基于劣構問題的科學課探究活動設計

許丹艷

一、緣起：流于形式的科學課探究活動

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

這樣的探究活動，在老師精心設計之下，學生往往能很好地完成任務。看似完美，就真的完美了嗎？在這個過程中，老師有沒有給學生真正探究的機會？學生探究的主動性有沒有體現？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，老師和學生好像是生產車間流水線上的員工，每個人都在按部就班地做著規定的事情？長此以往，學生對探究活動會有怎樣的認識？從教學實施來看，科學探究還存在諸多問題，過多地追求外在的活動，忽略內在的體驗與思維，導致許多探究活動流于形式。

二、探尋原因

原因一：教材設計得不合理

教材主要以脫離真實情境的良構問題為主，實驗步驟清晰，知識指向明確，學生按部就班去做即可得出結論，深入探究的設計較缺乏。教材中的內容缺乏切實性，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在一起，無法對學生產生有效的吸引。

原因二：老師對科學課探究活動認識不足

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

原因三：學校教育時間和空間的限制

在學校正規教育中，科學教育有其明顯優勢：系統、學術性強。但是由于科學課堂時間的限制、空間的限制、學科的界限、教學任務的限制、考試的壓力等原因，科學教育也有不少問題：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：David H. Jonassen問題解決的學習

20世紀70年代，David H. Jonassen指出，應當將問題劃分成三個類別：謎問題、良構問題和劣構問題。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，在已知條件的基礎上，利用一定的規則和原理來得到標準化的解決辦法。良構問題的主要特點為：問題都是為引出科學概念而設計的;對問題制定了明確的限制條件，對解決問題所需的規則和原理進行了明確;擁有標準的答案。

劣構問題也被稱之為非良構問題，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。劣構問題的特點包括：問題大部分都與日常生活存在密切的聯系;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。

現階段，課堂中所涉及的數學問題大部分都是良構問題，而現實生活中學生所遇到的大多數是劣構問題。盡管學生在課堂中利用合理的方法掌握了一些科學知識，可是無法切實地應用于實際生活。在課堂教學中，適度地設立劣構問題能夠有效地調動學生的學習興趣，讓學生的思維能力和解決問題的能力獲得有效的提升。

四、策略：基于劣構問題的小學科學課探究活動設計

在開展教學時，老師需要適度地設立一些劣構問題。這些問題可以讓學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，老師需要科學合理地對教材進行運用。那么，我們怎樣改進現有教材，創設劣構問題進行活動設計呢？

（一）問題的選擇

劣構問題同人們的生活存在密切的聯系，在解決方法上具有多樣性。在教學過程中創設劣構問題，一方面能夠充分地調動學生的學習興趣;另一方面能夠讓學生解決問題的能力獲得提升。然而，課堂教學畢竟是以知識的傳承為目標的，因此劣構問題的設置不是越多越好，而是要根據課程標準和教學目標，合理地選擇劣構問題和安排教學活動。假如問題難度太大，學生無法解決，則會對學生學習的熱情產生挫傷，無法收獲預期的效果;如果問題難度太小，則無法對學生產生吸引力，不能讓學生處理問題的能力得到切實的鍛煉。

依據相關的研究理論，課堂中的劣構問題一定要根據學生的認知水平和生活常識來進行設定：一方面可以具有挑戰性，以引發學生學習的興趣;另一方面能夠讓學生通過努力來完成。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？……在對教學目標進行定位的過程中，學生一方面需要對科學知識進行學習，另一方面需要培養分析、理解和運用的能力。

（二）情境的創設

小學科學教材大部分都是由良構問題組成，為了對某項知識進行學習，單獨地通過某些實驗來得到結論，之后對結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生具有吸引力，并且能夠將結論和所學的知識應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用的科學知識，并用圖文結合的方式記錄下來。在充分討論后，學生想出了多種辦法：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……老師為學生準備了多樣的材料，學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），引導學生解釋其設計原理。

（三）支架的支撐

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

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？學生根據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，并教會學生使用。學生通過實際測量發現，臺燈下不同位置的照度值存在一定的差異，在老師合理的引導下發出“照度會受到哪些因素的影響”的疑問，學生覺得測光儀與臺燈的距離或臺燈的高度會對其產生影響。老師讓學生自行制定檢測方法，同時對學生所制定的檢測方法進行指導。老師再給出結構化的材料，讓學生進行實驗探究，通過分析實驗數據得出結論，在此基礎上找出合適的臺燈以及合適的位置，并引導學生評價不同情況下光的強度是否適合閱讀，將學到的知識應用到生活中。

當探究的劣構問題有難度時，老師要遵循學生的思維，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、實驗細節的指導、有結構的材料、現實生活的應用等都是支架。在這些支架的支撐下，學生的探究有了思路，各種嘗試也不再盲目。

（四）材料的開放

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

案例：五年級《電磁鐵》

在這節課中，教學目標之一是使學生在探究中得出：電磁鐵線圈匝數會影響磁力大小，線圈匝數越多，磁力越強，匝數越少，磁力越弱。如果我們把這個結論教給學生，學生到初中、高中學習到電磁鐵，會發現這個結論是有問題的。因為磁通量是有限度的，當鐵芯和電量保持不變時，增加線圈匝數達到飽和程度，電磁鐵的磁力因為電阻的原因，隨著匝數增加反而會下降。

一般在上課過程中，老師會指導學生應用對比實驗進行探究，線圈匝數這個變量也是控制在50圈以內，在這個范圍內，電磁鐵磁力大小確實會隨著匝數越多而越大，也就發現不了磁通量是有限度的。所以，在這節課中，我們可以為學生準備盡可能長的導線，不一定要學生知道磁通量這個概念，但是要讓學生形成科學的探究態度。

（五）充足的時間

因為劣構問題的解決方式有很多，并且解決問題所需的規則和原理都缺乏明確性，因此，與良構問題相比，解決劣構問題通常無法輕易獲得結論，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問題時，應當為學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合。