小学科学“问题——探究”教学模式研究
海宁市许巷中心小学 顾建锋
【内容摘要】
新课程改革的一个重要方面是致力于转变学生的学习方式，而转变学生的学习方式就是要把学习过程中的发现、探究、研究等认识活动突显出来，使学习过程更多地成为学生发现问题，提出问题、分析问题、解决问题的过程。学习方式的转变意味教师必须改变课堂教学模式。“问题——探究式”教学模式以问题解决为中心，仿照科学家探究未知知识领域的途径，通过创设问题情境，产生问题意识；分析问题条件，提出解决方案；利用合作探究，探索学科任务；注重总结评价，完成知识迁移等步骤去掌握知识，培养创造能力和创新精神。本文从以下四点论述小学科学“问题——探究”教学模式的基本思路。一、创设问题情境，产生问题意识作为“问题——探究”教学模式的第一个环节，教师应根据教学内容创设问题情境，将教学目标分解成为学科任务。学生在教师创设的问题情境下产生问题，明确学科学习任务。二、“分析问题条件，提出解决方案”作为问题——探究教学模式的第二个环节，从教师的角度看，要求教师指导学生分析需要解决的问题，在分析问题的过程中，促进学生思维的不断发展。从学生的角度看，要求学生能根据自己已有的知识，分析所提出的问题，并通过各种方法，提出解决问题的方案。三、“利用合作探究，探索学科任务”作为“问题——探究”教学模式的第三个环节，力求在教师的引导下，对提出的问题加以解决，从而达成学科教学目标。在此环节中，教师要对学生解决问题的途径、方法进行指导，并提供必要的指导和帮助。学生要利用小组合作的优势，通过推理证明、验证假说、合作协商等手段，探索学科任务的解决方案。四、“注重总结评价，完成知识迁移”作为“问题—探究”教学模式的最后一个环节，即强化迁移环节，教师要对学生的问题解决情况做出评价并及时给出反馈意见，以促成学生知识的迁移和能力的培养。
【关键词】 问题 探究 教学模式
记得何克抗教授指出：“当前深化教学改革的主要目标是创建新型教学模式。”新课程改革的一个重要方面是致力于转变学生的学习方式，而转变学习方式就是要把学习过程中的发现、探究、研究等认识活动突显出来，使学习过程更多地成为学生发现问题，提出问题、分析问题、解决问题的过程。强调发现学习、探究学习、研究性学习是新课程改革的一个重要内容，而学习方式的转变意味教师必须改变课堂教学模式。所以改变学生的学习方式并不仅仅针对学生功能而言的，他促使在教育领域引起一系列的改革，尤其涉及到教育观念、教学方式的转变，突出的表现为教学模式的创新。
为此，我以《小学科学“问题——探究”教学模式的研究》为载体，进行了研究。“问题——探究式”教学模式以问题解决为中心，仿照科学家探究未知知识领域的途径，通过创设问题情境，产生问题意识：分析问题条件，提出解决方案；利用合作探究，探索学科任务；注重总结评价，完成知识迁移等步骤去掌握知识，培养创造能力和创新精神。“问题——探究”教学模式从创设问题情境入手到知识迁移，其一般程序为：
1、实验引发问题情境
科学是以实验为基础的，通过观察实验现象可以引发很多问题情景。例如：在执教《马铃薯在水中是沉还是浮》时，一位老师是这样开始的。
师：在演示台上摆上标有1号、2号的两杯水，再出示一大一小的马铃薯。问学生如果把这一大一小的马铃薯分别放入1号杯（高浓度盐水）与2号杯（清水）中，请猜一猜他们是沉还是浮？
生猜后师把大的马铃薯放入1号杯，小的放入2号杯。
生；（兴奋地）：哦，对了，大的浮，小的沉。
生：（疑惑地）：怎么会是这样的呢？
师：你的意思是……
生：把马铃薯换一下，小的放1号杯，大的放2号杯里。
师：好，给他们换个位置。
生：（惊讶）小的浮，大的沉？
生：为什么马铃薯在1号杯中是浮的，在2号杯中就沉的？肯定这水有问题。
