基于問題解決的小學(xué)科學(xué)課堂實(shí)踐研究

陳曉敏

2017年版《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》新增了技術(shù)與工程領(lǐng)域的內(nèi)容，指出：“技術(shù)與工程實(shí)踐活動(dòng)可以使學(xué)生體會(huì)到‘做’的成功和樂趣，并養(yǎng)成通過‘動(dòng)手做’解決問題的習(xí)慣?！痹诳茖W(xué)教學(xué)中，不少教師也知道結(jié)合生活實(shí)例來促進(jìn)學(xué)生理解及問題解決，但教師沒有找到將生活實(shí)例融入到科學(xué)教學(xué)過程中的正確方法，最后教學(xué)效果只能說是差強(qiáng)人意?；谝陨系姆N種原因，我試圖對基于問題解決的科學(xué)教學(xué)進(jìn)行了課例研究。如何有效進(jìn)行基于問題解決的科學(xué)教學(xué)？我來談?wù)勗谌粘＝虒W(xué)中的一些做法：

一、創(chuàng)設(shè)生活化的問題情景，引發(fā)解決問題的需求

案例分析：粵教科技版科學(xué)六年級下冊《材料的選擇》

【原教材設(shè)計(jì)】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(jìn)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(xiàn)象，“同學(xué)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(shí)卻發(fā)現(xiàn)有一個(gè)雞蛋破了，請問在這個(gè)運(yùn)輸過程中雞蛋經(jīng)歷了什么？”進(jìn)而提出設(shè)計(jì)雞蛋包裝盒的任務(wù)。

【設(shè)計(jì)意圖】原教材中導(dǎo)入的問題，趣味性不濃厚，并沒有引起學(xué)生探究的欲望。改造后整個(gè)探究基于生活化的、真實(shí)的問題展開。整堂課會(huì)圍繞該問題情景展開，持續(xù)進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)，最后學(xué)生制造出雞蛋包裝盒，問題得以解決，與導(dǎo)入的問題情景首尾呼應(yīng)。

二、引導(dǎo)結(jié)構(gòu)化的自主建構(gòu)，經(jīng)歷解決問題的過程

1.設(shè)置指向科學(xué)概念的問題

案例分析：粵教科技版六年級科學(xué)《讓污水變清》

【原教材設(shè)計(jì)】安排了兩個(gè)活動(dòng)：活動(dòng)1是出示砂子、石子、活性炭、濾網(wǎng)等材料，引導(dǎo)學(xué)生觀察這些材料的結(jié)構(gòu)，直接制作簡易凈水器?；顒?dòng)2是介紹城市污水的處理。由于活動(dòng)一中沒有讓學(xué)生對凈水器進(jìn)行設(shè)計(jì)，學(xué)生對于濾材與過濾效果之間并沒有形成有效的聯(lián)系，而且制作出來的凈水器效果不佳，學(xué)生很難得出過濾能讓濁水變清的概念。

【改造教材】設(shè)計(jì)情景：“同學(xué)們，水龍頭流出來的水有時(shí)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(xué)生提供結(jié)構(gòu)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(rèn)真觀察一下，它們各有什么特點(diǎn)？你認(rèn)為哪一種材料過濾效果最好？”學(xué)生觀察材料的特性，根據(jù)自己的認(rèn)識(shí)，選擇一種材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，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(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒軡M足讓濁水變清的目標(biāo)？那同學(xué)們有沒有繼續(xù)改進(jìn)的想法？”接著播放《荒野求生》視頻，引導(dǎo)學(xué)生從多次過濾、多層過濾，濾材順序等方面進(jìn)行思考，并畫出簡易凈水器的設(shè)計(jì)圖。然后根據(jù)小組設(shè)計(jì)，領(lǐng)取濾瓶，安裝凈水器，進(jìn)行水質(zhì)凈化，得出2號水樣。各組設(shè)計(jì)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(jù)自己的設(shè)計(jì)圖和實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行匯報(bào)，交流。

問題三：“為什么改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)過濾效果更好？”學(xué)生質(zhì)疑，反思，改進(jìn)方案。

