在科学课教学中，我们把“挑战性学习”作为合作学习的根基，推动合作学习的开展。
　　教科版五年级上册《运动和设计》单元的《设计并建造一辆带帆的小车》和《测试空气阻力对小车运动的影响》中，有两组关联性很强的驱动性问题：一组是预想当帆与风同向或反向时，帆对小车的运动有什么影响；另一组是通过“直立的帆是如何影响小车运动的”“帆与空气的摩擦是如何影响小车运动的”两个问题，分别引导学生设计减少空气阻力的有帆的车和测试空气阻力对小车的影响。这两组驱动性问题既是组织和推动教学的抓手，又能初步激发学生的挑战意识。
　　有了挑战性问题，教师还需要设计相应的探究性活动，引导学生小组合作完成学习任务。教学中，教师围绕上述驱动性问题，呈现了“是什么导致小车运动减慢”“是什么导致小车运动加快”两个问题，让学生回忆之前学过的重力作用下物体运动变慢或加快的原因；接着，围绕找出的所有原因，讨论哪些内容可能与小车“减慢”与“加快”有关，教师在黑板上记录他们的观点；然后，教师向每个小组分发一块写有设计要求的“挑战卡”，在确信学生都理解了挑战要求的基础上，让他们讨论如何将前面所获得的知识运用于本课的挑战。此时，教师提醒各组要让每一位组员都有机会参与组装小车，并提醒各组一旦满足了挑战要求，必须向教师或其他组重复他们的试验结果。
　　在此基础上，各组开始挑战设计，使之满足“小车在通过工作区域时能够在绳子拉动下运动4秒至6秒”的要求。各组按要求完成设计后，教师向学生提出以下问题：在组装小车前，你们小组是如何准备的？在组装小车时，你们遇到了什么問题，是怎样解决的？你们是如何试验小车以判断它是否满足要求的？你们的小车是如何运动的？试验后，你们改装了小车或重力作用下的物体下落装置吗，如何改装的，为什么这样改装？这几个问题涉及设计与计划、组装、试验与评价等方面，学生能答清楚这些问题，说明他们的试验与挑战是成功的。
　　在挑战性合作学习中，因为任务具有挑战性，所以讨论显得极其重要。这节课中，主要涉及三种类型的讨论：一是反刍回忆引发关注型，如开课时全班学生一起讨论“在重力作用下的物体下落装置中使小车运动变慢或加快的因素”。二是串联思考迎接挑战型。探究阶段，学生设计“月球探测器”时，教师让他们讨论如何将前面所获得的知识运用于本课的挑战。小组内的学生利用之前回顾的相关信息进行关联思考，并产生新的策略解决新的挑战，运用的就是这种讨论类型。三是交流分享形成认识型。在各小组按要求完成设计之后，教师向学生提出了涉及设计与计划、组装、试验与评价方面的系列问题，引导他们进行讨论并分享观点。交流、分享的过程中，学生既交换了信息，又对物体运动的规律有了深刻认识。
　　（作者单位：华中科技大学附属小学）
　　责任编辑 姜楚华