以“劣”促“優(yōu)”發(fā)展科學(xué)思維品質(zhì)

葉玲芳

（義烏市后宅小學(xué) 浙江義烏 322000）

小學(xué)科學(xué)是一門以實踐為主的課程，學(xué)生通過現(xiàn)實的實踐活動，來積累認(rèn)知世界的經(jīng)驗，發(fā)展科學(xué)思維，提升科學(xué)素養(yǎng)，增強(qiáng)解決問題的能力。那么，在學(xué)習(xí)中學(xué)生該如何進(jìn)行有效的思維實踐呢？這就需要教師創(chuàng)設(shè)有引導(dǎo)性的問題情境，以推動學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和思維發(fā)展。

美國教學(xué)設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜掖骶S·喬納森（David H.Jonassen）博士將教學(xué)問題情境分為“良構(gòu)問題”和“劣構(gòu)問題”兩大類。所謂“良構(gòu)問題（well-structured problem）”，是那些有明確解決方法的問題。即基本上提供了解決問題的方法和步驟，通常只有一種最佳的解決方案或者答案，比如數(shù)學(xué)課：1+1=？很明顯，答案是確定的，唯一的。所謂劣構(gòu)問題（ill-structured），也稱定義不完整（ill-defined）的問題，是指具有多種解決方法、解決途徑和少量確定性條件的問題。劣構(gòu)問題大多與我們的日常生活實踐密切相關(guān)因而趣味性強(qiáng)，對學(xué)習(xí)者很有意義。在解決這類問題的過程中，學(xué)習(xí)者則需要界定問題，選擇有益于形成解決方案的信息和技能。比如科學(xué)課上的一個問題：我們可以從哪些方面入手解決白色污染問題？這個問題會涉及科學(xué)、社會學(xué)、心理學(xué)等領(lǐng)域的內(nèi)容，每個孩子考慮的角度會有所側(cè)重，回答也千差萬別，在分享的過程中，孩子們能吸收到不同的觀點(diǎn)，掌握不同的思考角度，認(rèn)識問題能更全面，也能更好地解決實際問題。由此可見，有效的劣構(gòu)問題能更好地促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展，優(yōu)化思維的品質(zhì)。

一、缺失“劣構(gòu)”，優(yōu)化思維的局限所在

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中絕大多數(shù)的問題都是良構(gòu)問題，但對比良構(gòu)問題，劣構(gòu)問題因與日常生活聯(lián)系更緊密，思維含量更高，對學(xué)生而言更具有挑戰(zhàn)意義。然而，觀察我們當(dāng)前的小學(xué)科學(xué)課堂，不難發(fā)現(xiàn)，良構(gòu)問題有助于解決“非黑即白”的唯一指向性的學(xué)習(xí)內(nèi)容，幫助我們形成知識體系。而在促進(jìn)學(xué)生思維的廣度、深度發(fā)展，能力的提升方面，劣構(gòu)問題更有優(yōu)勢。劣構(gòu)問題的缺失容易使得課堂思維不夠、品質(zhì)不足，帶來的不良影響主要有以下幾個方面。

（一）探究消極，缺乏吸引

多數(shù)以良構(gòu)問題為主導(dǎo)的科學(xué)課，學(xué)生大多一開始興趣高漲，但在實際課堂中，他們經(jīng)歷設(shè)計好的活動方案、得出教師期望的結(jié)論后，探究通常也是戛然而止，思維的火花才剛剛冒出就被熄滅了，長此以往，科學(xué)課對學(xué)生失去吸引力，學(xué)生失去探究的熱情，科學(xué)思維的發(fā)展也將停滯不前。如對“電磁鐵磁力大小與哪些因素有關(guān)”的探究，多數(shù)教師局限于探究線圈纏繞圈數(shù)和電流大小對電磁鐵磁力大小的影響，但實際學(xué)生還留存不少的疑惑，比如“鐵芯的大小影響磁力大小”“導(dǎo)線粗細(xì)可能也會影響磁力大小”等。

