利用物理小組進行“合作探究”教學的實踐與思考

一

建構主義教學理論認為，知識是人的心靈在與外界客體相互作用的過程中，從內部生成的。人的心靈具有自覺能動性，學習過程是主動建構的過程，是對事物和現象不斷解釋的過程。但由于初中生知識面較窄，在探究過程中會遇到許多意想不到的問題和困難，會遭受一些挫折和失敗，因此，更需要與他人合作和討論。筆者在教學過程中將小組合作學習與科學探究活動結合起來，取得了良好的效果。下面筆者就以“比熱”的概念為例，介紹如何運用小組合作方式進行科學探究活動。

1.提出問題（由生活實例引出）。

觀看錄像片斷：一個夏天的中午，小明和小華去海邊游玩，他們赤腳在海邊的沙灘上走時覺得沙子很燙；而當他們跳進海里時，覺得海水很涼。他們很迷惑，為什么海水和沙子在同一時刻的溫度不一樣呢？

評析：在這一段錄像中創設了一個問題情境，然后提出問題，有利于誘發學生科學探究的動機。

2.猜想與假設（小組合作進行）。

小組展開討論，有的同學認為沙子吸收的熱量比海水多，所以它的溫度高；有的同學認為它們吸收的熱量一樣多，但沙子溫度升高得多，他們認為同一時刻太陽輻射出來的熱量應該是相等的，因此水和沙子吸收的熱量應該是相等的。后來經過進一步討論，同學們一致認為：沙子和水吸收了相同的熱量，但沙子升高的溫度較高。

評析：教師應放手讓學生猜想。牛頓說：“沒有大膽的猜想，就做不出偉大的發現。”此時教師的作用應是給猜想氣氛不濃的小組增加有助于猜想的信息，并想方設法提高他們猜想的熱情。但教師此時不宜對學生的各種猜想加以甄別，應讓學生自己去驗證。

3.設計實驗（小組合作進行）。

怎樣通過實驗來驗證上述猜想呢？學生組內展開討論。同學們面臨的第一個問題是選擇怎樣的實驗儀器，他們通過討論，知道應該選：溫度計、酒精燈、燒杯、水、沙子、鐵架臺。有的同學說：“為了使它們受熱均勻，還要取一根攪棒。”有的同學說：“為了節約時間，可以用兩組相同的儀器同時加熱水和沙。”還有的同學問：“要取多少水和沙子呢？”這一問引起了大家的注意，經過討論，可以用天平稱取相同質量的水和沙子。接下來就是確定實驗步驟，來比較“是否沙子吸取熱量后溫度升高得多”這個猜想。有的同學說：“可以在相同加熱時間內，觀察它們升高的溫度情況。”有的說：“可以在它們升高相同溫度的條件下觀察所需時間情況”。最后他們一致認為可以在課內做一種情況，課外再去做另一種情況。

評析：在學生研究討論的過程中，教師可以在不同組間客串參與，對困難的小組進行引導和提示，同時由于小組之間不可避免地存在著差異，可以允許組與組之間的相互交流，取長補短。

4.進行實驗，收集數據（小組合作進行）。

按照剛才的討論，各小組分別進行實驗，用相同的酒精燈對質量相同的水和沙子同時加熱，測出使它們的溫度升高相同值所需的時間，并填入下表。

評析：教師在這一過程中應在不同的組間巡視，觀察學生操作是否符合實驗安全，是否科學，同時應有意識地培養學生科學客觀地收集數據的能力。

5.分析與討論（小組合作進行）。

各小組在實驗中看到：用相同的酒精燈加熱質量相等的水和沙時，沙的溫度升高得比水快。如果質量相同，沙就比水需要的時間少，由此可知升高相同的溫度時，沙比水吸收的熱量少，也就是說：相同質量的不同物質，在升高相同溫度時，所吸取的熱量是不同的。

評析：這一過程中，同學們通過對所收集的各種數據進行分析、綜合、推導出結果。教師引導，鼓勵他們從物理現象和實驗中歸納出科學規律的經歷，培養他們的表達能力。

6.交流與合作（小組間共同進行）。

各小組把實驗過程和結果寫成實驗報告，并分別報告本組結果或在小組間相互交流，取得共鳴后，教師隨即引入比熱容的概念。

評析：這一過程有利于培養學生的語言表達能力，教師也可參與其中討論分析，讓學生在合作中思考別人的意見，改進自己的探究方案，以便更好地進行科學探究。

二

以上是如何利用小組合作方式，進行科學探究活動的過程，為了能更好地開展“合作、探究”教學，我認為還應注意以下幾個方面。

1.合作小組的規模和編排。

從理論上講，在合作學習中，每個學生都積極參與的機會隨著小組人數的增加而減少，但由于物理教學的特點，小組規模一般以4人為宜，一方面使得小組內產生各種有利于討論的觀點，另一方面能很自然地圍成一桌，為學生創造了更多的動手操作、交流研討的機會，使每位學生都能充分發表自己的見解。這4人應該注意好、中、差，以及男女搭配。經過一段時間，組與組有明顯的差異時，也可進行適當的調整，以便“合作，探究”活動能夠順利進行。

