依托问题设计 构建有效合作的科学课堂

◎陈雪明

小组合作学习是打造高效科学课堂的有效方式之一，是“师生互动”“生生互动”“共同发展”的大平台。近年来，小组合作学习被越来越多的教师所运用与完善。它是学生主动构建知识的有效途径之一。但是，通过本人三年的小组合作教学实践及大量的听课活动，笔者发现，真正将小组合作学习行之有效地开展，绝非易事。其主要体现在学生合作时的无序性、虚假性、表层性和单一性。而出现这些问题我个人认为最主要的问题还是我们教师对科学课堂中问题设计的把握不到位，在初中科学课堂中并不是所有的问题都适合或有必要让学生通过合作来获得答案的。很多老师把许多基础性、单一性、封闭性问题都拿出来给学生合作探究，导致课堂教学中的“小组合作学习”普遍存在“注重形式，忽视实质，缺乏实效”的现象。通过我对科学课堂教学十几年的实践，本人对科学课堂中的问题设计进行了认真的梳理和总结，并对合作性问题的设计和运用进行了全面的分析。科学课堂中问题的设计和运用应把握开放性原则、探究性原则、活动性原则、拓展性原则和综合性原则。

一、把握开放性原则，激发学生合作兴趣

初中科学的开放性问题是一类涉及面广、生活性强的问题，有别于传统的封闭性问题。对于培养学生优良的思维品质以及解决实际问题能力具有特别重要的意义。此类问题大多数都是学生熟悉的、有趣的、愿意研究的、通过现有的知识能够解决部分的。也正是此类问题答案的不固定性和条件的不完备性才有了小组合作的空间，只有通过小组间每位成员的参与才有可能把开放性的问题进行多维度全方位的分析，得出相对全面和完整的答案。但是，也正是因为开放性问题的宽广性，如果老师在问题的设计和运用时不注意，往往会导致学生过度讨论，小组合作学习的主题偏离课堂学习内容；老师不能很好地驾驭课堂，学生漫无边际地说下去，浪费了宝贵的课堂时间。所以我们在开放性问题的设计时一定要注意以下几点：

1.联系生活实际设计问题 美国教育家杜威曾提出“从做中学”的教育原则，也就是“从生活中学”、“从经验中学”。我们初中科学教材中涉及的许多现象都与学生的生活实际相联系。一旦我们把问题设计与生活实际相联系时，自然会激发起学生思考的兴趣。而当通过自己的思考又无法解决所有问题时，学生第一个想到的就是同伴互助，使教师强制下的合作学习变为学生主动要求的合作学习。一方面激发了学生合作学习的兴趣，另一方面也提高了合作学习的效率。

2.突出学科内涵设计问题 在学习《简单机械》这节内容中的杠杆知识时，我们通常会让学生合作讨论：“我们日常生活中利用杠杆的例子有哪些？”这个问题很适合学生进行合作讨论，因为答案的不唯一，也联系了生活的实际。但是很多学生在讨论的过程中只注重例子本身，对真正的科学知识理解没有太大帮助。而且在讨论的过程中学生只需要列举出例子，这个例子到底对与不对学生不会去深究。这样学生就会漫无边际地说下去，偏离问题的本身。如果我们把这个讨论问题稍加改进，如：“我们日常生活中利用杠杆的例子有哪些？在你所举的例子中分别找出这根杠杆的五要素？”这样修改以后第一注重了科学知识巩固，因为本节课最核心的知识是让学生能分析出杠杆的五要素，对杠杆的支点、动力、动力臂、阻力和阻力臂有明确的把握；第二为学生合作指明了方向，学生真正需要合作的是如何把日常生活中的杠杆转变成课本中的杠杆五要素。所以说开放性问题不单单是引入课外知识，更重要的是通过课外的知识激活课内的知识，使课内课外知识有机结合。最终目的是学会把学科知识运用到实际生活中去。所以我们在设计开放性问题时一定要引导学生正确的合作方向。

二、把握活动性原则，体验学生合作乐趣

科学是一门以实验为基础的学科，也是学生学习科学知识的有效途径。在实验过程中许多活动都是需要小组合作才能完成的。如在科学课堂的实验活动中很多时候需要利用控制变量法进行对照实验，如果没有小组合作，一节课很难完成实验内容。在实验操作活动中装置的安装、药品的称量、现象的观察、数据的记录、数据的分析、结论的得出需要组内所有学生的共同协作才能完成。通过这样的合作性问题可以让学生在课堂中感受到合作的乐趣，对学生的身心发展起着积极的的促进作用，让学生在活动中培养合作的品质和技能，这比简单的售后学科知识更有长远的意义。

