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一
建构主义教学理论认为，知识是人的心灵在与外界客体相互作用的过程中，从内部生成的。人的心灵具有自觉能动性，学习过程是主动建构的过程，是对事物和现象不断解释的过程。但由于初中生知识面较窄，在探究过程中会遇到许多意想不到的问题和困难，会遭受一些挫折和失败，因此，更需要与他人合作和讨论。笔者在教学过程中将小组合作学习与科学探究活动结合起来，取得了良好的效果。下面笔者就以“比热”的概念为例，介绍如何运用小组合作方式进行科学探究活动。
1.提出问题（由生活实例引出）。
观看录像片断：一个夏天的中午，小明和小华去海边游玩，他们赤脚在海边的沙滩上走时觉得沙子很烫；而当他们跳进海里时，觉得海水很凉。他们很迷惑，为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样呢？
评析：在这一段录像中创设了一个问题情境，然后提出问题，有利于诱发学生科学探究的动机。
2.猜想与假设（小组合作进行）。
小组展开讨论，有的同学认为沙子吸收的热量比海水多，所以它的温度高；有的同学认为它们吸收的热量一样多，但沙子温度升高得多，他们认为同一时刻太阳辐射出来的热量应该是相等的，因此水和沙子吸收的热量应该是相等的。后来经过进一步讨论，同学们一致认为：沙子和水吸收了相同的热量，但沙子升高的温度较高。
评析：教师应放手让学生猜想。牛顿说：“没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。”此时教师的作用应是给猜想气氛不浓的小组增加有助于猜想的信息，并想方设法提高他们猜想的热情。但教师此时不宜对学生的各种猜想加以甄别，应让学生自己去验证。
3.设计实验（小组合作进行）。
怎样通过实验来验证上述猜想呢？学生组内展开讨论。同学们面临的第一个问题是选择怎样的实验仪器，他们通过讨论，知道应该选：温度计、酒精灯、烧杯、水、沙子、铁架台。有的同学说：“为了使它们受热均匀，还要取一根搅棒。”有的同学说：“为了节约时间，可以用两组相同的仪器同时加热水和沙。”还有的同学问：“要取多少水和沙子呢？”这一问引起了大家的注意，经过讨论，可以用天平称取相同质量的水和沙子。接下来就是确定实验步骤，来比较“是否沙子吸取热量后温度升高得多”这个猜想。有的同学说：“可以在相同加热时间内，观察它们升高的温度情况。”有的说：“可以在它们升高相同温度的条件下观察所需时间情况”。最后他们一致认为可以在课内做一种情况，课外再去做另一种情况。
评析：在学生研究讨论的过程中，教师可以在不同组间客串参与，对困难的小组进行引导和提示，同时由于小组之间不可避免地存在着差异，可以允许组与组之间的相互交流，取长补短。
4.进行实验，收集数据（小组合作进行）。
按照刚才的讨论，各小组分别进行实验，用相同的酒精灯对质量相同的水和沙子同时加热，测出使它们的温度升高相同值所需的时间，并填入下表。
评析：教师在这一过程中应在不同的组间巡视，观察学生操作是否符合实验安全，是否科学，同时应有意识地培养学生科学客观地收集数据的能力。
5.分析与讨论（小组合作进行）。
各小组在实验中看到：用相同的酒精灯加热质量相等的水和沙时，沙的温度升高得比水快。如果质量相同，沙就比水需要的时间少，由此可知升高相同的温度时，沙比水吸收的热量少，也就是说：相同质量的不同物质，在升高相同温度时，所吸取的热量是不同的。
评析：这一过程中，同学们通过对所收集的各种数据进行分析、综合、推导出结果。教师引导，鼓励他们从物理现象和实验中归纳出科学规律的经历，培养他们的表达能力。
6.交流与合作（小组间共同进行）。
各小组把实验过程和结果写成实验报告，并分别报告本组结果或在小组间相互交流，取得共鸣后，教师随即引入比热容的概念。
评析：这一过程有利于培养学生的语言表达能力，教师也可参与其中讨论分析，让学生在合作中思考别人的意见，改进自己的探究方案，以便更好地进行科学探究。
