一、六年級科學(xué)上冊問題解決能力培養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)與挑戰(zhàn)演講人六年級科學(xué)上冊問題解決能力培養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)與挑戰(zhàn)01六年級科學(xué)上冊問題解決能力發(fā)展的實(shí)施策略02實(shí)踐反思與未來展望03目錄2025小學(xué)六年級科學(xué)上冊科學(xué)教育中的問題解決能力發(fā)展課件引言：為何聚焦六年級科學(xué)課堂的問題解決能力？作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的一線教師，我始終記得2021年秋季開學(xué)時(shí)的一個(gè)場景：六年級（3）班的學(xué)生在學(xué)習(xí)《工具與技術(shù)》單元時(shí)，面對“如何用給定材料制作一個(gè)省力的開瓶器”的任務(wù)，竟有近半數(shù)學(xué)生直接翻開課本找現(xiàn)成答案，甚至有學(xué)生小聲嘀咕：“老師，您直接告訴我們步驟吧，我們照著做就行?！边@個(gè)場景如同一記警鐘——當(dāng)學(xué)生習(xí)慣了“接受式學(xué)習(xí)”，當(dāng)科學(xué)課淪為“按方抓藥”的操作課，我們是否偏離了科學(xué)教育的本質(zhì)？《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確指出，小學(xué)科學(xué)課程要“培養(yǎng)學(xué)生解決真實(shí)問題的能力”，而六年級作為小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)的最后階段，既是知識整合的關(guān)鍵期，更是問題解決能力從“經(jīng)驗(yàn)型”向“系統(tǒng)型”躍升的黃金期。六年級科學(xué)上冊教材（以人教版為例）涵蓋“工具與技術(shù)”“生物與環(huán)境”“能量”“地球的運(yùn)動(dòng)”四大核心單元，這些內(nèi)容天然蘊(yùn)含著“發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—解決問題”的科學(xué)探究邏輯。因此，聚焦這一階段的問題解決能力發(fā)展，既是落實(shí)核心素養(yǎng)的必然要求，更是為學(xué)生初中階段的深度學(xué)習(xí)乃至終身發(fā)展奠基。01六年級科學(xué)上冊問題解決能力培養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)與挑戰(zhàn)1教材內(nèi)容的問題解決屬性分析六年級科學(xué)上冊的知識結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出“從具體到抽象、從單一到綜合”的特點(diǎn)，為問題解決能力培養(yǎng)提供了豐富載體：工具與技術(shù)單元（如《杠桿的科學(xué)》《輪軸的秘密》）：通過“如何選擇合適工具完成特定任務(wù)”的問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生從觀察現(xiàn)象到建立模型，再到設(shè)計(jì)解決方案，典型的“技術(shù)實(shí)踐類”問題解決場景。生物與環(huán)境單元（如《食物鏈和食物網(wǎng)》《生態(tài)瓶的制作》）：以“如何維持生態(tài)平衡”為核心，需要學(xué)生綜合運(yùn)用生物、環(huán)境相關(guān)知識，分析多變量相互作用，屬于“系統(tǒng)分析類”問題解決。能量單元（如《電和磁》《能量的轉(zhuǎn)換》）：圍繞“能量如何轉(zhuǎn)換與利用”展開，要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)、優(yōu)化設(shè)計(jì)，屬于“探究驗(yàn)證類”問題解決。