问题在教师精心设计的教学情境中很自然的提出来。学生在观察中发现问题，有了强烈的探究欲望。
2、活动引发问题情境
科学课程都是一个个活动组成的，我们可以通过课堂上有结构的活动，引发学生从活动中提出问题。在科学教学中切记提出一些脱离学生实际的问题。如：我想研究……为什么？或者“我想研究……怎么样……”，这不是学生在活动中遇到的困惑和矛盾而自然产生的问题。教学时不能刻意的让学生提问，提一些学生没有能力研究，没有价值的问题。要让学生从具体的活动中提出探究的问题。
3、生活展现问题情境
每个人总是基于生活经验形成了许多有助于适应环境的知识，这种知识就是他的原认知，学生正是拥有这样的原认知走进课堂的，而且他们相信的自己的原认知都是正确的。比如，以前人们都认为月食现象是月亮是被天狗吃了？那么我们可以以此为问题，提出“天狗吃月究竟是怎么回事？”然后引发学生探究月食的发生原因，破解这样的原错误认知。这样的问题也是有价值，值得学生进行探究的。
二、分析问题条件，提出解决方案
“分析问题条件，提出解决方案”作为问题——探究教学模式的第二个环节，从教师的角度看，要求教师指导学生分析需要解决的问题，在分析问题的过程中，促进学生思维的不断发展。从学生的角度看，要求学生能根据自己已有的知识，分析所提出的问题，并通过各种方法，提出解决问题的方案。这一阶段是以学生收集资料，分析问题条件，充分发表自己的观点，讨论提出假设，制定学习计划为主。这个阶段是发展学生思维，分析提取主题，提出解决方案，锻炼学生规划合作能力，形成良好品格的大好时机，它真正充分体现了学生的主体地位。可采用小组讨论的方式，也可通过网络模拟实验现象，让学生边动手、边思考、边讨论、边总结。老师适时将目标进行分解，应积极地参与学生的讨论，并指导学生分析学习任务，由学生自己确定探究课题。这个阶段也是教师对学生规划指导、思维点拨的大好机会。并且对学生没有发现的一些重要问题可加以提醒和补充，以保证教学内容的完整性。如何提出解决问题的方案呢？我们可以从以下方面入手：
1、分析问题，制定方案
教师要根据学生提出的问题引导学生对问题进行分析，要分析问题的可行性，看问题是不是可以研究？是不是值得研究？怎样去研究？学生要在教师的指导下，制定相应的科学探究计划。制定计划是科学探究中十分关键的一步，它确定可探究活动的大概思路，具体探究的方式和途径有利于学生得出探究的结果，特别是使探究活动趋向于教学的目标。
2、收集资料，提出方案
对在知识量急剧增长的信息社会里，一个人拥有多少知识，并不那么重要，如何利用现有知识创造出新知识，如何检索、收集、分析、处理复杂的信息则更为重要，因此在资料的收集过程中应把学习的着眼点放在信息收集和处理上。教师要引导学生通过各种途径，如书籍、报刊、杂志、网络等收集资料。但一点需要明确，那就是学生在收集资料的过程中不是全盘“拷贝”、“复制粘贴”，而是重在消化吸收、加工整理。所以教师还要帮助学生对收集的信息进行筛选、分析和重新组织，形成学生自己的见解，提出解决问题的方案。
3、假设讨论，提出方案
恩格斯曾经说过这么一句话：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。”假说、猜想的提出，是通向科学理论道路的必要环节。形成假设和验证假设的过程是科学活动的核心。因此在问题分析过程中，我们要鼓励学生大胆进行假设，并对假设进行讨论。如《科学》四年级上册“奇妙的声音”单元，以“假设与搜集证据”这一科学探究过程中重要环节为主线展开教学。围绕声音的产生；传播、强弱、高低等主题，启发学生应用已有的知识和经验提出假设，并且利用查找资料、实验等方法，对假设进行验证，让学生在实践中逐步学会运用“假设与搜集证据”，去解决问题。
