李洪鋒|浙江省舟山市普陀區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校

美國教學(xué)設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)＜掖骶S·喬納森將問題分成良構(gòu)問題和劣構(gòu)問題兩大類。良構(gòu)問題，一般指問題有明確的初始狀態(tài)、目標(biāo)、受限制的邏輯因素，可以根據(jù)限定的條件，運(yùn)用認(rèn)知原理獲得唯一解。劣構(gòu)問題的構(gòu)成存在著不可知部分，目標(biāo)界定含糊不清或缺少限定，具有多種解決方法和途徑，或根本不存在公認(rèn)的問題解決方法，可能具有多種答案，需要通過嘗試不同的解決方案去尋找最佳的解決辦法［1］。

當(dāng)前，初中科學(xué)教學(xué)中的教學(xué)案例和情境設(shè)計(jì)仍以良構(gòu)問題為主，主要培養(yǎng)學(xué)生的低階思維。這就導(dǎo)致在解決新問題時，學(xué)生往往會生搬硬套課本知識，缺乏創(chuàng)新。而劣構(gòu)問題可以促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生高階思維，提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。以下，筆者從教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，闡述劣構(gòu)問題在培養(yǎng)學(xué)生高階思維方面的教學(xué)價值及其設(shè)計(jì)策略。

一、劣構(gòu)問題在培養(yǎng)學(xué)生高階思維方面的教學(xué)價值

布盧姆將認(rèn)知目標(biāo)分為記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造六級水平，其中前三者為低階思維，后三者為高階思維。高階思維指發(fā)生在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動或認(rèn)知能力。它是高階能力的核心，主要指問題求解能力、決策能力、批判性思維能力和創(chuàng)新能力。高階思維能力集中體現(xiàn)了知識時代對人才素質(zhì)提出的新要求，是適應(yīng)知識時代發(fā)展的關(guān)鍵能力［2］。

發(fā)展學(xué)生的高階思維，必須培養(yǎng)學(xué)生的求解能力、決策能力、批判性思維能力和創(chuàng)新能力，而這并不是教科書上那些經(jīng)過簡化、純化、有標(biāo)準(zhǔn)答案的良構(gòu)問題所能勝任的，因此需要引入具有開放系統(tǒng)、所受影響條件眾多、解決方法和途徑多樣的劣構(gòu)問題。當(dāng)然，在引入劣構(gòu)問題前，教師還要仔細(xì)分析其教學(xué)價值，使教學(xué)有效且高效。

（一）激發(fā)探究興趣，培養(yǎng)問題求解能力和決策能力

教師若經(jīng)常用良構(gòu)問題設(shè)問，不少學(xué)生不需要怎么思考就能說出答案，長此以往，學(xué)生就會失去探究的欲望。而好的劣構(gòu)問題可以激發(fā)學(xué)生探究的興趣，甚至能一石激起千層浪，使他們充滿探究問題真相的強(qiáng)烈欲望，進(jìn)而層層剝繭地不斷分析問題，提升問題求解能力和決策能力。

如在浙教版義務(wù)教育教科書《科學(xué)》（以下簡稱“浙教版《科學(xué)》”）八年級上冊第4 章第4節(jié)《變阻器》新課引入中，教師可以設(shè)計(jì)這樣的問題：“你們會制作滑動變阻器嗎？在制作滑動變阻器的過程中，應(yīng)該注意哪些事項(xiàng)？”這個問題涉及滑動變阻器的原理、材料選擇、工藝制作、美學(xué)等問題，不是一兩句話就能回答的，學(xué)生需要一個接一個地去解決不同問題，這能夠使他們始終保持探究的欲望。在具體教學(xué)中，學(xué)生直到成功制作出滑動變阻器后，仍然意猶未盡。

這樣的劣構(gòu)問題能始終針對真實(shí)情境中的問題解決，具有一定的開放性和發(fā)散性，因此可以激發(fā)學(xué)生的情感和學(xué)習(xí)動機(jī)，使其維持積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

（二）強(qiáng)化評價意識，培養(yǎng)批判性思維能力

解決劣構(gòu)問題所必需的概念、知識和原理具有不明確性，而不同的學(xué)生具有不同的知識背景和思維水平，因此在解決這類問題時，不同的學(xué)生往往會使用不同的解決方案，甚至需要小組合作探討、發(fā)揮集體智慧，才能形成最優(yōu)方案。在此過程中，學(xué)生會不斷反思自己處理信息、解決問題的能力，以及合作的意識與能力等，并逐漸厘清邏輯知識與邏輯思維能力之間的關(guān)系。在課堂教學(xué)中，教師要多設(shè)置劣構(gòu)問題，以強(qiáng)化學(xué)生的評價意識，培養(yǎng)其批判性思維能力。