1教材內(nèi)容的問題解決屬性分析地球的運(yùn)動(dòng)單元（如《晝夜交替現(xiàn)象》《四季的形成》）：涉及無法直接觀察的宏觀現(xiàn)象，需要學(xué)生通過模擬實(shí)驗(yàn)、邏輯推理構(gòu)建解釋，屬于“建模推理類”問題解決。這些內(nèi)容的共同特征是：問題情境貼近學(xué)生生活（如家庭電路、保溫瓶、校園生態(tài)），但需要調(diào)用跨單元知識；問題解決路徑不唯一，需經(jīng)歷“質(zhì)疑—假設(shè)—驗(yàn)證—修正”的完整過程。2六年級學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)與能力現(xiàn)狀通過對本校2023-2024學(xué)年六年級320名學(xué)生的前測調(diào)研（問卷+課堂觀察），我們發(fā)現(xiàn)：優(yōu)勢基礎(chǔ)：90%的學(xué)生能在教師引導(dǎo)下完成“觀察現(xiàn)象—提出問題”的初步任務(wù)；82%的學(xué)生具備基本的實(shí)驗(yàn)操作能力（如使用測力計(jì)、組裝電路）；75%的學(xué)生能記錄簡單的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)：問題意識薄弱：僅35%的學(xué)生能自主提出有探究價(jià)值的問題（多數(shù)停留在“是什么”層面，缺乏“為什么”“如何改進(jìn)”的追問）；思維深度不足：面對多變量問題（如“影響擺快慢的因素”），60%的學(xué)生仍習(xí)慣“試錯(cuò)法”而非“控制變量”；2六年級學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)與能力現(xiàn)狀1協(xié)作能力待提升：小組合作中，40%的小組存在“個(gè)別主導(dǎo)、多數(shù)旁觀”現(xiàn)象，缺乏有效的分工與觀點(diǎn)碰撞；2遷移應(yīng)用困難：學(xué)完“熱傳遞”后，僅28%的學(xué)生能解釋“冬季穿羽絨服保暖”的原理，更難設(shè)計(jì)“家庭版保溫箱”。3這些數(shù)據(jù)提示我們：六年級學(xué)生已具備問題解決的“工具”（知識與技能），但缺乏“思維地圖”（方法與策略）和“內(nèi)驅(qū)力”（興趣與責(zé)任）。02六年級科學(xué)上冊問題解決能力發(fā)展的實(shí)施策略六年級科學(xué)上冊問題解決能力發(fā)展的實(shí)施策略基于教材特點(diǎn)與學(xué)生現(xiàn)狀，我在2024年秋季學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐中，探索了“三階遞進(jìn)”培養(yǎng)模式——情境激問題→過程促思維→評價(jià)助遷移，以下結(jié)合具體教學(xué)案例展開說明。1第一階：創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，激活問題意識“問題是科學(xué)探究的起點(diǎn)”，但真實(shí)的問題不會自動(dòng)從課本中“跳出來”。六年級學(xué)生的抽象思維仍依賴具體情境，因此，情境創(chuàng)設(shè)需滿足三個(gè)條件：生活關(guān)聯(lián)度高、認(rèn)知沖突明顯、開放度適宜。1第一階：創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，激活問題意識1.1從“生活困惑”中提取問題例如，在《熱起來了》（“能量”單元）教學(xué)前，我布置了“冬季保暖小調(diào)查”：讓學(xué)生記錄自己一周內(nèi)的保暖方式（穿羽絨服、喝熱水、跑步等），并思考“為什么這些方法能讓我們熱起來？”課堂上，學(xué)生提出了諸多有價(jià)值的問題：“羽絨服里沒有熱源，為什么能保暖？”“同樣穿兩件衣服，為什么穿保暖內(nèi)衣+外套比穿兩件薄外套更暖和？”這些問題直接指向“熱傳遞”的核心概念，且因源于生活體驗(yàn)，學(xué)生的探究熱情極高。