2.創造良好的“合作，探究”的學習環境。

新課程的核心理念是“一切為了學生的發展”。因此，在課堂教學中，注重學生在感受和參與中體驗到成功的快樂，而“流暢、和諧、默諧、尊重、信任”的學習環境將是開展新課程教學的共同特征，它更有利于開展“合作，探究”教學，那么如何構建這種學習環境呢？

（1）安全的心理環境。在合作學習過程中教師要營造良好的合作學習氣氛，用各種適當的方式給學生以心理上的安全感或精神上的鼓舞，把學生當做朋友和知己，多一些理解、鼓勵、寬容，這樣學生的思維就會更加活躍，探索熱情就會更高漲，合作的欲望就會更強，課堂就會更加生機勃勃。

（2）充裕的時空環境。在平常的教學中，我們經常會看到由于學生沒有在老師事先預設的軌道上進行或由于學生的“吞吞吐吐”，害怕不必要的枝節末葉的出現和時間的浪費，毫無顧忌地打斷學生的發言或活動，這些“蜻蜓點水”式、“一蹴而就”式的合作學習，只能是形式上的合作學習。因此，在進行合作學習時，要使學生擁有充足、寬裕的發言、補充、更正和辯論的時間和空間，讓不同程度學生的智慧都得到盡情地發揮。

（3）熱情的幫助環境。全班十多個小組中，免不了有些因組長的組織能力的偏低，尚不成熟，或因小組整體實力偏差等原因而無法順利地展開合作，教師應因組而異，為學生提供必要的啟發式幫助。教師可以以一個普通合作者的身份，自然地參與到困難的小組中去，讓學生覺察不出因本組水平低而需要教師的幫助。其次，教師要有意識地給他們多創造一些表現的機會，以激發他們奮發向上的熱情，為學生的成功學習創造條件。

（4）真誠的激勵環境。適時適當的激勵，可以收到事半功倍的效果。教學中教師應利用好課堂這個平臺，營造一種可以充分發揮學習個性、各抒己見、相互交流甚至各執己見的合作學習氛圍，一句真誠的表揚、一個贊許的目光……都能使每個學生都能真切地體驗到合作學習的成功與快樂，從而產生進一步合作的欲望。

3.教師角色的轉變。

在以小組合作探究學習形式為主的物理課堂教學中，教師的職責已經越來越少地表現為傳授知識，而是根據不同環節而發生著變化，所以教師的角色也將隨變化而變化。

（1）在發現問題或提出問題時，教師充當的是組織者和引導者的角色，其主要作用是幫助每個學生都理解物理問題，以幫助學生形成概念，明確學習目的等。

（2）在小組活動中，教師的角色又變成促進者和合作者。這時，教師需要觀察小組的活動情況，及時發現他們在認識上或操作上的錯誤，以便于進行必要的指導或矯正，并及時回答一些問題；對表現好的學生給予表揚，把一些游離于小組之外或長時間保持沉默的成員“拉進”小組的討論中，并促進小組內更好地合作。在整個過程中，教師既不能過多地干預學生獨立思考的過程，又不能對學生的困惑袖手旁觀。

（3）在總結階段，教師的角色更多的是一個“穿針引線”者。教師需要耐心地傾聽學生的匯報，給予及時的評價，對一些重要問題還要著重闡述和總結。特別是當不同的學生分工研究的一個復雜問題的不同側面時，教師還要不時地對學生的各種觀點加以綜合，因為有時不同的小組的學生可能會“只見樹木，不見森林”。

總之，在利用小組合作進行科學探究的教學活動中，教師改變了“滿堂灌”的教學方式，讓學生在相互合作的情況下探究并發現知識，使得每個學生的個性在不同程度上得以發展。在整個過程中，應始終體現“以學生發展之本”的主旨，同時這也要求我們改變傳統的師生關系，把老師與學生放在平等的地位上，真正做“一切為了學生的發展”的老師。