来说,书本知识是神圣的,而生活经验是牢靠的。当二者发生矛盾的时候,他们既不愿意否定书本知识,也不愿意否定自己的经验。像这种情境,就是典型的矛盾性情境,能够充分引发学生的认知冲突,学生们都极为希望得到一个能使他们恢复平衡的答案,此时恰恰是引导学生掌握“半冬眠”和“浅冬眠”概念的最佳时机。
(3)复杂性
复杂性情境是指学生利用原有知识和经验无法理解或解释的新事物或新现象,学生必须通过一系列的分析与综合、概括与演绎、归纳与分类等四位活动才能解决情境所呈现的问题。
在小学数学《平移和旋转》一课中,教师为了提高学生对新知识的利用能力,在学生基本掌握平移和旋转的基础之上,利用多媒体为学生呈现了一些复杂的几何图形,这些图形都是由简单图形经过一系列平移和旋转后叠加而成,然后问学生这些图形是如何形成的。对于刚刚学过平移和旋转的学生而言,这是有一定难度的。教师利用多媒体的动画效果,先引导学生观察了几个相对简单图形(如5片花瓣的花朵,由一朵花瓣旋转叠加形成)的形成过程,帮助学生掌握分析图形的基本方法,再由学生自己发现其他图形的形成过程。
复杂性情境不但能引起学生的困惑,激发学生的好奇心和求知欲,同时也是提高学生利用所学知识解决实际问题的一个有效方法。在处理复杂性情境问题的过程中,可以引导学生发现知识间的联系,形成更为良好的知识结构。
(4)包容性
包容性情境是指需要学生建立新、旧知识间的联系,通过知识融合才能理解和解释的新事物、新现象。这类问题情境通常可以通过多种方法解决,可以存在方法间的优劣差异,也可以不存在这种差异。
第一章中所介绍的《守株待兔》课例之后,教师为了进一步提高学生的语言表达能力,设计了一个包容性的问题情境:
小青蛙和小蛇是好朋友,他们经常在一起玩。有一天,他们玩到很晚才回家。青蛙妈妈问小青蛙:“你今天和谁一起玩啊?”小青蛙说:“我和小蛇一起玩。”青蛙妈妈一听,吓坏了,连忙说:“你不能和蛇一起玩啊,他会吃了你的!”小蛇回家后,蛇妈妈问小蛇:“你今天和谁一起玩啊?”小蛇说:“我和小青蛙一起玩。”蛇妈妈很疑惑地说:“你怎么不吃了他啊?”
同学们,你们说小蛇会吃小青蛙吗?他们还回继续一起玩吗?
要求:使用学过的关联词,用简洁的语言表述你的观点。
学生在完成这个任务的时候,通常会把注意集中在自己的观点上,而忽视对观点的表达。教师针对这种情况,利用包容性问题情境给予学生个性表现的机会,同时又提出了具体的语言要求,是锻炼学生语言表达能力的一种好方法。下面是学生的一些观点表达:
学生1:“小青蛙不会再和小蛇一起玩了,因为他如果不听妈妈的话,他妈妈就会揍他。”
学生2:“他们还会在一起玩,因为他们已经有了深厚的友谊。”
学生3:“小蛇肯定不会吃小青蛙,因为他们是好朋友。如果小蛇吃了小青蛙,就没人跟他玩了,他多孤单啊!”
学生4:“小蛇会吃了小青蛙。因为蛇和青蛙是天敌,蛇不吃青蛙会被饿死的。”
……
通过学生的观点表达可以看出,学生在活动中已经开始有意识地同时关注观点和观点的表达方式了。通过这类包容性情境所引发的思考和活动,学生明白了要让自己的观点得到别人的关注和认可,不但观点本身要有理有据,还需要用符合规范的方法把观点讲清楚。这种认识对于学生的表述和写作具有重要的价值。
图3-2 求组合图形的面积
小学数学《求组合图形的面积》课上,教师在引导学生学习完组合图形的面积计算方法后,给出一个包容性的问题:
1.找到尽可能多的方法。计算下面(如图3-2所示)组合图形的面积。
2.比较各种方法,找出你认为比较简单合理的方法。
学生通过小组合作探究和成果汇报,至少发现了4~5种计算方法,再通过比较得出了最简单合理的两种方法。
这个案例所体现的教学设计思想非常有普遍性,利用包容性的问题引导学生尽可能多地回忆和利用已有知识经验解决问题,很多教学内容都可以采用这类方法。在实施中,教师要注意两个关键点,第一是问题的包容性要好,能够让学生发现多种解决问题的方法;第二是要引导学生对不同方法进行比较,找出方法间的差异和优劣。
2.教学活动的开展
在教学中,教师实施情境激疑策略要慎重,一方面是因为不合适的情境会引起学生的思维混乱,反而造成学生学习障碍;另一方面,在使用情境激疑策略的时候,通常会伴随学生的抽象思维活动,教师必须要有序地加以引导,才能保障学生顺利完成由感性到理性的认识过程。
一般来说,在教学中利用情境激疑策略开展教学活动分为教师语言导入、情境呈现、教师引导学生观察情境、调动思维、学生观点表达、教师分析概括六个环节,如图3-3所示。
图3-3 情境激疑策略的教学活动过程
其中语言导入、情境呈现、引导观察和分析概括四个环节与第二节中的教学活动开展小节中的类似,这里不再赘述。下面主要阐述一下调动思维和观点表达两个环节。
