基于問題解決的小學科學課堂實踐研究

陳曉敏

2017年版《義務教育小學科學課程標準》新增了技術與工程領域的內容，指出：“技術與工程實踐活動可以使學生體會到‘做’的成功和樂趣，并養成通過‘動手做’解決問題的習慣。”在科學教學中，不少教師也知道結合生活實例來促進學生理解及問題解決，但教師沒有找到將生活實例融入到科學教學過程中的正確方法，最后教學效果只能說是差強人意。基于以上的種種原因，我試圖對基于問題解決的科學教學進行了課例研究。如何有效進行基于問題解決的科學教學？我來談談在日常教學中的一些做法：

一、創設生活化的問題情景，引發解決問題的需求

案例分析：粵教科技版科學六年級下冊《材料的選擇》

【原教材設計】問題情景：“超市有不同類型的雞蛋包裝盒，它們有什么不同？”進而觀察不同的包裝材料。

【改造教材】問題情景：圍繞生活中常見的“雞蛋易碎”的現象，“同學們，這是老師從超市買回來的一盒雞蛋，從購物袋里拿出來時卻發現有一個雞蛋破了，請問在這個運輸過程中雞蛋經歷了什么？”進而提出設計雞蛋包裝盒的任務。

【設計意圖】原教材中導入的問題，趣味性不濃厚，并沒有引起學生探究的欲望。改造后整個探究基于生活化的、真實的問題展開。整堂課會圍繞該問題情景展開，持續進行科學探究活動，最后學生制造出雞蛋包裝盒，問題得以解決，與導入的問題情景首尾呼應。

二、引導結構化的自主建構，經歷解決問題的過程

1.設置指向科學概念的問題

案例分析：粵教科技版六年級科學《讓污水變清》

【原教材設計】安排了兩個活動：活動1是出示砂子、石子、活性炭、濾網等材料，引導學生觀察這些材料的結構，直接制作簡易凈水器。活動2是介紹城市污水的處理。由于活動一中沒有讓學生對凈水器進行設計，學生對于濾材與過濾效果之間并沒有形成有效的聯系，而且制作出來的凈水器效果不佳，學生很難得出過濾能讓濁水變清的概念。

【改造教材】設計情景：“同學們，水龍頭流出來的水有時是黃色的，直接喝對我們的身體可能不好，你們能想想辦法讓這些濁水變清嗎？”

問題一：老師給學生提供結構性材料，“這里是一些常見的過濾材料：沙子、石子、碳、無紡布等，請認真觀察一下，它們各有什么特點？你認為哪一種材料過濾效果最好？”學生觀察材料的特性，根據自己的認識，選擇一種材料進行實驗。實驗發現，只用一種濾材的凈水器過濾后的1號水樣效果不明顯。

問題二：“剛才的實驗能不能滿足讓濁水變清的目標？那同學們有沒有繼續改進的想法？”接著播放《荒野求生》視頻，引導學生從多次過濾、多層過濾，濾材順序等方面進行思考，并畫出簡易凈水器的設計圖。然后根據小組設計，領取濾瓶，安裝凈水器，進行水質凈化，得出2號水樣。各組設計的凈水器各不一樣，得出的凈水效果不一樣，可是1號水樣和2號水樣對比，后者的效果基本都比前者凈水效果好。各小組根據自己的設計圖和實驗效果進行匯報，交流。

問題三：“為什么改進后的實驗過濾效果更好？”學生質疑，反思，改進方案。

【設計意圖】改良后的教學環節，給學生提出了靈活性大的結構化問題串，對于學習者的思維能力要求比較高，但是學生的問題解決能力、自我導向、合作學習技能正是在問題解決過程中發展起來的。

每堂課都有學生需要掌握的科學概念，設計好指向概念的核心問題，根據學生的最近發展區，逐一細分為小問題，當小問題逐個被解決后，科學概念就一步步自主建構起來了。

2.提供有層次性的結構化材料

科學課堂教學要求我們巧妙地將現象與材料轉移到規定的時間內來研究，精心設計有層次的結構性材料是我們提高課堂教學的關鍵。學生根據問題和準備有結構性的實驗材料來設計實驗，分組實驗操作。在實驗的過程中，學生通過仔細觀察、認真實驗、收集實驗數據、記錄實驗現象。并對實驗數據進行分析，發現某些規律或解決某個問題。

案例分析：粵教科技版科學三年級上冊《氣體的熱脹冷縮》

【原教材設計】

探究問題：溫度變化時，空氣的體積怎樣改變？

實驗器材：冷水、熱水、肥皂液、燒瓶

驗證實驗：把肥皂液抹在燒瓶口，形成肥皂膜。將燒瓶分別放入冷水和熱水中，觀察肥皂膜的變化。

【改造教材】

探究問題：溫度變化時，空氣的體積怎樣改變？

活動一：探究氣體受熱是否膨脹？

實驗器材：熱水、氣球、肥皂液、燒瓶。

設計實驗：選擇合適的器材，設計實驗證明探究氣體受熱是否膨脹。

活動二：探究氣體受冷是否膨脹？

實驗器材：熱水、冷水、氣球、肥皂液、燒瓶、

設計實驗：選擇合適的器材，設計實驗證明探究氣體受冷是否收縮。

【設計意圖】改造后的教學設計把驗證實驗改為設計實驗，加入了學生熟悉的氣球，讓學生自行選取材料，證明猜想，體現了學生是探究的主體。同時，把“熱脹冷縮”的實驗分成兩個實驗，避免了材料太多，造成實驗混亂。

三、注重課堂與生活的連接，加強知識的遷移

案例分析：粵教科技版六年級科學《讓污水變清》

【找原型】在學生匯報交流結束后，展示真實生活中的水龍頭過濾器，并對比市場上的水龍頭過濾器與課堂上學生自己設計的凈水器有什么不同，提供再次改進過濾器的思路。

【設計意圖】通過觀察市場上的水龍頭過濾器與課堂上學生自己設計的凈水器，學生真切感受到科學知識不是多深奧的東西，只要多加一點創意，這是學習增長的最佳體現。

實現學習遷移是基于問題解決的的科學教學的發展指向。學習遷移指的是在某種學習活動中獲得的知識或技能對其他學習的影響或在其他情境中的合理運用。在學習過程中，通過在多種情景下的遷移運用，培養了學生發散思維和創新思維，進一步鞏固和深化所學知識，達到深度學習的層次。也就是我們常說的源于生活現象或問題，最后學生能回歸生活，把知識和生活結合。

責任編輯 邱 麗