（二）認(rèn)知淺顯，重在執(zhí)行

科學(xué)課以實踐為主，因此會有很多的探究活動，但是大部分所謂的探究活動都是良構(gòu)情境探究。比如要探究“線圈纏繞圈數(shù)對磁力大小的影響”，學(xué)生在預(yù)測后教師為了讓現(xiàn)象更明顯或者節(jié)約時間，可能會直接規(guī)定線圈纏繞的圈數(shù)，甚至有些老師怕孩子繞線圈繞得不好，直接幫忙繞好了，學(xué)生只需連上電源，就能進(jìn)行觀察，得出結(jié)論。通過這樣的活動，學(xué)生確實能很清楚地知道：其他條件相同時，線圈圈數(shù)越多，磁力越大。但這種教師過度參與的做法使得學(xué)生只局限在淺表的認(rèn)知，只會按部就班地執(zhí)行教師規(guī)定的步驟，使探究失去自主性，極易導(dǎo)致學(xué)生思維和行動上的怠惰。

（三）角色單一，主體不明

小學(xué)科學(xué)課程是面向全體學(xué)生，以學(xué)生為主體的實踐性課程。在以良構(gòu)情境為主的小學(xué)科學(xué)課堂中，通常以教師的教為主導(dǎo)，學(xué)生的主體性不凸顯。這樣的課堂往往圍繞教學(xué)任務(wù)要求進(jìn)行，容易形成師問生動、一問一答等僵化的師生課堂角色。教師和學(xué)生的角色關(guān)系比較單一，師生合作、教學(xué)相長的教學(xué)生成很難得到體現(xiàn)。

二、聚焦“劣構(gòu)”，優(yōu)化思維的價值所在

雖然科學(xué)課堂中的問題情境創(chuàng)設(shè)仍存在上述諸多問題，但劣構(gòu)問題在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、發(fā)展高階思維、提高解決實際問題能力方面更有優(yōu)勢。為此，我們有必要叩問課堂，審視劣構(gòu)問題的應(yīng)然價值。

（一）激發(fā)思維主動性

孩子是天生的冒險家與探索家，因此他們對具有開放性和多樣性的科學(xué)劣構(gòu)問題會更有興趣。如《點(diǎn)亮小燈泡》一課，教師創(chuàng)設(shè)劣構(gòu)問題情境：給你提供導(dǎo)線和電池，怎樣能讓小燈泡亮起來？學(xué)生對電本身就特別感興趣，現(xiàn)在能解決這樣一個真實的問題，積極性可想而知。他們用自己天馬行空的想象，用已掌握的學(xué)習(xí)方法、操作技能去搭建電路。在點(diǎn)亮小燈泡的過程中明白小燈泡的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、發(fā)光原理，理解電能讓燈泡發(fā)光所蘊(yùn)含的科學(xué)原理和條件，這是一個主動且快樂的學(xué)習(xí)過程，能有效激發(fā)思維的主動。

（二）優(yōu)化思維深刻性

因劣構(gòu)問題存在要素不齊的情況，所以孩子沒有辦法即刻反應(yīng)，因此他們在解決問題的時候需要主動思考所需概念、原則和原理，抽絲剝繭，在此基礎(chǔ)上對所需信息進(jìn)行搜集、篩選和整合。如《設(shè)計塔臺模型》一課，教師給出設(shè)計任務(wù)“用吸管制作高60cm 的塔臺，要求：保證站立、承重、抗風(fēng)、防震，同時考慮成本和美觀”。在這樣真實的劣構(gòu)問題情境下，學(xué)生必須主動去思考很多問題，比如：怎樣的形狀結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定、最堅固、最承重？如何控制塔臺傾斜？抗風(fēng)防震如何解決？成本如何控制？最后通過組內(nèi)交流研討得出設(shè)計方案。他們不斷地進(jìn)行猜想、設(shè)計、搜集證據(jù)、修正觀點(diǎn)，發(fā)揮想象，調(diào)動思維。在這個過程中，學(xué)生的思維能夠得到更深刻的鍛煉，進(jìn)而逐步優(yōu)化思維能力。