1第一階：創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，激活問題意識1.2用“矛盾現(xiàn)象”制造認(rèn)知沖突在《生態(tài)瓶的制作》（“生物與環(huán)境”單元）中，我先展示兩組對比實(shí)驗(yàn)：一組是“小魚+水藻+泥沙”的生態(tài)瓶（存活2周），另一組是“小魚+水藻+泥沙+蝸?！钡纳鷳B(tài)瓶（存活4周）。學(xué)生觀察后提出疑問：“蝸牛不吃水藻，為什么反而讓生態(tài)瓶更久？”這一矛盾打破了“生物種類越多越好”的固有認(rèn)知，迫使學(xué)生從“物質(zhì)循環(huán)”“能量流動(dòng)”的角度重新分析生態(tài)系統(tǒng)的平衡條件。1第一階：創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，激活問題意識1.3以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”開放問題邊界《工具的選擇》（“工具與技術(shù)”單元）中，我設(shè)計(jì)了“校園維修任務(wù)”：學(xué)校花房的木椅松動(dòng)了，需要用給定工具（螺絲刀、錘子、扳手、膠槍）和材料（螺絲、釘子、木條、膠水）修復(fù)。任務(wù)要求：①修復(fù)后能承重5kg；②操作時(shí)間不超過10分鐘；③盡量節(jié)省材料。這種“真實(shí)任務(wù)”讓問題從“課本習(xí)題”變?yōu)椤艾F(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)”，學(xué)生需要綜合考慮工具特性（如螺絲刀適合螺絲，錘子適合釘子）、材料適配性（膠水適合木材但固化慢）、效率與成本，問題解決的維度顯著拓展。2第二階：結(jié)構(gòu)化探究過程，發(fā)展系統(tǒng)思維問題解決能力的核心是“思維方法”，六年級學(xué)生需要從“零散操作”轉(zhuǎn)向“系統(tǒng)探究”。我通過“問題鏈引導(dǎo)—方法卡支持—反思表強(qiáng)化”的三元路徑，幫助學(xué)生構(gòu)建思維框架。2第二階：結(jié)構(gòu)化探究過程，發(fā)展系統(tǒng)思維2.1設(shè)計(jì)梯度問題鏈，引導(dǎo)思維進(jìn)階以《晝夜交替現(xiàn)象》（“地球的運(yùn)動(dòng)”單元）為例，傳統(tǒng)教學(xué)常直接講解“地球自轉(zhuǎn)”的結(jié)論，而我設(shè)計(jì)了如下問題鏈：觀察層：“我們每天看到太陽東升西落，可能的解釋有哪些？”（學(xué)生提出“太陽繞地球轉(zhuǎn)”“地球自轉(zhuǎn)”“地球繞太陽轉(zhuǎn)且自轉(zhuǎn)”等假設(shè)）驗(yàn)證層：“如何用模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這些假設(shè)？需要哪些材料？（手電筒模擬太陽，地球模型貼小紙人）分析層：“記錄不同假設(shè)下小紙人看到的‘晝夜變化’，哪些假設(shè)能解釋現(xiàn)象？”（學(xué)生發(fā)現(xiàn)“地球自轉(zhuǎn)”“太陽繞地球轉(zhuǎn)”“地球自轉(zhuǎn)+公轉(zhuǎn)”都能產(chǎn)生晝夜交替）證偽層：“結(jié)合已學(xué)知識（如恒星的位置變化），哪些假設(shè)不成立？”（排除“太陽繞地球轉(zhuǎn)”）2第二階：結(jié)構(gòu)化探究過程，發(fā)展系統(tǒng)思維2.1設(shè)計(jì)梯度問題鏈，引導(dǎo)思維進(jìn)階結(jié)論層：“科學(xué)家是如何最終確定‘地球自轉(zhuǎn)’是主要原因的？”（引入傅科擺實(shí)驗(yàn)）這種“觀察—假設(shè)—驗(yàn)證—證偽—結(jié)論”的問題鏈，既符合科學(xué)探究的邏輯，又逐步提升思維的嚴(yán)謹(jǐn)性。