基于劣構(gòu)問題的科學(xué)課探究活動設(shè)計

許丹艷

一、緣起：流于形式的科學(xué)課探究活動

在科學(xué)課堂教學(xué)過程中，我們時常會遇到這種情況：由老師設(shè)定一定的情境，引出學(xué)生所要研究的問題;組織學(xué)生對這個問題進行思考、做出假設(shè);引導(dǎo)學(xué)生制定好研究方案，很多時候老師已經(jīng)把方法、步驟都歸類好了，學(xué)生只要按部就班做就好了;學(xué)生通過收集、分析有關(guān)現(xiàn)象、證據(jù)，得出結(jié)論。

這樣的探究活動，在老師精心設(shè)計之下，學(xué)生往往能很好地完成任務(wù)。看似完美，就真的完美了嗎？在這個過程中，老師有沒有給學(xué)生真正探究的機會？學(xué)生探究的主動性有沒有體現(xiàn)？目前的探究是否太膚淺、浮于表面？這樣的探究是不是讓人覺得，上課時，老師和學(xué)生好像是生產(chǎn)車間流水線上的員工，每個人都在按部就班地做著規(guī)定的事情？長此以往，學(xué)生對探究活動會有怎樣的認識？從教學(xué)實施來看，科學(xué)探究還存在諸多問題，過多地追求外在的活動，忽略內(nèi)在的體驗與思維，導(dǎo)致許多探究活動流于形式。

二、探尋原因

原因一：教材設(shè)計得不合理

教材主要以脫離真實情境的良構(gòu)問題為主，實驗步驟清晰，知識指向明確，學(xué)生按部就班去做即可得出結(jié)論，深入探究的設(shè)計較缺乏。教材中的內(nèi)容缺乏切實性，雖然每堂課都會進行觀察和實驗，可是彼此之間沒有切實地串聯(lián)在一起，無法對學(xué)生產(chǎn)生有效的吸引。

原因二：老師對科學(xué)課探究活動認識不足

受兩千多年來重傳授的教學(xué)文化的影響，探究性學(xué)習(xí)并沒有在實質(zhì)上廣泛內(nèi)化到老師的教學(xué)行為中。在進行指導(dǎo)時，老師對于“度”缺乏有效的把握：如果過度地進行指導(dǎo)，會導(dǎo)致學(xué)生不能切實地對自主學(xué)習(xí)和探究能力進行培養(yǎng);假如老師指導(dǎo)過于缺或徹底放手，則會導(dǎo)致學(xué)生的探究和學(xué)習(xí)缺乏條理性。

原因三：學(xué)校教育時間和空間的限制

在學(xué)校正規(guī)教育中，科學(xué)教育有其明顯優(yōu)勢：系統(tǒng)、學(xué)術(shù)性強。但是由于科學(xué)課堂時間的限制、空間的限制、學(xué)科的界限、教學(xué)任務(wù)的限制、考試的壓力等原因，科學(xué)教育也有不少問題：趣味性不強;“雙基”未必扎實;知識缺乏運用的機會。

三、理論基礎(chǔ)：David H. Jonassen問題解決的學(xué)習(xí)

20世紀70年代，David H. Jonassen指出，應(yīng)當(dāng)將問題劃分成三個類別：謎問題、良構(gòu)問題和劣構(gòu)問題。由于謎問題在實際生活中接觸得比較少，因此本篇論文不對其進行討論。

良構(gòu)問題，指的是擁有一定限制條件的問題。它擁有清晰的已知條件，同時，在已知條件的基礎(chǔ)上，利用一定的規(guī)則和原理來得到標(biāo)準化的解決辦法。良構(gòu)問題的主要特點為：問題都是為引出科學(xué)概念而設(shè)計的;對問題制定了明確的限制條件，對解決問題所需的規(guī)則和原理進行了明確;擁有標(biāo)準的答案。

劣構(gòu)問題也被稱之為非良構(gòu)問題，指的是在某個或某些方面沒有進行明確的界定，問題的描述缺乏清晰性，或者對問題進行陳述時，缺乏解決問題的重要信息。劣構(gòu)問題的特點包括：問題大部分都與日常生活存在密切的聯(lián)系;問題界定缺乏清晰性;缺乏解決問題的主要信息;解決方法通常有很多種。

