——《斜面》一課的劣構問題設計
香荏堂一、問題提出
在一次參加課堂教學比賽時，我選的是《斜面》一課，經過研究，我決定採用下面的教學設計：
1.用推汽油桶到貨車上的**做情境匯入，引出斜面。
2.介紹測力計的使用，介紹實驗材料，按照小組的編號，按照傾斜度由低到高的順序分發斜面，並要求每組只做這一種傾斜度的斜面實驗（如下圖）。
3.進行實驗，獲取資料。
4.分析資料，總結規律。將每組學生獲得的資料按斜面的傾斜度由低到高依次輸入到excel表中，讓學生通過觀察，分析這些資料並總結規律。
比賽時，學生聽從我的安排，順利地完成了實驗，得到了準確的資料，我把學生依次匯報的資料填寫進excel表中，學生看著資料表，很快就得出了結論：斜面傾斜度越小越省力。如此精心的設計得到了評委的青睞，我拿到了一等獎的第一名。
跟崗實踐時，當我把這節早已熟練的課拿到華南師大附小去上時，卻出現了意想不到的難堪。學生匯報出的實驗資料竟然沒有規律，每個小組測量到的力的平均數不是從小到大遞增的，反映不出從小傾斜度到大傾斜度的力越來越大的規律。而且，有些組3次測量的資料之間的誤差比較大。
面對這樣的資料，我不得不採取下面的教學方法。
師：請再實驗，老師首先要說明，每個小組只做分配給你們的那個傾斜度的實驗。測量斜面是否省力時，要注意均勻用力，看準讀數，再作記錄。
（學生分組實驗。）
師：請同學們匯報你們通過實驗得到的資料。
生1：通過實驗，我們發現在斜面上拉物體比垂直提公升物體要省力。
生2：通過3次測試，我們同樣發現斜面是省力的。
師：好的，同學們從測得的資料看到了斜面有省力的作用，現在老師把各組的資料整理成另外的一張**（見下表），大家再觀察一下這些資料有什麼規律。
當我把資料輸入完後，不得不改口提問道：同學們一齊來觀察這裡的資料，主要看1、3、6組，你有什麼發現？ （學生沉默）看看這些資料有什麼不一樣？
生1：資料不一樣。
生2：我們用的支架比較陡，所以拉出來的數值比較大。
師：那你能不能用一句話來總結這樣的一種規律。（學生沉默）同學們看1組用的支架比較低，6組用的支架比較高，他們資料就不一樣了。規律是什麼呢？
生4：就是說支架低用的力少，支架高用的力多。
師：是的，換句話來說就是：坡度越小越省力（板書）。
結論就這樣總結出來了，那些與我當初預想不一樣的資料被刻意忽略了，學生真的理解了斜面的規律嗎？
二、問題分析
首先，整節課的成敗在於資料上，看到學生通過實驗得到了意想不到的資料，我在感到愕然的同時也很無奈。學生無法從資料上找到規律，老師只能利用其中的幾個小組的資料來進行分析，勉強得出斜面省力的規律。很明顯，問題出在學生的實驗上，難道學生不認真實驗？
或者是學生獲取的資料是假的嗎？
我相信學生實驗是認真的，同樣也相信學生獲取的資料是真實可靠的。從他們把資料精確到千份位就能了解學生此刻的心理。那麼，到底是什麼原因造成這樣的結果的呢？
通過再看拍下來的錄影，每乙個學生都很認真做實驗，認真觀察資料。但由於我們採用的是彈簧測力計，不同的測力計之間會有所偏差，再加上每次測量時，有些小組沒有採用統一的讀數方法，於是造成了資料的偏差。
吳向東老師聽了我的課，他告訴我，有些小組的確沒有按照固定的傾斜度去完成實驗，由於斜面的支架是三角形的，三個面都可以支起不同傾斜度的斜面，學生思維活躍，每個斜面都想去嘗試，到匯報時就把資料搞混了，因而全班的資料統計後，便出現了上述情況。
從另一方面來說，假如這節課順利成功了，每個小組的學生得到了老師想要的資料，學生也能從資料中看到斜面的規律，是不是就表明學生真的理解了斜面省力的知識了？學生能把這個知識運用到實際生活當中嗎？因為，整節課只讓學生知道這些規律是怎樣來的，並沒有讓學生進行應用。
課後，吳老師還指出了這節課的幾個致命的地方。第一，為什麼每個組只能做乙個傾斜度的實驗？學生的認知需求是怎樣的？
