以“劣”促“优”发展科学思维品质

叶玲芳

（义乌市后宅小学 浙江义乌 322000）

小学科学是一门以实践为主的课程，学生通过现实的实践活动，来积累认知世界的经验，发展科学思维，提升科学素养，增强解决问题的能力。那么，在学习中学生该如何进行有效的思维实践呢？这就需要教师创设有引导性的问题情境，以推动学生的学习过程和思维发展。

美国教学设计领域专家戴维·乔纳森（David H.Jonassen）博士将教学问题情境分为“良构问题”和“劣构问题”两大类。所谓“良构问题（well-structured problem）”，是那些有明确解决方法的问题。即基本上提供了解决问题的方法和步骤，通常只有一种最佳的解决方案或者答案，比如数学课：1+1=？很明显，答案是确定的，唯一的。所谓劣构问题（ill-structured），也称定义不完整（ill-defined）的问题，是指具有多种解决方法、解决途径和少量确定性条件的问题。劣构问题大多与我们的日常生活实践密切相关因而趣味性强，对学习者很有意义。在解决这类问题的过程中，学习者则需要界定问题，选择有益于形成解决方案的信息和技能。比如科学课上的一个问题：我们可以从哪些方面入手解决白色污染问题？这个问题会涉及科学、社会学、心理学等领域的内容，每个孩子考虑的角度会有所侧重，回答也千差万别，在分享的过程中，孩子们能吸收到不同的观点，掌握不同的思考角度，认识问题能更全面，也能更好地解决实际问题。由此可见，有效的劣构问题能更好地促进学生思维的发展，优化思维的品质。

一、缺失“劣构”，优化思维的局限所在

小学科学教学中绝大多数的问题都是良构问题，但对比良构问题，劣构问题因与日常生活联系更紧密，思维含量更高，对学生而言更具有挑战意义。然而，观察我们当前的小学科学课堂，不难发现，良构问题有助于解决“非黑即白”的唯一指向性的学习内容，帮助我们形成知识体系。而在促进学生思维的广度、深度发展，能力的提升方面，劣构问题更有优势。劣构问题的缺失容易使得课堂思维不够、品质不足，带来的不良影响主要有以下几个方面。

（一）探究消极，缺乏吸引

多数以良构问题为主导的科学课，学生大多一开始兴趣高涨，但在实际课堂中，他们经历设计好的活动方案、得出教师期望的结论后，探究通常也是戛然而止，思维的火花才刚刚冒出就被熄灭了，长此以往，科学课对学生失去吸引力，学生失去探究的热情，科学思维的发展也将停滞不前。如对“电磁铁磁力大小与哪些因素有关”的探究，多数教师局限于探究线圈缠绕圈数和电流大小对电磁铁磁力大小的影响，但实际学生还留存不少的疑惑，比如“铁芯的大小影响磁力大小”“导线粗细可能也会影响磁力大小”等。

（二）认知浅显，重在执行

科学课以实践为主，因此会有很多的探究活动，但是大部分所谓的探究活动都是良构情境探究。比如要探究“线圈缠绕圈数对磁力大小的影响”，学生在预测后教师为了让现象更明显或者节约时间，可能会直接规定线圈缠绕的圈数，甚至有些老师怕孩子绕线圈绕得不好，直接帮忙绕好了，学生只需连上电源，就能进行观察，得出结论。通过这样的活动，学生确实能很清楚地知道：其他条件相同时，线圈圈数越多，磁力越大。但这种教师过度参与的做法使得学生只局限在浅表的认知，只会按部就班地执行教师规定的步骤，使探究失去自主性，极易导致学生思维和行动上的怠惰。

（三）角色单一，主体不明

小学科学课程是面向全体学生，以学生为主体的实践性课程。在以良构情境为主的小学科学课堂中，通常以教师的教为主导，学生的主体性不凸显。这样的课堂往往围绕教学任务要求进行，容易形成师问生动、一问一答等僵化的师生课堂角色。教师和学生的角色关系比较单一，师生合作、教学相长的教学生成很难得到体现。

二、聚焦“劣构”，优化思维的价值所在

虽然科学课堂中的问题情境创设仍存在上述诸多问题，但劣构问题在培养学生创新意识、发展高阶思维、提高解决实际问题能力方面更有优势。为此，我们有必要叩问课堂，审视劣构问题的应然价值。

（一）激发思维主动性

孩子是天生的冒险家与探索家，因此他们对具有开放性和多样性的科学劣构问题会更有兴趣。如《点亮小灯泡》一课，教师创设劣构问题情境：给你提供导线和电池，怎样能让小灯泡亮起来？学生对电本身就特别感兴趣，现在能解决这样一个真实的问题，积极性可想而知。他们用自己天马行空的想象，用已掌握的学习方法、操作技能去搭建电路。在点亮小灯泡的过程中明白小灯泡的基础结构、发光原理，理解电能让灯泡发光所蕴含的科学原理和条件，这是一个主动且快乐的学习过程，能有效激发思维的主动。

