《问题激发思维》PPT课件.ppt

用问题激发学生的思维,浙江省玉环县教育局教研室 郑青岳,电话E-mail:,科学的起点和原动力 学生质疑精神的培养 课堂问题情境的创设 用问题推进教学进程 用问题激发学生思维,什么叫做问题？关于问题的问题,所谓问题，就是不能即时到达的目标。,每当你碰到不进一步作心理上的努力就不能有效地应付的情况时，你就遇到了问题。 美吉尔福特,所谓问题，就是“意味着要去出适当的行动，去达到一个可见而不即时可及的目的” 。 美乔治波利亚,问句不一定就是问题； 问题不一定要用问句。,科学的起点和原动力,科学的起点是什么?,科学始于观察；,牛顿与苹果树的故事,科学的起点是什么?,科学始于观察；,科学始于问题。,正是问题激发我们去学习，去发现知识，去实验，去观察。 波普,科学不但以问题为起点， 而且以进一步的问题为转折。,奥斯特在实验中偶然发现电流的磁效应,电和磁究竟存在着怎样的联系？,电能生磁，磁是否也能生电呢？,人类永远需要为自己的心灵创造一个家园，需要对纷繁复杂、变幻无穷的世界建立一个理解框架，以排遣自然现象对自己的种种困扰。这种需要正是科学的第一推动力。,科学的原动力是什么?,好奇心 一种强烈的求知欲。,如果我以光速追随光线运动，我将会看到什么？,我们观察到，宇宙的膨胀在长期的变缓之后，再次加速。它会继续无限地膨胀下去吗？膨胀是一个自然定律吗？或者宇宙最终会再次坍缩吗？,学生质疑精神的培养,科学精神,质疑精神； 进取精神； 创新精神； 求实精神； 理性精神； 民主精神； 开放精神； 合作精神。,培养问题意识:,善于自发主动地提出问题；（自主性） 善于从常人没有察觉之处提出问题；（奇异性） 善于对同一事物提出多个不同的问题。（发散性）,大雁为什么要迁徒? 大雁成群飞翔时为什么要排成“V”字形?,彩虹为什么通常出现在雨后，或是有阳光和水雾的地方？ 彩虹是怎样形成的？ 为什么会出现各种颜色？ 为什么要背着阳光才能看到彩虹？ 彩虹的颜色为什么外面是红色，里面是紫色？ 外面怎么也有一道虹，它的颜色排列为什么不同？,虹的形成机理,霓的形成机理,彩虹为什么通常出现在雨后，或是有阳光和水雾的地方？ 彩虹是怎样形成的？ 为什么会出现各种颜色？ 为什么要背着阳光才能看到彩虹？ 彩虹的颜色为什么外面是红色，里面是紫色？ 外面怎么也有一道虹，它的颜色排列为什么不同？,彩虹为什么总是向下弯曲，而不向上弯曲？,课堂问题情境的创设,创设问题情境的方式,通过学生的活动创设问题情境；,案例1 探究凸透镜的成像规律,创设问题情境的方式,通过学生的活动创设问题情境；,通过教师的演示实验创设问题情境；,案例2 探究物体浮沉的条件,创设问题情境的方式,通过学生的活动创设问题情境； 通过教师的演示实验创设问题情境；,通过列举有待解释的生活现象创设问题情境；,在北美的草原上生活着一种犬鼠，它生活在地下的洞穴中。科学家在考察中发现，草原犬鼠生活的洞穴有两个出口，其中一个是平的，而另一个则有隆起的圆形土堆。草原犬鼠为什么要这样做呢？,案例3 气体的压强与流速关系的教学,创设问题情境的方式,通过学生的活动创设问题情境； 通过教师的演示实验创设问题情境； 通过列举有待解释的生活现象创设问题情境；,利用趣闻轶事和虚构故事创设问题情境；,1779年冬，在俄国彼得堡的一个寒夜，市中心一个大厅里灯火辉煌，热闹非常。六千支燃烧着的巨型蜡烛，把大厅里的气氛烘托得更加热气腾腾。原来，这里正在举行盛大的舞会，夫人小姐、名流雅士拥满大厅，在悠扬的乐曲声中翩翩起舞，有的人还淌着汗水。正当大家跳得如痴如狂时，一位小姐突然晕倒在地，旁边的人不知如何是好。这时有人喊道：“快快打开窗户。”当人们打开窗户后，刺骨的寒风涌入大厅，这时出现了奇怪的现象：大厅里竟然飘起雪花。