(1)调动思维
教师在使用情境吸引和情境激疑策略的时候,所创设的情境是不同的。在情境吸引策略中,吸引学生注意的情境,只是通过给予学生视觉和听觉上的刺激,引导学生有效感知,从而激发学生的学习兴趣,为后续的学习活动打下基础,通常不需要学生进行深层次的思考。而情境激疑策略则不同,通常伴随情境的呈现需要学生开展复杂的思维活动,甚至是以抽象思维为主的活动。在这一过程中,教师要充分发挥引导作用,不仅要帮助学生发现解决问题的线索,还要引导学生合理开展心理活动,才能保证策略的实施成功。关于多媒体与学生思维,将在第四章中详细论述。
(2)观点表达
与情境吸引策略不同,在情境激疑策略中,学生形成的观点通常是不同的,更能体现学生的个性认识。所以,教师要给予学生充分表达的机会,同时有意识地引导学生对不同的观点进行分析比较,发现观点间的异同。这个环节非常重要,因为学生只有了解了不同的观点,并理解了观点间的差异,才能形成抽象、合理的认识,教师不能用自己的分析概括替代学生的头脑中的探究和比较。
下面我们结合一个案例,来具体阐述一下整个教学活动的开展。
《食物在体内的旅行》是小学生非常喜欢的一节科学课。为什么小学生会喜欢?因为这节课的内容将学生带入了一个全新的世界——人的消化系统。儿童们天天在吃食物,但是从来不会去想食物是如何被消化的。当他们开始了解自己的身体时,充满了好奇和疑惑。对于教师来说,如何激发学生的好奇心,如何满足学生的探究欲望,是决定教学成功的重要前提。下面,我们就来看看教师是如何上好这一课的。
教师(引导):“同学们,我们每天都要吃很多东西,大家说,我们为什么要吃东西?”
学生们感觉这个问题很可笑,但还是回答:“不吃东西会饿。”“不吃东西会没劲,就不能动了。”“吃的东西有营养,能够长身体。”……
教师:“大家说得非常好,食物为我们提供了营养,让我们发育和成长。可是有谁知道我们是怎么从食物中获得营养的呢?”
学生(借助已有的经验):“靠胃消化。”
教师:“说得好,不过不够准确,我们的消化,不仅要靠胃,还需要很多其他的器官。大家想一想,都有哪些器官参与了消化?”
学生开始借助经验思考,一些学生开始翻教材。
学生:“口腔、食管、胃、小肠和大肠。”
教师(激疑):“很好!那你们知道这些消化器官是如何工作的吗?”
学生小声嘀咕起来。
教师:“要想了解这些消化器官,我们首先就要认识他们。现在,让我们走进我们的身体,看一看它们是什么样子的。”
教师利用多媒体呈现人体消化器官的解剖图(新奇性情境),并引导学生重点观察各器官的位置和特征。
教师:“食物的消化,要经过很多器官,就像在我们体内旅行。经过这些器官的消化和吸收,我们才能获得营养和能量。谁能说一说,食物是怎么在人体内旅行的?”
引导学生形成初步认识:“食物由口腔进入人体,经过咀嚼,顺着食管进入到胃,再从胃进入到小肠、大肠。”
教师(再次激疑):“看来大家都了解了食物的旅行路线。可是谁知道我们为什么需要那么多的消化器官?只靠胃行不行?”(利用复杂性问题情境激发学生的探究欲,引出各类消化器官的作用和特点。)
学生:“不行,得需要其他器官。”
教师:“为什么?它们有什么不一样?各自起到什么作用?”
学生又开始翻教材,然后发表观点。教师组织学生依次总结各个器官的作用和特点。在这个过程中,教师呈现各个器官的放大图(调动思维),帮助学生清楚认识各器官的形态和特征,理解各器官在消化过程中的作用和条件。
教师(总结概括):“大家说得非常好,食物经过口腔、食管、胃、小肠和大肠,才能被我们消化吸收。现在就让我们一起看一看这个食物的旅游过程吧!”
教师播放食物消化过程的Flash动画,利用动画强化学生的认识。
教师:“通过这次旅行,我们终于明白了,一个食物的消化过程是多个消化器官共同协作完成的,而消化器官的功能又是由它的结构决定的,各器官的作用不能相互替代。大家都了解了食物的旅行路线。现在,大家填写你们的食物旅行表。”
接下来,教师在拓展环节中,同样运用了情境激疑策略带领学生探究了“暴饮暴食的危害”和“消化器官的保护”。
这是一节典型的课例。说它典型,一方面,因为整节课按照情境激疑策略来组织,利用问题引导和多媒体情境调动学生的好奇心、求知欲,让学生在认识事物、解决问题的过程中由简单到复杂,由感性到理性地完成学习活动;另一方面,多媒体在这节课中发挥了不可替代的作用。不论是图片还是动画,都是教师创设情境、引导学生观察与思维的重要手段。设想一下,如果没有多媒体,没有这些图片和动画,教师是否还能如此自然、充分地激发学生学习兴趣、调动学生好奇心呢?
[1] 唐新安.在中学科学教学中如何保护学生的好奇心.科学教育,2008(1)