一、创设情境,明确任务
现实生活是科学问题的丰富源泉。在教学中,教师可以根据学生的认知结构,已有经验和学习基础,为学习者设计一个基于生活情境的完整的、真实的任务(问题),让学生面临一个需要立即去解决的现实问题,可以激发学生主动解决问题的内驱力,促使学生以最佳的情绪状态,主动参与到学习中来。然后通过任务情境的展示,阅读、分析,引导学生自主分析,提取问题中显性的和隐形的线索信息,引发学生提问,明确任务目标。
二、设计方案,实践探究
教育教学的最高境界就是让学生自己去寻找是什么,为什么,让学生自己去发现怎么办,而设计方案就是学生解决问题的第一步。学生可以运用文字,示意图,草图等方式,运用跨学科知识和自己特有的经验,设计问题解决方案。方案设计,一方面有利于让学生沉下心来思考,调用已有知识,发现问题,提出问题、理解和分析当前问题,激发思维;另一方面有利于帮助学生将内隐的思维过程外显化,使思考更有序,形成先思考,后动手的正确的思维方式和学习习惯。
教师提供结构性的材料,放手让学生在限定时间内应用限定的条件,根据自己设计的方案在目标任务的驱动下独立实践,操作探究。方式不限、方法不限,思路不限,学生可以在没有任何干扰、完全开放的空问中一次次实践、一遍遍试错,不断发现问题并尝试提出问题解决的方案,经历问题解决的过程,积累感性经验,促进知识技能的综合迁移,使科学思维得以提升。
三、交流研讨,优化方案
所谓“灯不拨不亮,理不辩不明”,说的就是任何事情都要经过一番探讨才能深刻理解。心理学家皮亚杰曾指出:思维就是操作,思维是内化的动作在头脑中进行。动手操作结束后,教师要组织学生进行展示交流、研讨分析活动,引导学生运用实践活动中获得的证据、信息等来分析自己在问题解决中遇到的主要困难(或问题),通过对比、分析、聚焦，提出解决策略,这就是科学论证环节。集体的交流研讨是对个体观点的碰撞、深化、评价、修正的过程,一方面可以帮助学生理清思路,学会表达自己的观点和科学思考;另一方面逐渐接近影响任务(或问题)解决的关键问题。找准关键问题后,师生共同研究解决问题的关键点,寻找问题解决的方法,依据特定情境和具体条件,进一步优化解决方案。如果说提出问题、分析问题是学生对问题的一种认知过程,那么,问题解决的过程则影响着学生对问题的理解,也影响着学生如何选择问题解决的策略。
四、再次挑战,尝试解释
集体论证优化后的问题解决方案效果如何,需要进一步验证。这时教师应该给学生设置再次挑战的任务。这个环节是学生交流研讨后有意识,有目的、有方法的问题解决过程。再次挑战不仅有利于学生获得丰富的成功体验,体现以生为本的理念,而且进一步激发学生的学习内驱力,保证学生的科学探究有序、深入地进行;不仅发展了学生已有的科学认知,促进了学生科学思维的发展,而且在挑战中又会产生新问题,引发学生进一步思考。
在学生有了成功体验后,教师再引导学生尝试用所学知识来解释问题解决的原因,让学生不仅知其然,而且知其所以然。学生经历了从实践到反思再到实践的过程,实现了科学思维的内化。
五、展示评价,过程反思
问题解决并不是小学科学教学的最终目的。任务完成后,教师引导学生进行反思与评价。例如,在问题解决中应用了哪些知识?学到了哪些新知识?容易出现哪些错误?如何防止类似错误再发生?是否还有更好的解决方法?最终解答的结果与预期目标是否相一致?对问题解决的结果满意吗?问题解决的一般思路是什么?等等。这样的反思与评价,一方面可以帮助学生建构问题解决的一般思路;另一方面可以引导学生对问题解决活动进行积极的总结与归纳,发现其中存在的问题和需要改进的地方,从而促进学生的认知结构得到丰富和完善,由一个具体问题向一类问题的推广得以实现。
总之,学生问题解决能力的培养,既是发展学生科学思维的需要,又是培养学生学以致用,创新意识的需要。学生的问题解决能力只有在解决问题的过程中才能获得发展,课堂教学和课外的实践探究都是培养学生问题解决能力的重要途径。