二
以上是如何利用小组合作方式，进行科学探究活动的过程，为了能更好地开展“合作、探究”教学，我认为还应注意以下几个方面。
1.合作小组的规模和编排。
从理论上讲，在合作学习中，每个学生都积极参与的机会随着小组人数的增加而减少，但由于物理教学的特点，小组规模一般以4人为宜，一方面使得小组内产生各种有利于讨论的观点，另一方面能很自然地围成一桌，为学生创造了更多的动手操作、交流研讨的机会，使每位学生都能充分发表自己的见解。这4人应该注意好、中、差，以及男女搭配。经过一段时间，组与组有明显的差异时，也可进行适当的调整，以便“合作，探究”活动能够顺利进行。
2.创造良好的“合作，探究”的学习环境。
新课程的核心理念是“一切为了学生的发展”。因此，在课堂教学中，注重学生在感受和参与中体验到成功的快乐，而“流畅、和谐、默谐、尊重、信任”的学习环境将是开展新课程教学的共同特征，它更有利于开展“合作，探究”教学，那么如何构建这种学习环境呢？
（1）安全的心理环境。在合作学习过程中教师要营造良好的合作学习气氛，用各种适当的方式给学生以心理上的安全感或精神上的鼓舞，把学生当做朋友和知己，多一些理解、鼓励、宽容，这样学生的思维就会更加活跃，探索热情就会更高涨，合作的欲望就会更强，课堂就会更加生机勃勃。
（2）充裕的时空环境。在平常的教学中，我们经常会看到由于学生没有在老师事先预设的轨道上进行或由于学生的“吞吞吐吐”，害怕不必要的枝节末叶的出现和时间的浪费，毫无顾忌地打断学生的发言或活动，这些“蜻蜓点水”式、“一蹴而就”式的合作学习，只能是形式上的合作学习。因此，在进行合作学习时，要使学生拥有充足、宽裕的发言、补充、更正和辩论的时间和空间，让不同程度学生的智慧都得到尽情地发挥。
（3）热情的帮助环境。全班十多个小组中，免不了有些因组长的组织能力的偏低，尚不成熟，或因小组整体实力偏差等原因而无法顺利地展开合作，教师应因组而异，为学生提供必要的启发式帮助。教师可以以一个普通合作者的身份，自然地参与到困难的小组中去，让学生觉察不出因本组水平低而需要教师的帮助。其次，教师要有意识地给他们多创造一些表现的机会，以激发他们奋发向上的热情，为学生的成功学习创造条件。
（4）真诚的激励环境。适时适当的激励，可以收到事半功倍的效果。教学中教师应利用好课堂这个平台，营造一种可以充分发挥学习个性、各抒己见、相互交流甚至各执己见的合作学习氛围，一句真诚的表扬、一个赞许的目光……都能使每个学生都能真切地体验到合作学习的成功与快乐，从而产生进一步合作的欲望。
3.教师角色的转变。
在以小组合作探究学习形式为主的物理课堂教学中，教师的职责已经越来越少地表现为传授知识，而是根据不同环节而发生着变化，所以教师的角色也将随变化而变化。
（1）在发现问题或提出问题时，教师充当的是组织者和引导者的角色，其主要作用是帮助每个学生都理解物理问题，以帮助学生形成概念，明确学习目的等。
（2）在小组活动中，教师的角色又变成促进者和合作者。这时，教师需要观察小组的活动情况，及时发现他们在认识上或操作上的错误，以便于进行必要的指导或矫正，并及时回答一些问题；对表现好的学生给予表扬，把一些游离于小组之外或长时间保持沉默的成员“拉进”小组的讨论中，并促进小组内更好地合作。在整个过程中，教师既不能过多地干预学生独立思考的过程，又不能对学生的困惑袖手旁观。
（3）在总结阶段，教师的角色更多的是一个“穿针引线”者。教师需要耐心地倾听学生的汇报，给予及时的评价，对一些重要问题还要着重阐述和总结。特别是当不同的学生分工研究的一个复杂问题的不同侧面时，教师还要不时地对学生的各种观点加以综合，因为有时不同的小组的学生可能会“只见树木，不见森林”。
总之，在利用小组合作进行科学探究的教学活动中，教师改变了“满堂灌”的教学方式，让学生在相互合作的情况下探究并发现知识，使得每个学生的个性在不同程度上得以发展。在整个过程中，应始终体现“以学生发展之本”的主旨，同时这也要求我们改变传统的师生关系，把老师与学生放在平等的地位上，真正做“一切为了学生的发展”的老师。