三、利用合作探究，探索学科任务
合作，是二十一世纪最流行的词语之一。《科学课程标准（3—6年级）》明确指出“学生乐于合作和交流”，合作的意识和能力是现代人所具备的基本素质。随着科技的迅猛发展，未来社会越来越注重个人能否与人合作共事，能否有效地表达自己的见解，能否概括与吸收他人的意见。探究是科学学习的核心，《科学课程标准》又指出“探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式，亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。
“利用合作探究，探索学科任务”作为“问题——探究”教学模式的第三个环节，力求在教师的引导下，对提出的问题加以解决，从而达成学科教学目标。在此环节中，教师要对学生解决问题的途径、方法进行指导，并提供必要的指导和帮助。学生要利用小组合作的优势，通过推理证明、验证假说、合作协商等手段，探索学科任务的解决方案。
1、引导学生推理证明
科学的结论是符合逻辑的，我们可以通过推理的方式得出结论。例如我在教学《哪杯水温度高》时，就是通过这样的方式让学生得出科学结论的。
师：经过这两个不同的混合水的实验，同学们对于水混合后的水温变化的规律有了一定的了解。
（出示教科版六上科学书本41页的图）两只杯子，一只200毫升热水，水温40℃；另一只杯子100毫升热水，水温80℃。如果往这两只杯子同时加入100毫升的20℃的水，混合后哪杯水的温度高？请四人小组讨论，利用前面所学知识做出合理的推测。
生：混合后B杯的水温度比A杯的水温度要高。
师：你能说说理由吗？
生：因为根据我们平时的经验，B杯的水混合后水温约为50℃，而A杯原由的温度只有40℃，加入100毫升20℃的水，水温度只有下降不会上升，所以肯定比40℃低，这样就知道了B杯的水温要高。
从这个案例片段中，我们就可以看出，有些科学问题，我们可以引导学生用已有的经验加以推理就可以解决问题。
2、通过实验验证假说
“以实验为基础”是科学学科的基本特征。即使在由经验科学向理论科学发展的今天，科学实验仍然是科学学科发展的最现实、最生动、最有效的物质载体。学科的基本特征决定了学科的学习特点，在实验中学习科学无疑是最有效而又最重要的科学学习方法之一。在科学实验中，学生通过实验研究和认识物质，掌握科学基本原理和基本技能，初步学会科学研究的实验方法。科学科学以实验为基础的学科特征，更有利于学生进行科学探究性学习。教师要引导学生通过科学实验来验证自己的假说，解答疑问。
以科学实验验证假说或猜想，要面向全体学生，让每个学生都有体验和经历用科学实验验证假说和猜想的机会。教师要指导学生，特别是要帮助和指导那些有困难的学生完成设计方案并进行实验。例如在教学《电磁铁磁力大小》时，学生首先提出了许多影响电磁铁磁力大小的因素的猜想，然后教师就引导学生，那你怎么来验证你的猜想呢？学生就提出了做实验来验证自己的假说，这样教师就顺势引导学生根据自己提出的问题设计了实验方案，从而解决提出的问题。但在实际解决问题的过程中，我们要针对小学生的特点，给予引导和帮助。因为他们往往对实验考虑不周全，尤其是针对变量很难控制，这时候教师要提供相应的指导。下面我们来看一个教学片段：
师：你们小组要研究电磁铁磁力大小跟什么因素有关？
生：我们研究电磁铁磁力大小与线圈匝数的关系。
师：你们怎么研究？
生：我们改变线圈的匝数，用不同的线圈匝数作成电磁铁去吸大头针，然后比较所吸的大头针的多少。
师：那你们用多少干电池？
生：一节。
师：能用同一节干电池吗？
生：（考虑一下）不能，因为这样电池的电量不一样了。