（二）优化思维深刻性

因劣构问题存在要素不齐的情况，所以孩子没有办法即刻反应，因此他们在解决问题的时候需要主动思考所需概念、原则和原理，抽丝剥茧，在此基础上对所需信息进行搜集、筛选和整合。如《设计塔台模型》一课，教师给出设计任务“用吸管制作高60cm 的塔台，要求：保证站立、承重、抗风、防震，同时考虑成本和美观”。在这样真实的劣构问题情境下，学生必须主动去思考很多问题，比如：怎样的形状结构最稳定、最坚固、最承重？如何控制塔台倾斜？抗风防震如何解决？成本如何控制？最后通过组内交流研讨得出设计方案。他们不断地进行猜想、设计、搜集证据、修正观点，发挥想象，调动思维。在这个过程中，学生的思维能够得到更深刻的锻炼，进而逐步优化思维能力。

（三）发展思维独创性

人的思维活动通常是由提出问题开始的，但是如果这个问题存在一定的挑战性，那么就需要我们利用非逻辑思考方法打开常规套路，冲破传统的桎梏，提出新设想、开创新思路，同时对提出的新设想、新思路进行整理、加工和筛选，找到解决问题的最佳方法。比如《让资源再生》一课，学生在探索制作了一张再生纸后，教师在课后拓展环节提出：如何自制再生塑料花盆？结合生活经验，再对照再生纸的制作过程及纸与塑料的异同点，学生才能想到可以软化塑料，而软化可以是用火，也可用开水。这样的劣构问题使得学生的思考活动既具有灵活性和独创性，又兼具准确性和条理性，有效培养学生的创新思维，优化思维品质。

（四）建构思维系统性

劣构问题存在多种解决途径和方法，这就决定了课堂上可能会出现很多不同的声音。如在《分析一个实际的环境问题》中，通过资料阅读，分析某市城中湖的环境问题并提出解决方案。在这个劣构问题情境下，每个学生都会有自己考虑的角度，可能是从普通市民或者渔业养殖户，甚至房地产开发商等角度进行问题思考。因此组内要先交流，需要有同学阐述自己的观点，学生在充分交流后才能确定解决问题的角度，提出可行性的策略，以此说服组员一起解决问题。组与组之间也需要进行讨论和交流，讨论每一种解决办法对城中湖环境改善的有利影响及办法、对自己小组扮演角色可能带来的不利影响。在这个过程中进行思维碰撞，形成集体智慧，最终找到最优的解决方案。在学习过程中解决劣构问题能有效培养学生的合作交流能力，提升思维的批判性和系统性。

三、巧设“劣构”，优化思维的路径所在

劣构问题能更有效地发展学生的思维品质，提高解决问题的能力。教学中教师要讨巧地创设问题情境，从问题本身出发灵巧地设计“劣构”，并能根据学生的解决情况适时鼓励、引导质疑，使学习实践变得更主动、更生动。

（一）讨巧——创设情境，激发学习兴趣

科学学科与现实生活联系紧密，教师在上课的时候应多创设劣构情境，带领孩子们一起走进生活，探索科学。源自生活或者服务生活的劣构问题能使学生的学习由被动变主动，由消极变积极。

比如教学《营养要均衡》这一课，任课老师直接以“给我爸爸设计的食谱”这样一个劣构情境作为环节学习的导入。每个同学的爸爸都不同，这也造成了他们食谱的差异性。这样多元的一个劣构问题马上就能吸引学生的注意力，他们融入这个情境当中后就会主动思考爸爸的职业、体形、生活习惯、健康情况等，然后根据自己所掌握的信息给自己的爸爸设计食谱，进行食物搭配。接着再通过组内、组间交流，优化改善自己设计的食谱。在这个过程中还能进行人文教育，引导孩子们关心自己的家人，关注健康饮食。最关键的一点是，这份食谱最后是可以带回家执行的，这使学习变得更有意义，且具有持续性。

在特定情境里提出一个讨巧的劣构问题，学生能够在学习的过程中生发同理心，以此激发学习的兴趣，并且能够支撑学习持续下去，使学习变成自我驱动、自我发展的过程，这也使得思维的发展变得流畅、自然且深刻。

（二）灵巧——以良促劣，发展科学思维

思维的发展需要有支架，因此在探究性的科学课堂中需要有大量的良构问题作为思维发展的支架，在此基础上设置1—2 个劣构问题，以良构为基础，利用劣构问题促进学生探究，更能凸显学生的主动探究，驱动学生思维的发展。