在场的人无不目瞪口呆、面面相觑。这究竟是怎么回事？大厅里的雪花从何而来呢？,案例4 升华和凝华的教学,有一座寺庙正在整修，方丈让大和尚用绳子把一块重为400牛的石块提到2米高的庙墙上，让一个小和尚用绳子把110牛的瓦片提到屋檐上。方丈要根据两个和尚消耗能量的多少来分配他们的食物。那么，大和尚拉石块和小和尚拉瓦片相比，究竟谁消耗了更多的能量呢？,案例5 功的教学,创设问题情境的方式,通过学生的活动创设问题情境； 通过教师的演示实验创设问题情境； 通过列举有待解释的生活现象创设问题情境； 利用趣闻轶事和虚构故事创设问题情境；,利用知识实际应用的实例创设问题情境；,师：你们知道大气层的气温随高度会发生怎样的变化? 生：高度越高,气温越低。 师：是的, 在海拔高度为3000米时，气温约为-2；当海拔高度为6000米时，气温约为-24；当海拔高度接近10000米左右时，气温将降到-50以下。那么，当飞机在万米高空飞行时，空调要将机舱外的新鲜空气引入舱内，应当对空气进行加温还是降温呢？ 生：外面的气温那么低，当然要加温。 师：但事实却是，飞机上的空调实际上要对空气进行降温。这究竟是为什么呢？,案例6 改变物体内能的方法,创设问题情境的方式,通过学生的活动创设问题情境； 通过教师的演示实验创设问题情境； 通过列举有待解释的生活现象创设问题情境； 利用趣闻轶事和虚构故事创设问题情境； 利用知识实际应用的实例创设问题情境；,科学科学史创设问题情境；,案例7 光合作用的教学,1648年，比利时科学家海尔蒙特做了这样一个实验：他找了一个木桶，在里面放了60千克的干土，再将2.5千克的柳树苗栽在土壤中。,案例7 光合作用的教学,在这之后，海尔蒙特用盖子将木桶中的土壤盖住，并只用纯净的水浇灌。,案例7 光合作用的教学,那么，柳树是靠什么来成长和增加自己的质量呢？,案例8 能的转化和守恒定律的教学,创设问题情境的方式,通过学生的活动创设问题情境； 通过教师的演示实验创设问题情境； 通过列举有待解释的生活现象创设问题情境； 利用趣闻轶事和虚构故事创设问题情境； 利用知识实际应用的实例创设问题情境；,科学科学史创设问题情境；,由旧知识的扩展引出新问题创设问题情境。,奥斯特实验表明，通电导线的周围存在着磁场，通电导线是通过周围的磁场对附近的小磁针产生作用的。根据力的相互性，我们不难推知，小磁针也要通过自己的磁场对通电导体产生力的作用。那么，通电导线在磁场中受到的作用力究竟与哪些因素有关呢？,案例9 电流的磁场的教学,好问题的几条要求：,问题应与学习课题相关； 问题应使学生感到有趣； 问题应有浓厚的生活气息； 问题应是学生自然生成的； 问题应能激发学生的思维； 问题应注意联系前后知识； 问题应适合学生的认知水平； 问题应造成学生的认知冲突。,用问题推进教学进程,科学以问题为起点，并以进一步的问题为转折 教学以问题为起点，并用进一步的问题来推进,根据问题解决的理论，教学的过程，实质上就是一个不断地提出问题和解决问题的过程。所以，在对某课题进行教学设计时，首先应当对教学课题进行分解，并对分解出来的子问题进行梳理，使之成为具有层次结构和逻辑递进关系的问题序列。,如何用系列问题推进教学进程？,提出需要解决的所有问题，再逐一解决；,问题由教师提出,案例10 透镜的教学,什么叫做透镜？ 常用的透镜有哪些类型？ 不同类型透镜对光线的作用是什么？ 透镜成像有什么规律？（只针对凸透镜） 透镜成像规律有哪些典型的应用？,如何用系列问题推进教学进程？,提出需要解决的问题，再逐一解决；,问题由教师提出,问题由学生提出,传说大约公元二世纪，罗马统帅狄杜进兵耶路撒冷后，下令将抓到的俘虏投入死海。