三、把握探究性原则，培养学生合作意识

科学探究是科学课堂的主要形式之一，在探究的过程中不仅能培养学生的情感、态度和价值观，也能够培养学生的创造意识和创新能力。探究性问题的教学本身就要求学生在自主探究的基础上进行小组合作探究。问题设计如果能够牢牢把握探究性原则，那么可以促使学生多角度和多层面的合作交流，每位学生都能发挥各种优势，获得表现机会，从而激起学习探究的兴趣。好的探究问题应该具有良好的问题结构、明确的探究目的和恰当的认知冲突。这样的合作性问题一旦出现，学生就会油然而生一种合作的意识和意愿。以七年级上科学第四章《密度》这一节中设计的探究密度概念的问题为例。

课本设计探究内容：

经测量得到铜块、铁块、铝块的质量和体积如下表所示：试求出单位体积（1立方厘米）铜、铁、铝的质量？

物质 质量（克） 体积（厘米3） 单位体积的质量（克／厘米3）铜块89 10铁块27 10 79 10铝块

学生拿到这样的问题后必然出现两个问题，第一，不需要合作。每位学生都可以计算算出单位体积的铜、铁、铝的质量，所以学生认为没有合作的必要。第二，教师想要我合作什么？整个探究活动探究目的不明确，长而久之就很难培养起学生的合作意识。

如果我们把此探究活动略微改进一下：

经测量得到铜块、铁块、铝块的质量和体积如下表所示：

物质 质量（克） 体积（厘米3） 单位体积的质量（克／厘米3）铜块89 10铁块79 10铝块1 27 10铝块3 81 30 2 54 20铝块

分析表数据：

（1）计算出单位体积（1厘米3）铜、铁、铝的质量，填写在表格中。（2）讨论分析表格数据你们小组能得到什么结论？

（3）由表分析可得，什么能反映物质的一种特性，能用来鉴别物质的种类？

这里主要有两个方面的改进：首先是表格中铝块设计了三个，这样学生在合作探究中就会联想到科学中的控制变量法。通过计算后学生自然会比较同种物质单位体积的质量与不同种物质单位体积的质量之间的区别。其次是增加了两个合作性问题，这样问题结构和探究目的就比较明确。通过小组合作大多数同学都能得到同种物质单位体积的质量相等，不同种物质单位体积的质量不同，所以单位体积的质量可以用来鉴别不同的物质。再经过教师的稍加引导学生就可以理解其实密度就是单位体积某种物质的质量，它的计算公式也呼之欲出了。

四、把握拓展性原则，提高学生合作质量

把握拓展性原则是问题设计成功与否的关键，难度过高学生没有能力合作，难度过低学生不愿意合作。所以要想把握好拓展性原则，首先，教师必须充分了解学生已有知识和智力水平。当然，学生的心理特点、知识储备、经验基础的差异是客观存在的，要实现不同学生在原有基础上的最大发展就必须体现出问题的层次性。所谓问题的层次性就是教师让学生拓展提升时应由易到难，层层推进，步步深入，逐步消除初始状态与目标状态之间的差异，使大家人人能合作，合作后大家都能在原有的基础上提升。其次，问题设计应有利于促进学生认知能力的发展，要有适当的难度和梯度，既要让学生有成功的可能，同时更要具有培养思维的价值。教师要考虑如何站在稍稍超前于学生智力发展的边界上（即最近发展区），通过合适的问题设计来引导学生思维，提高学生合作质量。美国的一项研究表明：具有50%成功可能性的学习任务可以提供最大限度的快乐。所以教师应适时把握拓展性原则，鼓励学生相互合作、分工落实。

五、把握综合性原则，提升学生合作能力

现在科学中考中初中综合性试题所占比例越来越高，突出综合理科课程特性，考查学生从整体上对科学的认识以及对统一科学概念原理的领会。而这些生命科学、物质科学、地球宇宙和空间科学不同领域知识点相交叉构成的综合性问题，学生在课堂上独立思考时往往会因为知识理解有误导致解题方向偏离，或由于考虑问题不全面导致最终结果有遗漏。所以通过综合性问题的合作能够很大程度上互补学生知识点的不足，提高学生的学习能力。例如：初中科学中经常提出的一个综合性问题：如何区分一瓶是蒸馏水，一瓶饱和食盐水？请分别说明鉴别时所用到的初中科学知识。其实这样一个看似简单的问题到了九年级可以结合许多不同的知识点。可以利用物理中密度、浮力、溶解度、导电性等知识解决，也可以通过化学中盐的性质解决，还可以通过生物中细胞液浓度与外界溶液浓度关系解决等。所以像此类题目看似简单实则综合性很强，只要把问题设计得合理，学生有非常大的讨论空间，也有助于学生合作能力的提升。

相信通过对科学课堂问题的设计与研究，必然能看到学生的合作学习兴趣和合作学习能力大大增强，同时学生团结协作的精神和创新能力也会日益提高。如果我们对科学问题设计把握和运用到位的话，我们的小组合学习作必将不断优化，真正使学生学得轻松、高效，课堂效益也能得到真正的提高。