（三）發(fā)展思維獨(dú)創(chuàng)性

人的思維活動通常是由提出問題開始的，但是如果這個問題存在一定的挑戰(zhàn)性，那么就需要我們利用非邏輯思考方法打開常規(guī)套路，沖破傳統(tǒng)的桎梏，提出新設(shè)想、開創(chuàng)新思路，同時對提出的新設(shè)想、新思路進(jìn)行整理、加工和篩選，找到解決問題的最佳方法。比如《讓資源再生》一課，學(xué)生在探索制作了一張再生紙后，教師在課后拓展環(huán)節(jié)提出：如何自制再生塑料花盆？結(jié)合生活經(jīng)驗，再對照再生紙的制作過程及紙與塑料的異同點(diǎn)，學(xué)生才能想到可以軟化塑料，而軟化可以是用火，也可用開水。這樣的劣構(gòu)問題使得學(xué)生的思考活動既具有靈活性和獨(dú)創(chuàng)性，又兼具準(zhǔn)確性和條理性，有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，優(yōu)化思維品質(zhì)。

（四）建構(gòu)思維系統(tǒng)性

劣構(gòu)問題存在多種解決途徑和方法，這就決定了課堂上可能會出現(xiàn)很多不同的聲音。如在《分析一個實際的環(huán)境問題》中，通過資料閱讀，分析某市城中湖的環(huán)境問題并提出解決方案。在這個劣構(gòu)問題情境下，每個學(xué)生都會有自己考慮的角度，可能是從普通市民或者漁業(yè)養(yǎng)殖戶，甚至房地產(chǎn)開發(fā)商等角度進(jìn)行問題思考。因此組內(nèi)要先交流，需要有同學(xué)闡述自己的觀點(diǎn)，學(xué)生在充分交流后才能確定解決問題的角度，提出可行性的策略，以此說服組員一起解決問題。組與組之間也需要進(jìn)行討論和交流，討論每一種解決辦法對城中湖環(huán)境改善的有利影響及辦法、對自己小組扮演角色可能帶來的不利影響。在這個過程中進(jìn)行思維碰撞，形成集體智慧，最終找到最優(yōu)的解決方案。在學(xué)習(xí)過程中解決劣構(gòu)問題能有效培養(yǎng)學(xué)生的合作交流能力，提升思維的批判性和系統(tǒng)性。

三、巧設(shè)“劣構(gòu)”，優(yōu)化思維的路徑所在

劣構(gòu)問題能更有效地發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì)，提高解決問題的能力。教學(xué)中教師要討巧地創(chuàng)設(shè)問題情境，從問題本身出發(fā)靈巧地設(shè)計“劣構(gòu)”，并能根據(jù)學(xué)生的解決情況適時鼓勵、引導(dǎo)質(zhì)疑，使學(xué)習(xí)實踐變得更主動、更生動。

（一）討巧——創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

科學(xué)學(xué)科與現(xiàn)實生活聯(lián)系緊密，教師在上課的時候應(yīng)多創(chuàng)設(shè)劣構(gòu)情境，帶領(lǐng)孩子們一起走進(jìn)生活，探索科學(xué)。源自生活或者服務(wù)生活的劣構(gòu)問題能使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動變主動，由消極變積極。

比如教學(xué)《營養(yǎng)要均衡》這一課，任課老師直接以“給我爸爸設(shè)計的食譜”這樣一個劣構(gòu)情境作為環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)的導(dǎo)入。每個同學(xué)的爸爸都不同，這也造成了他們食譜的差異性。這樣多元的一個劣構(gòu)問題馬上就能吸引學(xué)生的注意力，他們?nèi)谌脒@個情境當(dāng)中后就會主動思考爸爸的職業(yè)、體形、生活習(xí)慣、健康情況等，然后根據(jù)自己所掌握的信息給自己的爸爸設(shè)計食譜，進(jìn)行食物搭配。接著再通過組內(nèi)、組間交流，優(yōu)化改善自己設(shè)計的食譜。在這個過程中還能進(jìn)行人文教育，引導(dǎo)孩子們關(guān)心自己的家人，關(guān)注健康飲食。最關(guān)鍵的一點(diǎn)是，這份食譜最后是可以帶回家執(zhí)行的，這使學(xué)習(xí)變得更有意義，且具有持續(xù)性。