比如科学拓展课《声音之旅》，教师结合教学内容的特点，开发与音乐相结合的乐器制作课程，利用叶子、杯子、管子等容易发声的物体，自主探究、调节音调，进行演奏。教师提出了这样一个问题：“四年级学习过的声音知识，你还记得哪些？”这是一个很明显的良构问题，这个良构问题能够帮助孩子梳理与声音相关的概念和原理，为后续的实践活动提供思维支架。然后提出“让生活中的物品发声，演奏成曲”这样的劣构问题，孩子们选择自己感兴趣的材料进行探索，调节音调，最终通过自己动手动脑、交流改进完成乐器的制作并进行演奏。

劣构问题能放大并优化知识与思维之间的内在联系，使学生更注重自主发现的体验过程。同时，劣构问题也能让孩子更深入思考知识的本质，知其然，更知所以然，遇事能变通，真正实现思维的发展和优化。

（三）新巧——鼓励质疑，促进发散思维

小学阶段的孩子对万物都心存好奇，但是因为知识储备、思维的广度有限，他们对事物的理解存在一定的片面性。而科学的学习就是提出问题，亲身探究，所以我们教师要创设“新”的问题情境，引导学生积极思考、大胆提问、主动分享，以此促进学生发散思维的提升。

比如在学习《认识星座》的时候，讲到北斗七星在图上的连线像个勺子，有同学就顺口说了一句：像数学里的折线图。教师就顺势提出了一个劣构问题：北斗七星看起来像勺子，那么它们在图上的连线是折线图吗？理由是什么？绝大多数的孩子都认为不是折线统计图，但是理由五花八门。有同学觉得北斗七星虽然也是折线，但是他并没有进行数据分析；有同学认为，北斗七星的七个点是独立存在的星球，之间并没有任何关联，所以不是折线统计图；还有学生认为北斗七星的折线只是为了让大家能够比较形象地认识这七颗星星的存在，这个线并不是真实存在的，也不表示数量的增减；等等。

乍看这个劣构问题好像与本节课的内容相关度不高，但是它能有效地引导学生思考折线统计图以及星座背后的概念与原理，不仅落实了学习目标，还实现了跨学科学习。由此可见，新巧的劣构问题能够引导孩子们积极思考，有效发散，助力孩子建构知识网络，实现思维的优化。

（四）精巧——有效整合，发展系统思维

统观现阶段使用的科学教材，几乎一个单元内每节课都包含一到两个有明确知识结论的、具有确定步骤和实验方法的实验。但是这些实验之间的联系并不强，甚至可以说是孤立的。这样的单元设计缺乏一个现实的真实情境，学生虽然能获得一定的科学知识，但在解决生活中的实际问题时，容易造成能力不足、自信心不强、探究精神缺乏、创新意识薄弱等问题。因此，我们可以将单元内容进行有效整合，通过对真实情境下劣构问题的长时间探索，来达成知识获得的教学目标，同时提升学生解决问题和系统思考的能力。

《运动与力》单元，除了7、8 两课属于劣构问题的设计外，其余都是结论明确的良构实验。本单元综合性的问题是设计制作小赛车，那么我们可以将本单元的劣构问题设定为：设计一辆跑得最直、最远、最快的动力小车，本单元内所有的问题或者活动都将围绕它所展开。比如，第一课选择合适的动力设计小车（暴露前认知）；第二课分析不同动力的特点（气球是反冲力、皮筋是弹力）；第三课固定方法探索（气球、橡皮筋如何固定等）；第四课探究动力的大小（气球的大小、皮筋缠绕的圈数对动力的影响等）；第五课探究力的方向（气球喷嘴的方向和皮筋缠绕的方向）；第六课探究其他条件对小车快、直、远的影响（研究摩擦力）；第七课根据所学知识修改设计方案并进行交流；第八课根据设计制作小赛车，交流并进行比赛。

精巧的整合设计，使孩子学习的目的不再仅仅为了获得知识，而是为了更好地完成设计制作任务。每一课的学习都为制作小赛车所努力，运动和力的知识内容学习贯穿于整个活动，为解决问题搭建了知识支架。而长时间的探究活动能让孩子的思维沉浸其中，使其“深”而不自知。在自我效能的驱动下，孩子的探索热情可持续化，思维网络也会更系统，在解决实际问题时能够轻松提取方法与技能，以达到教是为了不教的目的，助力思维品质的提升。

结语

学习即发展，小学阶段，教师在传道授业的时候应将重心放在提升学生的思维、提高解决问题的能力等方面。以良构问题为支架，利用劣构问题情境能有效促进学生的思维发展，因此，需要教师花更多的时间和精力去探索、设计适合的劣构问题，使学生能够享受课堂，享受学习的快乐，让思维的优化自然而然地发生。