課堂上有些組就測了不同傾斜度斜面的情況，是學生不守紀律，還是老師對學生進行了太多的限制？這樣的實驗設計是被設計到了「極致」的良構問題的設計，學生在這個活動中自由度太小。第二，知識是在應用中才能體現其價值的，斜面省力的知識其實不難，但用起來卻不見得簡單，我們能不能把斜面的研究設計為乙個解決劣構問題的過程，能不能拿一塊木板，讓學生把重重的一箱書推到講台上去？
想想也是，課堂實驗要多考慮學生的創造性，在這節課當中，也出現了一段小插曲，乙個學生用手拿起塑料板，做了個高的傾斜度，然後用測力計拉動木塊，「老師你看，用了斜面拉力比直接提公升還要大呢！」我知道這應該是摩擦力造成的，但為什麼我們的教學設計都在忽略它呢？再三考慮後，我採用了吳老師的建議：
拿一塊木板，讓學生把重重的一箱書推到講台上去！把良構問題改變為劣構問題去讓學生**！
三、教學改進
1.劣構問題引入，精簡化實驗
問題情境：老師想把這箱書搬到講台上，哪個同學願意幫忙？
學生都願意來幫忙，不過不管學生如何用力都不能將書搬到講台上。學生看到了我帶到教室的木板，就提出把木板搭在地面與講台之間，然後沿著木板把書推上去，誰知也很難將書推到講台上。這時我提出問題：
到底該如何利用這塊板，才能較輕鬆地將這箱書推到講台上呢？
這個時候，學生就產生了如何利用木板搭斜面才省力的**需要。我拿出實驗材料，在講解了測力計的使用方法後，讓學生模擬，他們可以隨意變換支架的高低進行實驗，記錄表如下：
學生反覆實驗後，通過資料發現：坡度越小越省力。通過全班交流，每個小組的結果也都是一致的。
這樣獲得結果，既避免了我前面設計的那樣與其他小組混淆，也可以讓每個小組的每個學生有充分實驗和反覆測試的空間。
2.創造性應用知識，發展解決現實生活問題的能力
問題1：斜面的規律是坡度越小越省力，同學們能利用這個規律將這箱書推到講台上嗎？
生：我的辦法是，先將這箱書搬到課桌上，然後把木板放在課桌與講台之間，再把這箱書從課桌推到講台上。
師：請你來做示範。
（兩位學生把書抬到課桌上後，這位學生很輕鬆地就把書推到講台上了。）
問題2：這位同學真棒！不過生活中有時候找不到人幫你抬東西的，這箱書依然是在地上，不能直接搬到課桌上，木板也只有一塊，怎麼辦？
學生沉默一會之後，又是一陣熱烈的討論。
生：我想到了。先將木板放在地與凳子之間，再把書推到凳子上，然後將木板放在凳子與課桌之間，再把書推到課桌上，最後將木板放在課桌與講台之間，就可以將書推到講台上了。
師：那就來試試吧！
問題1與問題2之間只是一種延伸，卻讓知識應用的情境再現於生活當中，對於成年人來說，想出這種解決方案也許並不難，但對於小學生來說卻有相當大的挑戰性。這就是劣構問題的求解過程，讓學生體驗到了科學知識的應用價值，對斜面的理解也更加深刻了。
四、反思與總結
1.教學設計要打破習慣用「劣構」
我們平時比較習慣使用良構問題進行教學設計，並且為了體現教學設計的智慧型，刻意用嚴格控制的活動設計去「規定」學生的**。正如我一開始在這節課中，只允許每個組做一種傾斜度的斜面實驗一樣。學生成為老師展示自己智慧型的道具，老師很少考慮他們的心理和認知需要，學生活動的空間如此侷促，怎麼會有利於學生**能力的培養呢？
這種教學習慣需要改變，方法就是轉向劣構問題的教學設計，讓學生真正地去**。否則，還會出現學生感興趣的實驗卻總結不出規律的情況。
2.科學知識應該是因真實生活的需要而學
我們總在說要營造真實而有吸引力的課堂。真實應該是再現生活，緊密地與生活聯絡，而不是把知識建立在高於生活的基礎上，為了學習知識而學習。所以，教學情境的創設最好就**於學生生活中的乙個片斷、乙個事件或乙個問題，把它再現到課堂當中，這樣會更吸引學生的關注，就會產生學習某方面的知識用以解決實際問題的需要，深刻體會到知識的應用價值，這對培養學生對科學的深層次的熱愛將更有益處。
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