在特定情境里提出一個討巧的劣構(gòu)問題，學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)的過程中生發(fā)同理心，以此激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，并且能夠支撐學(xué)習(xí)持續(xù)下去，使學(xué)習(xí)變成自我驅(qū)動、自我發(fā)展的過程，這也使得思維的發(fā)展變得流暢、自然且深刻。

（二）靈巧——以良促劣，發(fā)展科學(xué)思維

思維的發(fā)展需要有支架，因此在探究性的科學(xué)課堂中需要有大量的良構(gòu)問題作為思維發(fā)展的支架，在此基礎(chǔ)上設(shè)置1—2 個劣構(gòu)問題，以良構(gòu)為基礎(chǔ)，利用劣構(gòu)問題促進(jìn)學(xué)生探究，更能凸顯學(xué)生的主動探究，驅(qū)動學(xué)生思維的發(fā)展。

比如科學(xué)拓展課《聲音之旅》，教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，開發(fā)與音樂相結(jié)合的樂器制作課程，利用葉子、杯子、管子等容易發(fā)聲的物體，自主探究、調(diào)節(jié)音調(diào)，進(jìn)行演奏。教師提出了這樣一個問題：“四年級學(xué)習(xí)過的聲音知識，你還記得哪些？”這是一個很明顯的良構(gòu)問題，這個良構(gòu)問題能夠幫助孩子梳理與聲音相關(guān)的概念和原理，為后續(xù)的實踐活動提供思維支架。然后提出“讓生活中的物品發(fā)聲，演奏成曲”這樣的劣構(gòu)問題，孩子們選擇自己感興趣的材料進(jìn)行探索，調(diào)節(jié)音調(diào)，最終通過自己動手動腦、交流改進(jìn)完成樂器的制作并進(jìn)行演奏。

劣構(gòu)問題能放大并優(yōu)化知識與思維之間的內(nèi)在聯(lián)系，使學(xué)生更注重自主發(fā)現(xiàn)的體驗過程。同時，劣構(gòu)問題也能讓孩子更深入思考知識的本質(zhì)，知其然，更知所以然，遇事能變通，真正實現(xiàn)思維的發(fā)展和優(yōu)化。

（三）新巧——鼓勵質(zhì)疑，促進(jìn)發(fā)散思維

小學(xué)階段的孩子對萬物都心存好奇，但是因為知識儲備、思維的廣度有限，他們對事物的理解存在一定的片面性。而科學(xué)的學(xué)習(xí)就是提出問題，親身探究，所以我們教師要創(chuàng)設(shè)“新”的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生積極思考、大膽提問、主動分享，以此促進(jìn)學(xué)生發(fā)散思維的提升。

比如在學(xué)習(xí)《認(rèn)識星座》的時候，講到北斗七星在圖上的連線像個勺子，有同學(xué)就順口說了一句：像數(shù)學(xué)里的折線圖。教師就順勢提出了一個劣構(gòu)問題：北斗七星看起來像勺子，那么它們在圖上的連線是折線圖嗎？理由是什么？絕大多數(shù)的孩子都認(rèn)為不是折線統(tǒng)計圖，但是理由五花八門。有同學(xué)覺得北斗七星雖然也是折線，但是他并沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；有同學(xué)認(rèn)為，北斗七星的七個點(diǎn)是獨(dú)立存在的星球，之間并沒有任何關(guān)聯(lián)，所以不是折線統(tǒng)計圖；還有學(xué)生認(rèn)為北斗七星的折線只是為了讓大家能夠比較形象地認(rèn)識這七顆星星的存在，這個線并不是真實存在的，也不表示數(shù)量的增減；等等。