在教學(xué)浙教版《科學(xué)》九年級上冊第2 章第2 節(jié)《金屬的化學(xué)性質(zhì)》時，筆者先演示實(shí)驗(yàn)：把大小相同的鐵片和鋁片同時放入稀硫酸中，鐵片表面有氣泡產(chǎn)生，而鋁片表面沒有任何現(xiàn)象。接著給出結(jié)論：金屬鐵比鋁活潑。學(xué)生紛紛點(diǎn)頭認(rèn)可，但筆者話鋒一轉(zhuǎn)，反問：“真的是這樣嗎？”在學(xué)生的一片疑惑中，筆者講解了金屬的發(fā)現(xiàn)史。

鋁元素是地殼中含量最多的金屬元素，但是金屬鋁的發(fā)現(xiàn)才幾百年，遠(yuǎn)比金銀銅鐵晚。拿破侖曾因有一頂鋁制王冠而驕傲，就是因?yàn)楫?dāng)時鋁的制取很困難。這說明鋁元素在自然界中不是以單質(zhì)形式而是以化合物形式存在的，也就是說化合態(tài)的鋁要變成單質(zhì)鋁非常困難，這是因?yàn)榻饘黉X的化學(xué)性質(zhì)比較活潑。

筆者有意制造認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生想一探問題究竟的好奇心。學(xué)生查閱金屬活動性順序知道，鋁的金屬活動性確實(shí)比鐵強(qiáng)，隨即又產(chǎn)生了新的疑問：“為什么當(dāng)今生活中的鋁應(yīng)用如此廣泛呢？”筆者引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來釋疑解惑。

實(shí)驗(yàn)1：取兩支裝有10%稀硫酸的試管，分別放入經(jīng)磨砂處理后的鋁片與鐵片，觀察反應(yīng)現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)2：將經(jīng)磨砂處理后的鋁片放入硫酸亞鐵溶液，觀察反應(yīng)現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)3：分別用酒精燈對生銹的鐵片和未經(jīng)磨砂處理的鋁片加熱，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)1中，鋁片與稀硫酸反應(yīng)明顯比鐵片快，產(chǎn)生氣泡更快且多；實(shí)驗(yàn)2中，鋁片表面有白色物質(zhì)析出，溶液顏色變淺。這兩個實(shí)驗(yàn)都能說明鋁的化學(xué)性質(zhì)確實(shí)比鐵活潑。在做實(shí)驗(yàn)3時可發(fā)現(xiàn)鐵銹紛紛掉落，而鋁變?yōu)榧t熱的液體并可自由流動，但有一層膜包住使其不會掉下來。這是因?yàn)殍F銹比較疏松，失水后易掉落，而鋁的熔點(diǎn)只有660℃，且易被空氣中的氧氣氧化生成一層致密的氧化鋁保護(hù)膜，氧化鋁的熔點(diǎn)在2054℃以上。

如此設(shè)置認(rèn)知沖突，引起學(xué)生追本求源的好奇心，激發(fā)探究欲，進(jìn)而通過實(shí)驗(yàn)論證進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，可培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力。

（三）發(fā)展求異思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

溫故而知新，復(fù)習(xí)課不是簡單地重復(fù)，而是通過歸納、概括的手段來羅列并梳理知識，讓學(xué)生在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升。這要求教師能找到合適的切入口，既復(fù)習(xí)舊知又提煉方法，使學(xué)生提高理解的層次，掌握解決問題的新方法，發(fā)展創(chuàng)新精神和求異思維。

如在復(fù)習(xí)浙教版《科學(xué)》九年級上冊第3章第2 節(jié)中的“重力勢能”時，筆者這樣設(shè)問：“你們有沒有辦法，不通過實(shí)驗(yàn)就得出重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)，并能確立它們之間的定量關(guān)系？”學(xué)生頓時一臉茫然，提問：“實(shí)驗(yàn)不是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)嗎？實(shí)驗(yàn)不是獲取經(jīng)驗(yàn)事實(shí)和檢驗(yàn)科學(xué)假說、理論的重要途徑嗎？”為幫助學(xué)生解惑，筆者從功與能的關(guān)系以及重力勢能的定義出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出重力勢能的計(jì)算公式：Ep=W=Gh=mgh。學(xué)生于是恍然大悟。筆者進(jìn)一步告訴學(xué)生：利用這個公式來理解課本實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)或解決實(shí)際問題，可以大大降低問題難度，突破知識瓶頸。