但奇怪的是，俘虏们并没有沉到水中淹死，而被波浪送回岸边。狄杜勃然大怒，再次下令将俘虏投入死海，俘虏依旧安然无恙。狄杜以为俘虏们受神灵的庇护，只好下令将他们全部释放。然后问：为什么俘虏们扔到死海里不会沉到海底呢？,案例11 浮力的教学,案例11 浮力的教学,所有物体都会受到浮力吗？ 浮力是怎样产生的？ 为什么有的物体在液体中会下沉，有的会上浮？ 浮力的大小跟哪些因素有关？ 浮力有什么用？,发散、模糊、无序。,学生问题的几种处理方法,改述 增删 排序,改述,在许多情形下，学生的问题表述比较模糊和肤浅，未能准确地表达出所要表达的意思，或未能清晰地揭示出需要研究的变量及更为本质的因素。对此，教师应当帮助学生进行重新表达，使问题更明朗，更清晰，更准确，从而使问题的解决有明确的方向和目标。,改述浮力的教学,所有物体都会受到浮力吗？,浮力是怎样产生的？,为什么有的物体在液体中会下沉，有的会上浮？,浮力的大小跟哪些因素有关？,浮力有什么用？,在液体中处于不同状态的物体都会受到浮力吗？,物体的浮沉条件是什么？,物体浮沉条件有哪些典型应用？,增删,学生提出的问题，有的可能已经解决，多数学生已知其答案；有的可能是当时所不可为，或偏离该课题的教学目标的。而有些需要在教学中加以解决的问题，学生却没有提出来。如果完全被学生的问题牵着鼻子走，就无法实现预定的教学目标。因此，对学生提出的众多问题，教师应当引导学生进行评价，进行合理的舍弃和补充。,增删浮力的教学,浮力是怎样产生的？,浮力的大小跟哪些因素有关？,在液体中处于不同状态的物体都会受到浮力吗？,物体的浮沉条件是什么？,物体浮沉条件有哪些典型应用？,气体也会产生浮力吗？,浮力能否用仪器测量出来？,排序,围绕教学的课题，学生提出的各个问题通常缺乏条理化和序列化，前后问题不具有逻辑递进的关系。为此，教师应当引导学生将所要解决的问题重新排列，使之形成由近及远，由浅入深，由表及里，逐渐深化的递进序列。,在液体中处于不同状态的物体都会受到浮力吗？ 物体的浮沉条件是什么？ 浮力的大小跟哪些因素有关？ 物体的浮沉条件有哪些典型应用？ 气体也会产生浮力吗？ 浮力能否用仪器测量出来？,排序浮力的教学,(1),(2),(3),(5),(4),(6),用问题推进教学进程,提出需要解决的问题，再逐一解决；,随着教学进程，逐一提出相关问题。,案例12 大气压的教学,液体内部存在压强，大气内部是否也存在压强？ 如何证明大气压强的存在？ 哪些场合我们利用了大气压？ 大气压有多大?怎样测量大气压？ 大气压的大小跟哪些因素有关？ 大气压的变化对我们的生活有怎样的影响？,用问题激发学生思维,用问题激发学生思维,苏格拉底的“助产术”,苏格拉底,柏拉图,亚里士多德,苏格拉底“助产术”给我们的启示,在科学教学中，教师应尽量避免将科学结论直接告知学生，而应善于针对教学的主题，提出一连串相关的问题，去激发学生积极思维，引导和启发学生寻找解决问题的方法。,教师以改变台灯的亮度为例，指出是通过改变电流来实现的。 改变电流有几种方法？哪种方法简便些？（改变电压、电阻。改变电阻较为简便） 改变电阻有几条途径？哪一途径较简便？（改变长度、粗细、材料。改变长度较为简便） 这是一个最简单的变阻器。它有什么缺点？（体积大，操作、携带不方便）,如何克服它的缺点？（把线绕起来，减小它的体积）,滑动变阻器上、下各有两个接线柱，要将它的两端接入电路，共有几种接法？其中哪些接法是不可行的？哪些接法作用是相同的？（6种接法。两种接法不可行）,可行的几种接法有什么共同点？（一上一下）,案例13 变阻器的教学,案例14 大气压的测量,师：杯里的水是被大气压托住的。但如果设想杯子很高很高，水还能托得住吗？ 生：不一定。 