現(xiàn)階段，課堂中所涉及的數(shù)學(xué)問題大部分都是良構(gòu)問題，而現(xiàn)實生活中學(xué)生所遇到的大多數(shù)是劣構(gòu)問題。盡管學(xué)生在課堂中利用合理的方法掌握了一些科學(xué)知識，可是無法切實地應(yīng)用于實際生活。在課堂教學(xué)中，適度地設(shè)立劣構(gòu)問題能夠有效地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生的思維能力和解決問題的能力獲得有效的提升。

四、策略：基于劣構(gòu)問題的小學(xué)科學(xué)課探究活動設(shè)計

在開展教學(xué)時，老師需要適度地設(shè)立一些劣構(gòu)問題。這些問題可以讓學(xué)生的探究能力獲得切實的增強。郝京華指出：教材并不能做到面面俱到，老師需要科學(xué)合理地對教材進行運用。那么，我們怎樣改進現(xiàn)有教材，創(chuàng)設(shè)劣構(gòu)問題進行活動設(shè)計呢？

（一）問題的選擇

劣構(gòu)問題同人們的生活存在密切的聯(lián)系，在解決方法上具有多樣性。在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)劣構(gòu)問題，一方面能夠充分地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;另一方面能夠讓學(xué)生解決問題的能力獲得提升。然而，課堂教學(xué)畢竟是以知識的傳承為目標(biāo)的，因此劣構(gòu)問題的設(shè)置不是越多越好，而是要根據(jù)課程標(biāo)準和教學(xué)目標(biāo)，合理地選擇劣構(gòu)問題和安排教學(xué)活動。假如問題難度太大，學(xué)生無法解決，則會對學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情產(chǎn)生挫傷，無法收獲預(yù)期的效果;如果問題難度太小，則無法對學(xué)生產(chǎn)生吸引力，不能讓學(xué)生處理問題的能力得到切實的鍛煉。

依據(jù)相關(guān)的研究理論，課堂中的劣構(gòu)問題一定要根據(jù)學(xué)生的認知水平和生活常識來進行設(shè)定：一方面可以具有挑戰(zhàn)性，以引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣;另一方面能夠讓學(xué)生通過努力來完成。例如，在《氣球小車》一課中提出：如何改進小車的動力系統(tǒng)能讓它跑得又快又遠？在《認識斜面》一課中提出：如何把一大紙箱書搬到高高的講臺上？……在對教學(xué)目標(biāo)進行定位的過程中，學(xué)生一方面需要對科學(xué)知識進行學(xué)習(xí)，另一方面需要培養(yǎng)分析、理解和運用的能力。

（二）情境的創(chuàng)設(shè)

小學(xué)科學(xué)教材大部分都是由良構(gòu)問題組成，為了對某項知識進行學(xué)習(xí)，單獨地通過某些實驗來得到結(jié)論，之后對結(jié)論和知識進行深入的思考和分析，所做的各項工作沒有切實地集中在一個具有連貫性的情境中。課程所建立的情境要對小學(xué)生具有吸引力，并且能夠?qū)⒔Y(jié)論和所學(xué)的知識應(yīng)用到一個具有連貫性的情境中。

案例：六年級《拓展》

老師出示一個帶蓋的玻璃瓶，在學(xué)生打不開的情況下提出問題：我們有什么辦法能旋開瓶蓋？小組討論交流開瓶方法及應(yīng)用的科學(xué)知識，并用圖文結(jié)合的方式記錄下來。在充分討論后，學(xué)生想出了多種辦法：為了增大摩擦力，用毛巾包著旋;利用熱脹冷縮原理，放在熱水中泡;利用輪軸原理，用扳手打開;利用杠桿原理，用螺絲刀撬;為了減小摩擦力，在瓶蓋上滴油……老師為學(xué)生準備了多樣的材料，學(xué)生利用多種辦法嘗試，并獲得成功。老師再出示各種生活中的瓶蓋（如，指甲油瓶蓋、咖啡瓶蓋、十字瓶蓋、牙膏蓋、香水瓶蓋等），引導(dǎo)學(xué)生解釋其設(shè)計原理。

（三）支架的支撐

劣構(gòu)問題往往是有難度的，如果老師完全放手，學(xué)生極有可能摸不著頭腦，到處碰壁。因此，老師一定要為學(xué)生提供指導(dǎo)，幫助學(xué)生掌握解決劣構(gòu)問題的最佳方法。