劣構(gòu)問題是啟迪思維發(fā)展的誘因和動力，可促進(jìn)學(xué)生思維品質(zhì)的提升，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。在日常教學(xué)中，我們也可利用一題多解、一題多變來引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維。

二、劣構(gòu)問題的設(shè)計(jì)策略

引入劣構(gòu)問題可以優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。那么，在課堂教學(xué)中應(yīng)如何設(shè)計(jì)劣構(gòu)問題呢？

（一）優(yōu)化教材中的問題設(shè)計(jì)

教材是最重要的課程資源，是教學(xué)活動的核心媒介和載體，也是教師開展教學(xué)活動的主要依據(jù)。浙教版《科學(xué)》內(nèi)容豐富，里面有大量值得挖掘的素材。教師應(yīng)充分利用這一資源巧設(shè)劣構(gòu)問題，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。

如浙教版《科學(xué)》八年級上冊第1章第3節(jié)在“物體的沉浮條件的應(yīng)用”條中講到輪船的工作原理，并在教材第17頁安排了“橡皮泥的沉與浮”實(shí)驗(yàn)。很多教師講清原理后就草草結(jié)束，其實(shí)教師可以拓展實(shí)驗(yàn)，追問學(xué)生：“橡皮泥捏成碗狀后浮在水面上，水面高度如何變化？”有的學(xué)生認(rèn)為橡皮泥原來是整塊浸沒在水中，后來是部分浸在水中，所以水面降低；有的學(xué)生認(rèn)為浮力增大，水面應(yīng)該升高。這樣就產(chǎn)生了一個非常好的劣構(gòu)問題：“液面的高度變化到底由什么因素決定？”教師可讓學(xué)生先組內(nèi)討論、組間辯論，再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。最后教師延伸拓展：“冰川融化后海平面如何變化？池塘里的挖泥船挖滿泥后水面如何變化？洗碗池里的水舀到漂浮的碗中后水面又會如何變化？”這一系列問題的解決正是課堂教學(xué)的生長點(diǎn)。

對教材中的問題設(shè)計(jì)進(jìn)行適度優(yōu)化，設(shè)置對應(yīng)情境創(chuàng)設(shè)劣構(gòu)問題，引導(dǎo)學(xué)生剖析原因，進(jìn)行多角度分析、多層次綜合思維，可進(jìn)一步提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

（二）創(chuàng)設(shè)生活情境

生活化的問題情境是課堂教學(xué)的催化劑，能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲，是點(diǎn)燃學(xué)生智慧的火花，能啟迪學(xué)生思維，增加課堂的靈動性。

在復(fù)習(xí)浙教版《科學(xué)》八年級下冊第3 章第5～6 節(jié)中的“綠色植物的物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)化”這一內(nèi)容時，筆者先讓學(xué)生觀看一段智慧農(nóng)業(yè)大棚蔬菜種植和管理的視頻（有條件的學(xué)?？梢詫?shí)地考察），再讓學(xué)生分小組討論問題：“人們分別采用了哪些措施來提高蔬菜的產(chǎn)量？這些措施所依據(jù)的生物學(xué)原理是什么？”學(xué)生充分討論后由小組代表匯報討論結(jié)果，其他小組補(bǔ)充。學(xué)生躍躍欲試，討論后爭先恐后地匯報各自的成果。部分學(xué)生的成果如下。

（1）早春大棚可以提高棚內(nèi)環(huán)境溫度，有利于種子萌發(fā)，促進(jìn)蔬菜的光合作用。

（2）合理密植，可以提高光合作用的效率。

（3）大棚要經(jīng)常通風(fēng)或向大棚中補(bǔ)充二氧化碳，這可以為光合作用提供原料，從而促進(jìn)蔬菜的光合作用。

（4）幼苗帶土移栽，是為了保護(hù)幼根和根毛，提高移栽的成活率。

（5）中耕松土、及時排澇，可以促進(jìn)根的呼吸作用，防止?fàn)€根。

（6）合理的水肥管理，既能減少浪費(fèi)和污染，也能提高產(chǎn)量。

（7）晚上適當(dāng)延長光照或降低溫度，可以促進(jìn)光合作用或減弱呼吸作用，有利于有機(jī)物的積累，從而提高蔬菜的品質(zhì)和產(chǎn)量。