师：能托住多高的水，应该跟什么有关？ 生：应该跟大气压大小有关。 师：有道理。因为水柱是被大气压托住的，大气压越大，水柱应当越高。这样，根据所能托起水柱的高度，就可以知道大气压的数值了。,教师重做复杯实验，并把杯子倒扣在水槽中。,教师介绍托里拆利的实验装置和结果。,师：托里拆利为什么要用水银，而不用水呢？,生：管子可以做得短一些。,用问题激发学生思维,苏格拉底的“助产术”,波利亚的“怎样解题表”,每个大学生，每个学者，特别是每个教师，都应该读这本引人入胜的书。 现代著名数学家瓦尔登,你若不能解决问题，那一定有一个比较容易的问题你也不能解决，那么你第一位的工作是去寻找它！ 美乔治波利亚,波利亚的“怎样解题表”,弄清问题 拟定计划 实施计划 回顾,拟定计划,第二 找出已知数与未知数之间的联系。 如果找不出直接的联系，你可能不得不考虑辅助问题。 你应该最终得出一个求解的计划。 你以前见过它吗？你是否见过相同的问题而形式稍有不同？ 你是否知道与此有关的问题？你是否知道一个可能用得上的 定理？ 看着未知数！试想出一个具有相同未知数或相似未知数的熟悉的问题。 这里有一个与你现在的问题有关，且早已解决的问题。 你能不能利用它！你能利用它的结果吗？你能利用它的方法吗？为了利用它，你是否应该引入某些辅助元素？ 你能不能重新叙述这个问题？你能不能用不同的方法重新叙述它？,如果你不能解决所提出的问题，可先解决一个与此有关的问题。你能不能想出一个更容易着手的有关问题？一个更普遍的问题？一个更特殊的问题？一个类比的问题？你能否解决这个问题的一部分？仅仅保持条件的一部分而舍去其余部分，这样对于未知数能确定到什么程度？它会怎样变化？你能不能从已知数据导出某些有用的东西？你能不能想出适于确定未知数的其它数据？如果需要的话，你能不能改变未知数或数据，或者二者都改变，以使新未知数和新数据彼此更接近？,你是否利用了所有的已知数据？你是否利用了整个条件？你是否考虑了包含在问题中的所有必要的概念？,波利亚是利用问题去激发和调控学生的解题思维。他的解题思想是：针对需要解决的问题，寻找相关的辅助问题较为简单的问题；较为熟悉的问题；更为特殊的问题；更为一般的问题。,现代认知心理学认为，任何一个问题都可以分为三种状态，即初态、终态和中间态。初态是解题的已知条件，终态是解题所要达到的终极目标。解题实质上就是人或系统寻找一个状态系列，使问题从初态顺利地到达终态的过程。,针对问题的初态和终态去寻找一系列中间态，实质上是针对问题的条件和目标提出一系列子问题。所以，解决问题的实质，就是针对总体问题提出一连串子问题的过程。,解题的实质是什么？,探索解题途径的几何模型,探究浮力和被物体排开的液重的关系,反推案例：探究浮力原理的实验设计,(溢)杯、水、沉物、细线、测力计,溢杯、水、量筒,正推案例：探究浮力原理的实验设计,要求得电路两端允许加的最大电压，需要知道什么？（电路允许通过的最大电流和两电阻值） 两电阻值已知。要求得电路允许通过的最大电流，需要知道什么？（两个电阻器的额定电流，取较小的电流即是） 根据给定条件，能求得两个电阻器的额定电流吗？（能！利用公式P=I2R）,例题 如有2只电阻器，甲标有“800，2W”，乙标有“300，3W”。现把它们串联起来，电路两端所允许加的最大电压为多大？,把复杂问题分解为若干个较为简单的问题,甲、乙电阻器允许通过的电流各为多大？（I甲=1/20安；I乙=1/10安） 两电阻串联后，允许通过的最大电流多大？（1/20安） 当电路电流取最大值时，两电阻器两端的电压各为多大？（40伏；15伏） 电路两端允许加的最大电压多大？（55伏）,例题 如有2只电阻器，甲标有“800，2W”，乙标有“300，3W”。现把