【設(shè)計(jì)意圖】改良后的教學(xué)環(huán)節(jié)，給學(xué)生提出了靈活性大的結(jié)構(gòu)化問題串，對于學(xué)習(xí)者的思維能力要求比較高，但是學(xué)生的問題解決能力、自我導(dǎo)向、合作學(xué)習(xí)技能正是在問題解決過程中發(fā)展起來的。

每堂課都有學(xué)生需要掌握的科學(xué)概念，設(shè)計(jì)好指向概念的核心問題，根據(jù)學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，逐一細(xì)分為小問題，當(dāng)小問題逐個(gè)被解決后，科學(xué)概念就一步步自主建構(gòu)起來了。

2.提供有層次性的結(jié)構(gòu)化材料

科學(xué)課堂教學(xué)要求我們巧妙地將現(xiàn)象與材料轉(zhuǎn)移到規(guī)定的時(shí)間內(nèi)來研究，精心設(shè)計(jì)有層次的結(jié)構(gòu)性材料是我們提高課堂教學(xué)的關(guān)鍵。學(xué)生根據(jù)問題和準(zhǔn)備有結(jié)構(gòu)性的實(shí)驗(yàn)材料來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分組實(shí)驗(yàn)操作。在實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生通過仔細(xì)觀察、認(rèn)真實(shí)驗(yàn)、收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)某些規(guī)律或解決某個(gè)問題。

案例分析：粵教科技版科學(xué)三年級上冊《氣體的熱脹冷縮》

【原教材設(shè)計(jì)】

探究問題：溫度變化時(shí)，空氣的體積怎樣改變？

實(shí)驗(yàn)器材：冷水、熱水、肥皂液、燒瓶

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：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(shí)，空氣的體積怎樣改變？

活動(dòng)一：探究氣體受熱是否膨脹？

實(shí)驗(yàn)器材：熱水、氣球、肥皂液、燒瓶。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：選擇合適的器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明探究氣體受熱是否膨脹。

活動(dòng)二：探究氣體受冷是否膨脹？

實(shí)驗(yàn)器材：熱水、冷水、氣球、肥皂液、燒瓶、

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：選擇合適的器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明探究氣體受冷是否收縮。

【設(shè)計(jì)意圖】改造后的教學(xué)設(shè)計(jì)把驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)改為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，加入了學(xué)生熟悉的氣球，讓學(xué)生自行選取材料，證明猜想，體現(xiàn)了學(xué)生是探究的主體。同時(shí)，把“熱脹冷縮”的實(shí)驗(yàn)分成兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，避免了材料太多，造成實(shí)驗(yàn)混亂。

三、注重課堂與生活的連接，加強(qiáng)知識(shí)的遷移

案例分析：粵教科技版六年級科學(xué)《讓污水變清》

【找原型】在學(xué)生匯報(bào)交流結(jié)束后，展示真實(shí)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(xué)生自己設(shè)計(jì)的凈水器有什么不同，提供再次改進(jìn)過濾器的思路。

【設(shè)計(jì)意圖】通過觀察市場上的水龍頭過濾器與課堂上學(xué)生自己設(shè)計(jì)的凈水器，學(xué)生真切感受到科學(xué)知識(shí)不是多深?yuàn)W的東西，只要多加一點(diǎn)創(chuàng)意，這是學(xué)習(xí)增長的最佳體現(xiàn)。

實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)遷移是基于問題解決的的科學(xué)教學(xué)的發(fā)展指向。學(xué)習(xí)遷移指的是在某種學(xué)習(xí)活動(dòng)中獲得的知識(shí)或技能對其他學(xué)習(xí)的影響或在其他情境中的合理運(yùn)用。在學(xué)習(xí)過程中，通過在多種情景下的遷移運(yùn)用，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新思維，進(jìn)一步鞏固和深化所學(xué)知識(shí)，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的層次。也就是我們常說的源于生活現(xiàn)象或問題，最后學(xué)生能回歸生活，把知識(shí)和生活結(jié)合。

責(zé)任編輯 邱 麗