建构主义教学理论认为，知识是人的心灵在与外界客体相互作用的过程中，从内部生成的。人的心灵具有自觉能动性，学习过程是主动建构的过程，是对事物和现象不断解释的过程。但由于初中生知识面较窄，在探究过程中会遇到许多意想不到的问题和困难，会遭受一些挫折和失败，因此，更需要与他人合作和讨论。笔者在教学过程中将小组合作学习与科学探究活动结合起来，取得了良好的效果。下面笔者就以“比热”的概念为例，介绍如何运用小组合作方式进行科学探究活动。
1.提出问题（由生活实例引出）。
观看录像片断：一个夏天的中午，小明和小华去海边游玩，他们赤脚在海边的沙滩上走时觉得沙子很烫；而当他们跳进海里时，觉得海水很凉。他们很迷惑，为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样呢？
评析：在这一段录像中创设了一个问题情境，然后提出问题，有利于诱发学生科学探究的动机。
2.猜想与假设（小组合作进行）。
小组展开讨论，有的同学认为沙子吸收的热量比海水多，所以它的温度高；有的同学认为它们吸收的热量一样多，但沙子温度升高得多，他们认为同一时刻太阳辐射出来的热量应该是相等的，因此水和沙子吸收的热量应该是相等的。后来经过进一步讨论，同学们一致认为：沙子和水吸收了相同的热量，但沙子升高的温度较高。
评析：教师应放手让学生猜想。牛顿说：“没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。”此时教师的作用应是给猜想气氛不浓的小组增加有助于猜想的信息，并想方设法提高他们猜想的热情。但教师此时不宜对学生的各种猜想加以甄别，应让学生自己去验证。
3.设计实验（小组合作进行）。
怎样通过实验来验证上述猜想呢？学生组内展开讨论。同学们面临的第一个问题是选择怎样的实验仪器，他们通过讨论，知道应该选：温度计、酒精灯、烧杯、水、沙子、铁架台。有的同学说：“为了使它们受热均匀，还要取一根搅棒。”有的同学说：“为了节约时间，可以用两组相同的仪器同时加热水和沙。”还有的同学问：“要取多少水和沙子呢？”这一问引起了大家的注意，经过讨论，可以用天平称取相同质量的水和沙子。接下来就是确定实验步骤，来比较“是否沙子吸取热量后温度升高得多”这个猜想。有的同学说：“可以在相同加热时间内，观察它们升高的温度情况。”有的说：“可以在它们升高相同温度的条件下观察所需时间情况”。最后他们一致认为可以在课内做一种情况，课外再去做另一种情况。
评析：在学生研究讨论的过程中，教师可以在不同组间客串参与，对困难的小组进行引导和提示，同时由于小组之间不可避免地存在着差异，可以允许组与组之间的相互交流，取长补短。
4.进行实验，收集数据（小组合作进行）。
按照刚才的讨论，各小组分别进行实验，用相同的酒精灯对质量相同的水和沙子同时加热，测出使它们的温度升高相同值所需的时间，并填入下表。
评析：教师在这一过程中应在不同的组间巡视，观察学生操作是否符合实验安全，是否科学，同时应有意识地培养学生科学客观地收集数据的能力。
5.分析与讨论（小组合作进行）。
各小组在实验中看到：用相同的酒精灯加热质量相等的水和沙时，沙的温度升高得比水快。如果质量相同，沙就比水需要的时间少，由此可知升高相同的温度时，沙比水吸收的热量少，也就是说：相同质量的不同物质，在升高相同温度时，所吸取的热量是不同的。
评析：这一过程中，同学们通过对所收集的各种数据进行分析、综合、推导出结果。教师引导，鼓励他们从物理现象和实验中归纳出科学规律的经历，培养他们的表达能力。
6.交流与合作（小组间共同进行）。
各小组把实验过程和结果写成实验报告，并分别报告本组结果或在小组间相互交流，取得共鸣后，教师随即引入比热容的概念。
评析：这一过程有利于培养学生的语言表达能力，教师也可参与其中讨论分析，让学生在合作中思考别人的意见，改进自己的探究方案，以便更好地进行科学探究。
二