乍看這個劣構(gòu)問題好像與本節(jié)課的內(nèi)容相關(guān)度不高，但是它能有效地引導(dǎo)學(xué)生思考折線統(tǒng)計圖以及星座背后的概念與原理，不僅落實了學(xué)習(xí)目標(biāo)，還實現(xiàn)了跨學(xué)科學(xué)習(xí)。由此可見，新巧的劣構(gòu)問題能夠引導(dǎo)孩子們積極思考，有效發(fā)散，助力孩子建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)思維的優(yōu)化。

（四）精巧——有效整合，發(fā)展系統(tǒng)思維

統(tǒng)觀現(xiàn)階段使用的科學(xué)教材，幾乎一個單元內(nèi)每節(jié)課都包含一到兩個有明確知識結(jié)論的、具有確定步驟和實驗方法的實驗。但是這些實驗之間的聯(lián)系并不強(qiáng)，甚至可以說是孤立的。這樣的單元設(shè)計缺乏一個現(xiàn)實的真實情境，學(xué)生雖然能獲得一定的科學(xué)知識，但在解決生活中的實際問題時，容易造成能力不足、自信心不強(qiáng)、探究精神缺乏、創(chuàng)新意識薄弱等問題。因此，我們可以將單元內(nèi)容進(jìn)行有效整合，通過對真實情境下劣構(gòu)問題的長時間探索，來達(dá)成知識獲得的教學(xué)目標(biāo)，同時提升學(xué)生解決問題和系統(tǒng)思考的能力。

《運(yùn)動與力》單元，除了7、8 兩課屬于劣構(gòu)問題的設(shè)計外，其余都是結(jié)論明確的良構(gòu)實驗。本單元綜合性的問題是設(shè)計制作小賽車，那么我們可以將本單元的劣構(gòu)問題設(shè)定為：設(shè)計一輛跑得最直、最遠(yuǎn)、最快的動力小車，本單元內(nèi)所有的問題或者活動都將圍繞它所展開。比如，第一課選擇合適的動力設(shè)計小車（暴露前認(rèn)知）；第二課分析不同動力的特點(diǎn)（氣球是反沖力、皮筋是彈力）；第三課固定方法探索（氣球、橡皮筋如何固定等）；第四課探究動力的大?。馇虻拇笮　⑵そ罾p繞的圈數(shù)對動力的影響等）；第五課探究力的方向（氣球噴嘴的方向和皮筋纏繞的方向）；第六課探究其他條件對小車快、直、遠(yuǎn)的影響（研究摩擦力）；第七課根據(jù)所學(xué)知識修改設(shè)計方案并進(jìn)行交流；第八課根據(jù)設(shè)計制作小賽車，交流并進(jìn)行比賽。

精巧的整合設(shè)計，使孩子學(xué)習(xí)的目的不再僅僅為了獲得知識，而是為了更好地完成設(shè)計制作任務(wù)。每一課的學(xué)習(xí)都為制作小賽車所努力，運(yùn)動和力的知識內(nèi)容學(xué)習(xí)貫穿于整個活動，為解決問題搭建了知識支架。而長時間的探究活動能讓孩子的思維沉浸其中，使其“深”而不自知。在自我效能的驅(qū)動下，孩子的探索熱情可持續(xù)化，思維網(wǎng)絡(luò)也會更系統(tǒng)，在解決實際問題時能夠輕松提取方法與技能，以達(dá)到教是為了不教的目的，助力思維品質(zhì)的提升。

結(jié)語

學(xué)習(xí)即發(fā)展，小學(xué)階段，教師在傳道授業(yè)的時候應(yīng)將重心放在提升學(xué)生的思維、提高解決問題的能力等方面。以良構(gòu)問題為支架，利用劣構(gòu)問題情境能有效促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展，因此，需要教師花更多的時間和精力去探索、設(shè)計適合的劣構(gòu)問題，使學(xué)生能夠享受課堂，享受學(xué)習(xí)的快樂，讓思維的優(yōu)化自然而然地發(fā)生。