有價值的劣構(gòu)問題能引導(dǎo)學(xué)生思考，使其暢所欲言。在相互提示和補(bǔ)充中，生生、師生之間的交流得以加強(qiáng)。教師要不斷鼓勵學(xué)生，及時對學(xué)生的作答情況進(jìn)行評價，引導(dǎo)學(xué)生歸納知識、提煉方法，從而提升課堂教學(xué)的效率。

（三）利用錯誤資源

教師和學(xué)生都會犯錯誤，教師要敏銳地發(fā)現(xiàn)錯誤中隱藏的價值，將錯就錯，順勢引導(dǎo)，利用錯誤資源巧設(shè)劣構(gòu)問題，引導(dǎo)學(xué)生在錯中思考、感悟，并給學(xué)生充分的思考時間，使學(xué)生在識錯、糾錯、思錯中提升思維品質(zhì)。

例題某純堿中含有少量氯化鈉雜質(zhì)，為測定純度，小周取出27g 樣品，平均分成5 份，依次加入盛有100g 稀鹽酸的錐形瓶中（錐形瓶的質(zhì)量為60g），每次充分反應(yīng)、待氣體完全逸出后，用天平稱質(zhì)量，得到5組數(shù)據(jù)：163.2g，166.4g，169.6g，173.9g，179.3g。請計(jì)算所用稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

筆者在檢查學(xué)生的作答情況時，發(fā)現(xiàn)了幾種典型的錯誤，于是將其在課堂上呈現(xiàn)出來，讓錯誤資源成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的探究點(diǎn)。這能引導(dǎo)學(xué)生在爭議中分析、反思、內(nèi)化知識，使學(xué)生在辨析中理解并歸納物質(zhì)過量計(jì)算中應(yīng)注意的事項(xiàng)，體會豁然開朗的感覺。由此，課堂上不斷演繹質(zhì)疑的精彩，充分激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

（四）捕捉課堂生成

良好的師生關(guān)系能營造出和諧的課堂氛圍，在這樣的課堂上，學(xué)生就會積極思考、大膽質(zhì)疑，甚至?xí)岢鲆恍┢嫠济钕?。教師要善于捕捉課堂生成的瞬間設(shè)計(jì)劣構(gòu)問題，這會收到意想不到的教學(xué)效果。

在一節(jié)“空間科學(xué)”（相關(guān)內(nèi)容位于浙教版《科學(xué)》七年級上冊第3章、七年級下冊第4章）課上，筆者復(fù)習(xí)了月相的相關(guān)知識后，引入新聞“我國長征四號丙運(yùn)載火箭成功將‘鵲橋號’中繼星載入太空，嫦娥四號在月球背面著陸，‘鵲橋號’中繼星將承擔(dān)地球與嫦娥四號之間的通訊中繼任務(wù)”，讓學(xué)生展開想象的翅膀，思考“若在某年中秋節(jié)你登上月球，將會看到什么樣的地相”這一問題。當(dāng)大家正在聚精會神地思考問題時，突然一個成績中等但性格外向的學(xué)生勇敢地站起來問道：“老師，‘鵲橋號’中繼星安裝在太空什么位置呢？”筆者發(fā)現(xiàn)這個問題很有價值，于是引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合以下幾點(diǎn)進(jìn)行思考并在小組內(nèi)部討論。

（1）嫦娥四號將在月球背面著陸。

（2）月球自轉(zhuǎn)周期與繞地球公轉(zhuǎn)周期相同。

（3）嫦娥四號通過電磁波通訊。

（4）畫草圖說明。

經(jīng)過大家的共同努力，最后問題迎刃而解。在這一過程中，不僅提問題的學(xué)生收獲了自信，其他學(xué)生也在合作探究中提升了思維品質(zhì)。在實(shí)際教學(xué)中，像這種出人意料的問題很多，它們看似與課堂內(nèi)容毫無關(guān)聯(lián)，但教師不能因此而忽略它們，而是要有一雙敏銳的眼睛，善于抓住時機(jī)巧加利用。這些問題有可能是一堂課中不可多得的生成，也有可能是一堂課的精華，課堂會因?yàn)樗鼈兌佑腥び行?，由此?shí)現(xiàn)育分育能又育人的目的。

總之，課堂設(shè)計(jì)不能一成不變，教師有時要不按常規(guī)出牌，不斷變換教學(xué)方式，改變提問方式，利用各種資源和契機(jī)巧設(shè)劣構(gòu)問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情，讓學(xué)生享受思考的樂趣，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì)，增加學(xué)生思維的深度和廣度，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。