基于问题解决的小学科学课堂实践研究

文/ 东莞松山湖中心小学 陈晓敏

2017 年版《义务教育小学科学课程标准》新增了技术与工程领域的内容，指出：“技术与工程实践活动可以使学生体会到‘做’的成功和乐趣，并养成通过‘动手做’解决问题的习惯。”在科学教学中，不少教师也知道结合生活实例来促进学生理解及问题解决，但教师没有找到将生活实例融入到科学教学过程中的正确方法，最后教学效果只能说是差强人意。基于以上的种种原因，我试图对基于问题解决的科学教学进行了课例研究。如何有效进行基于问题解决的科学教学？我来谈谈在日常教学中的一些做法：

一、创设生活化的问题情景，引发解决问题的需求

案例分析：粤教科技版科学六年级下册《材料的选择》

【原教材设计】问题情景：“超市有不同类型的鸡蛋包装盒，它们有什么不同？”进而观察不同的包装材料。

【改造教材】问题情景：围绕生活中常见的“鸡蛋易碎”的现象，“同学们，这是老师从超市买回来的一盒鸡蛋，从购物袋里拿出来时却发现有一个鸡蛋破了，请问在这个运输过程中鸡蛋经历了什么？”进而提出设计鸡蛋包装盒的任务。

【设计意图】原教材中导入的问题，趣味性不浓厚，并没有引起学生探究的欲望。改造后整个探究基于生活化的、真实的问题展开。整堂课会围绕该问题情景展开，持续进行科学探究活动，最后学生制造出鸡蛋包装盒，问题得以解决，与导入的问题情景首尾呼应。

二、引导结构化的自主建构，经历解决问题的过程

1.设置指向科学概念的问题

案例分析：粤教科技版六年级科学《让污水变清》

【原教材设计】安排了两个活动：活动1 是出示砂子、石子、活性炭、滤网等材料，引导学生观察这些材料的结构，直接制作简易净水器。活动2 是介绍城市污水的处理。由于活动一中没有让学生对净水器进行设计，学生对于滤材与过滤效果之间并没有形成有效的联系，而且制作出来的净水器效果不佳，学生很难得出过滤能让浊水变清的概念。

【改造教材】设计情景：“同学们，水龙头流出来的水有时是黄色的，直接喝对我们的身体可能不好，你们能想想办法让这些浊水变清吗？”

问题一：老师给学生提供结构性材料，“这里是一些常见的过滤材料：沙子、石子、碳、无纺布等，请认真观察一下，它们各有什么特点？你认为哪一种材料过滤效果最好？”学生观察材料的特性，根据自己的认识，选择一种材料进行实验。实验发现，只用一种滤材的净水器过滤后的1 号水样效果不明显。

问题二：“刚才的实验能不能满足让浊水变清的目标？那同学们有没有继续改进的想法？”接着播放《荒野求生》视频，引导学生从多次过滤、多层过滤，滤材顺序等方面进行思考，并画出简易净水器的设计图。然后根据小组设计，领取滤瓶，安装净水器，进行水质净化，得出2号水样。各组设计的净水器各不一样，得出的净水效果不一样，可是1号水样和2 号水样对比，后者的效果基本都比前者净水效果好。各小组根据自己的设计图和实验效果进行汇报，交流。

问题三：“为什么改进后的实验过滤效果更好？”学生质疑，反思，改进方案。

【设计意图】改良后的教学环节，给学生提出了灵活性大的结构化问题串，对于学习者的思维能力要求比较高，但是学生的问题解决能力、自我导向、合作学习技能正是在问题解决过程中发展起来的。

每堂课都有学生需要掌握的科学概念，设计好指向概念的核心问题，根据学生的最近发展区，逐一细分为小问题，当小问题逐个被解决后，科学概念就一步步自主建构起来了。

2.提供有层次性的结构化材料

科学课堂教学要求我们巧妙地将现象与材料转移到规定的时间内来研究，精心设计有层次的结构性材料是我们提高课堂教学的关键。学生根据问题和准备有结构性的实验材料来设计实验，分组实验操作。在实验的过程中，学生通过仔细观察、认真实验、收集实验数据、记录实验现象。并对实验数据进行分析，发现某些规律或解决某个问题。

案例分析：粤教科技版科学三年级上册《气体的热胀冷缩》

【原教材设计】

探究问题：温度变化时，空气的体积怎样改变？

实验器材：冷水、热水、肥皂液、烧瓶

验证实验：把肥皂液抹在烧瓶口，形成肥皂膜。将烧瓶分别放入冷水和热水中，观察肥皂膜的变化。

【改造教材】

探究问题：温度变化时，空气的体积怎样改变？

活动一：探究气体受热是否膨胀？

实验器材：热水、气球、肥皂液、烧瓶。

设计实验：选择合适的器材，设计实验证明探究气体受热是否膨胀。

活动二：探究气体受冷是否膨胀？

实验器材：热水、冷水、气球、肥皂液、烧瓶、

设计实验：选择合适的器材，设计实验证明探究气体受冷是否收缩。

【设计意图】改造后的教学设计把验证实验改为设计实验，加入了学生熟悉的气球，让学生自行选取材料，证明猜想，体现了学生是探究的主体。同时，把“热胀冷缩”的实验分成两个实验，避免了材料太多，造成实验混乱。

三、注重课堂与生活的连接，加强知识的迁移

案例分析：粤教科技版六年级科学《让污水变清》

【找原型】在学生汇报交流结束后，展示真实生活中的水龙头过滤器，并对比市场上的水龙头过滤器与课堂上学生自己设计的净水器有什么不同，提供再次改进过滤器的思路。

【设计意图】通过观察市场上的水龙头过滤器与课堂上学生自己设计的净水器，学生真切感受到科学知识不是多深奥的东西，只要多加一点创意，这是学习增长的最佳体现。

实现学习迁移是基于问题解决的的科学教学的发展指向。学习迁移指的是在某种学习活动中获得的知识或技能对其他学习的影响或在其他情境中的合理运用。在学习过程中，通过在多种情景下的迁移运用，培养了学生发散思维和创新思维，进一步巩固和深化所学知识，达到深度学习的层次。也就是我们常说的源于生活现象或问题，最后学生能回归生活，把知识和生活结合。