案例：六年級《亮暗與照度》

老師出示三盞臺燈，提問：在晚上讀書寫字需要用到臺燈，你會怎么選？學(xué)生根據(jù)亮暗選擇其中的一盞。老師出示適合人讀書寫字光照強度的小資料，反問：用眼睛看不準確，怎么辦？再出示測光儀，并教會學(xué)生使用。學(xué)生通過實際測量發(fā)現(xiàn)，臺燈下不同位置的照度值存在一定的差異，在老師合理的引導(dǎo)下發(fā)出“照度會受到哪些因素的影響”的疑問，學(xué)生覺得測光儀與臺燈的距離或臺燈的高度會對其產(chǎn)生影響。老師讓學(xué)生自行制定檢測方法，同時對學(xué)生所制定的檢測方法進行指導(dǎo)。老師再給出結(jié)構(gòu)化的材料，讓學(xué)生進行實驗探究，通過分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論，在此基礎(chǔ)上找出合適的臺燈以及合適的位置，并引導(dǎo)學(xué)生評價不同情況下光的強度是否適合閱讀，將學(xué)到的知識應(yīng)用到生活中。

當(dāng)探究的劣構(gòu)問題有難度時，老師要遵循學(xué)生的思維，適時提供有價值的支架。在這個案例中，小資料的出示、測光儀的使用、實驗細節(jié)的指導(dǎo)、有結(jié)構(gòu)的材料、現(xiàn)實生活的應(yīng)用等都是支架。在這些支架的支撐下，學(xué)生的探究有了思路，各種嘗試也不再盲目。

（四）材料的開放

學(xué)生開展科學(xué)探究必須以材料作為基礎(chǔ)和支撐，材料的選取是切實開展課堂教學(xué)的先決條件。但在現(xiàn)實課堂中，老師往往處于“包辦”的角色。在課前，老師為學(xué)生精心選擇材料，甚至許多材料已經(jīng)是“半成品”，學(xué)生只需要在老師的“指導(dǎo)”下，依葫蘆畫瓢地做一遍，直奔結(jié)論就可以了。老師的思維限定在了有限的材料之內(nèi)，從而限制了學(xué)生的思維，缺乏挑戰(zhàn)的活動無法激起學(xué)生的探究欲望。所以，一方面老師要準備充足的材料，為學(xué)生的深入探究提供可能;另一方面探究材料不應(yīng)該只限定在老師提供的范圍，要允許學(xué)生自主選擇身邊的材料，開放的材料會激發(fā)學(xué)生的思維，使探究更加開闊。

案例：五年級《電磁鐵》

在這節(jié)課中，教學(xué)目標(biāo)之一是使學(xué)生在探究中得出：電磁鐵線圈匝數(shù)會影響磁力大小，線圈匝數(shù)越多，磁力越強，匝數(shù)越少，磁力越弱。如果我們把這個結(jié)論教給學(xué)生，學(xué)生到初中、高中學(xué)習(xí)到電磁鐵，會發(fā)現(xiàn)這個結(jié)論是有問題的。因為磁通量是有限度的，當(dāng)鐵芯和電量保持不變時，增加線圈匝數(shù)達到飽和程度，電磁鐵的磁力因為電阻的原因，隨著匝數(shù)增加反而會下降。

一般在上課過程中，老師會指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用對比實驗進行探究，線圈匝數(shù)這個變量也是控制在50圈以內(nèi)，在這個范圍內(nèi)，電磁鐵磁力大小確實會隨著匝數(shù)越多而越大，也就發(fā)現(xiàn)不了磁通量是有限度的。所以，在這節(jié)課中，我們可以為學(xué)生準備盡可能長的導(dǎo)線，不一定要學(xué)生知道磁通量這個概念，但是要讓學(xué)生形成科學(xué)的探究態(tài)度。

（五）充足的時間

因為劣構(gòu)問題的解決方式有很多，并且解決問題所需的規(guī)則和原理都缺乏明確性，因此，與良構(gòu)問題相比，解決劣構(gòu)問題通常無法輕易獲得結(jié)論，并且要花費一定的時間進行思考。因此，老師在課堂上提出劣構(gòu)問題時，應(yīng)當(dāng)為學(xué)生留下充分的時間進行思考。這些時間主要包括思考、探討的時間等。思考并不是一定要局限于課堂，在課后同樣可以開展，甚至可以同其他課程進行有機的結(jié)合。