师：对，在做这个实验时，只有一个量是可以变的，那就是线圈的匝数，其余的量都不能变。你们再想想哪些量也不能变？
从上面的案例中，我们可以看到，教师在关键的时候给予学生指导，引导学生在科学实验中注意量的变化，使学生比较顺利的通过实验验证了自己的假说。
3、通过协商得出结论
小学《科学课程标准》指出：科学学习中要培养学生尊重他人意见、乐于合作的科学态度。教育要使学生在学习中学会合作，在合作中学会生存。学生在教师的组织和引导下一起讨论和交流，共同建立起学习群体并成为其中的一员。在这样的群体中，共同批判地分析各种理论、观点、方案和假说；进行协商和辩论，先小组内部协商(即和自身争辩到底哪一种观点正确)，然后再全班相互协商（即对当前问题摆出各自的看法、论据及有关材料并对别人的观点做出分析和评论）。通过这样的合作学习环境，学习者群体（包括教师和每位学生）的思维与智慧就可以被整个群体所共享，即整个学习群体共同完成对所学知识的意义建构，而不是其中的某一位或某几位学生完成意义建构。
四、注重总结评价，完成知识迁移
在问题——探究教学模式里，还要注意模式的最后一个环节，即强化迁移环节，教师要对学生的问题解决情况做出评价并及时给出反馈意见，以促成学生知识的迁移和能力的培养。此环节又分为三个阶段：
1、归纳整理阶段 这一阶段实际上是应用、提高、强化迁移的阶段。教师要尽可能的组织各小组进行展示，展示的方法可各种各样，小组选派代表讲演，不足的地方还应让其他小组补充评点，教师也可补充自己的意见，最后形成归纳性的材料。他们在交流研讨中，不仅学习他人的研究成果，而且展示自己所研究的成果，会产生一种喜悦感和成就感，同时感受到与他人讨论、探究的乐趣，渗透科学研究成果与他人共享的思想，培养了他们的科学志趣。针对学生提出的问题，教师还要结合知识的重点难点，涉及的思维方法，教师事先要挑选一些既有利于巩固学生新的认知结构又有利于开发学生创造性思维的训练题。学生可以自由选取、自我评价探究的成效，也达到弥补探究疏漏或探究面狭窄的作用，最终达到把所学知识具体化、条理化、系统化。
2、总结评价阶段 深入探究达到一定的程度，完成了既定的目标以后，教师的主导作用就体现在帮助学生进行整理和归纳上。学生这一阶段是艰苦的更是幸福的，这也是一个所获的时节，他们合作讨论，进行推理证明，验证假说，在教师的指导下完成探究报告。教师是科学学习活动的组织者、引领者和亲密的伙伴，对学生在科学学习活动中的表现给予充分的理解和尊重，以自己的教学行为对学生产生积极的影响，积极营造民主的学习、交流氛围。
3、迁移发展阶段 这个环节所设置和发现的问题有一部分会有一定的深度和难度，特别是在发散探究的最后阶段所设置的问题，课堂上不一定能彻底解决。同时，对问题的引伸拓展，深入探讨还会引发新的更多的问题，需要留在课后让学生反复思考争论，甚至实验证实。即使问题探究相对圆满，教师也应开发一些适合培养创造性思维的问题，让学生明白，科学课堂始终是开放的，探究的空间是无限的。
教学有模，但无定式，贵在得法。刘默耕认为，教学模式不应该是一成不变的固定程序，而应该“根据当时的教材内容、学生状况、当时周围的条件来定”，“各种方法都是为达到目的而用的”，所以我们在小学科学教学实践中，以《基础教育课程改革纲要》精神为指导，认真钻研新“课标”，立足本地、本校学生认知水平的实际，根据自身的教学风格和教学艺术，探索各种合理的教学模式，切实提高教学效率和质量，把素质教育落到实处，同时避免出现教学模式绝对化的倾向。
【参考文献】
[1]、喻伯军《小学科学教学案例专题研究》[M]浙江大学出版社 2005年6月
[2]、《科学（3-6年级）课程标准解读》[M]湖北教育出版社 2002年7月
[3]、徐杰 培养学生的问题意识[J]《科学课》2007年4月