以上是如何利用小组合作方式，进行科学探究活动的过程，为了能更好地开展“合作、探究”教学，我认为还应注意以下几个方面。
1.合作小组的规模和编排。
从理论上讲，在合作学习中，每个学生都积极参与的机会随着小组人数的增加而减少，但由于物理教学的特点，小组规模一般以4人为宜，一方面使得小组内产生各种有利于讨论的观点，另一方面能很自然地围成一桌，为学生创造了更多的动手操作、交流研讨的机会，使每位学生都能充分发表自己的见解。这4人应该注意好、中、差，以及男女搭配。经过一段时间，组与组有明显的差异时，也可进行适当的调整，以便“合作，探究”活动能够顺利进行。
2.创造良好的“合作，探究”的学习环境。
新课程的核心理念是“一切为了学生的发展”。因此，在课堂教学中，注重学生在感受和参与中体验到成功的快乐，而“流畅、和谐、默谐、尊重、信任”的学习环境将是开展新课程教学的共同特征，它更有利于开展“合作，探究”教学，那么如何构建这种学习环境呢？
（1）安全的心理环境。在合作学习过程中教师要营造良好的合作学习气氛，用各种适当的方式给学生以心理上的安全感或精神上的鼓舞，把学生当做朋友和知己，多一些理解、鼓励、宽容，这样学生的思维就会更加活跃，探索热情就会更高涨，合作的欲望就会更强，课堂就会更加生机勃勃。
（2）充裕的时空环境。在平常的教学中，我们经常会看到由于学生没有在老师事先预设的轨道上进行或由于学生的“吞吞吐吐”，害怕不必要的枝节末叶的出现和时间的浪费，毫无顾忌地打断学生的发言或活动，这些“蜻蜓点水”式、“一蹴而就”式的合作学习，只能是形式上的合作学习。因此，在进行合作学习时，要使学生拥有充足、宽裕的发言、补充、更正和辩论的时间和空间，让不同程度学生的智慧都得到尽情地发挥。
（3）热情的帮助环境。全班十多个小组中，免不了有些因组长的组织能力的偏低，尚不成熟，或因小组整体实力偏差等原因而无法顺利地展开合作，教师应因组而异，为学生提供必要的启发式帮助。教师可以以一个普通合作者的身份，自然地参与到困难的小组中去，让学生觉察不出因本组水平低而需要教师的帮助。其次，教师要有意识地给他们多创造一些表现的机会，以激发他们奋发向上的热情，为学生的成功学习创造条件。
（4）真诚的激励环境。适时适当的激励，可以收到事半功倍的效果。教学中教师应利用好课堂这个平台，营造一种可以充分发挥学习个性、各抒己见、相互交流甚至各执己见的合作学习氛围，一句真诚的表扬、一个赞许的目光……都能使每个学生都能真切地体验到合作学习的成功与快乐，从而产生进一步合作的欲望。
3.教师角色的转变。
在以小组合作探究学习形式为主的物理课堂教学中，教师的职责已经越来越少地表现为传授知识，而是根据不同环节而发生着变化，所以教师的角色也将随变化而变化。
（1）在发现问题或提出问题时，教师充当的是组织者和引导者的角色，其主要作用是帮助每个学生都理解物理问题，以帮助学生形成概念，明确学习目的等。
（2）在小组活动中，教师的角色又变成促进者和合作者。这时，教师需要观察小组的活动情况，及时发现他们在认识上或操作上的错误，以便于进行必要的指导或矫正，并及时回答一些问题；对表现好的学生给予表扬，把一些游离于小组之外或长时间保持沉默的成员“拉进”小组的讨论中，并促进小组内更好地合作。在整个过程中，教师既不能过多地干预学生独立思考的过程，又不能对学生的困惑袖手旁观。
（3）在总结阶段，教师的角色更多的是一个“穿针引线”者。教师需要耐心地倾听学生的汇报，给予及时的评价，对一些重要问题还要着重阐述和总结。特别是当不同的学生分工研究的一个复杂问题的不同侧面时，教师还要不时地对学生的各种观点加以综合，因为有时不同的小组的学生可能会“只见树木，不见森林”。
总之，在利用小组合作进行科学探究的教学活动中，教师改变了“满堂灌”的教学方式，让学生在相互合作的情况下探究并发现知识，使得每个学生的个性在不同程度上得以发展。在整个过程中，应始终体现“以学生发展之本”的主旨，同时这也要求我们改变传统的师生关系，把老师与学生放在平等的地位上，真正做“一切为了学生的发展”的老师。