2第二階：結(jié)構(gòu)化探究過程，發(fā)展系統(tǒng)思維2.2提供方法工具卡，規(guī)范探究流程針對六年級學(xué)生“會操作但不會設(shè)計(jì)”的問題，我開發(fā)了“探究方法工具卡”，包含：問題明確卡：用“5W1H”（What/Why/When/Where/Who/How）梳理問題核心；變量控制卡：用表格標(biāo)注“自變量、因變量、控制變量”；證據(jù)收集卡：區(qū)分“定性描述”（如“溫度升高”）與“定量數(shù)據(jù)”（如“溫度從20℃升至45℃”）；推理邏輯卡：用“因?yàn)椤ㄗC據(jù)），所以…（結(jié)論），可能的干擾因素是…”表述結(jié)論。例如，在《影響擺快慢的因素》實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生使用“變量控制卡”后，錯(cuò)誤率從72%（隨意改變擺長、擺重、擺角）降至15%，多數(shù)小組能明確“只改變擺長，保持?jǐn)[重和擺角不變”。2第二階：結(jié)構(gòu)化探究過程，發(fā)展系統(tǒng)思維2.3建立反思記錄表，強(qiáng)化元認(rèn)知問題解決能力的提升離不開對“解決過程”的反思。我要求學(xué)生填寫《探究反思表》，包含：1我提出的問題是否有價(jià)值？（如“是否指向科學(xué)概念？是否可驗(yàn)證？”）2我的假設(shè)基于哪些已有知識？（如“假設(shè)擺長越長擺越慢，因?yàn)橹皩W(xué)過杠桿原理”）3實(shí)驗(yàn)中遇到了什么困難？如何解決的？（如“秒表計(jì)時(shí)不準(zhǔn)，改用數(shù)30次求平均”）4如果重新做，我會如何改進(jìn)？（如“增加擺長的測試次數(shù)”）5這種反思不僅幫助學(xué)生優(yōu)化方法，更讓他們意識到“問題解決是一個(gè)不斷修正的過程”，而非“一次成功”。63第三階：構(gòu)建遷移場景，實(shí)現(xiàn)能力內(nèi)化問題解決能力的最終目標(biāo)是“能解決新問題”。六年級科學(xué)上冊的內(nèi)容與生活、社會緊密關(guān)聯(lián)，可通過“跨學(xué)科項(xiàng)目”“社會調(diào)查”“創(chuàng)新設(shè)計(jì)”等場景，推動(dòng)能力遷移。3第三階：構(gòu)建遷移場景，實(shí)現(xiàn)能力內(nèi)化3.1跨學(xué)科項(xiàng)目：融合科學(xué)與工程、技術(shù)、藝術(shù)例如，學(xué)完“工具與技術(shù)”“能量”單元后，我設(shè)計(jì)了“家庭節(jié)能小工程師”項(xiàng)目：要求學(xué)生調(diào)查家庭用電情況（科學(xué)：能量轉(zhuǎn)換），繪制用電統(tǒng)計(jì)圖（數(shù)學(xué)：數(shù)據(jù)整理），設(shè)計(jì)節(jié)能方案（技術(shù)：工具選擇），并用海報(bào)或短視頻宣傳（藝術(shù)：表達(dá)呈現(xiàn)）。學(xué)生的方案包括“給冰箱貼密封條減少散熱”“用LED燈替換白熾燈”“設(shè)計(jì)定時(shí)斷電插座”等，其中3個(gè)方案被家長采納，真正實(shí)現(xiàn)了“學(xué)科學(xué)、用科學(xué)”。3第三階：構(gòu)建遷移場景，實(shí)現(xiàn)能力內(nèi)化3.2社會調(diào)查：鏈接社區(qū)真實(shí)問題在“生物與環(huán)境”單元，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生開展“校園生態(tài)區(qū)健康診斷”項(xiàng)目：調(diào)查花壇的植物種類、昆蟲數(shù)量、土壤濕度（科學(xué)觀察），訪問園丁了解養(yǎng)護(hù)措施（社會溝通），分析“為何部分區(qū)域雜草叢生”（生態(tài)平衡原理），最終提出“增加蚯蚓改善土壤”“種植本地優(yōu)勢物種”等建議。項(xiàng)目結(jié)束后，學(xué)生不僅完成了科學(xué)探究，更體會到“科學(xué)問題解決需要考慮生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、人文等多重因素”。3第三階：構(gòu)建遷移場景，實(shí)現(xiàn)能力內(nèi)化3.3創(chuàng)新設(shè)計(jì)：鼓勵(lì)“無標(biāo)準(zhǔn)答案”的解決方案《設(shè)計(jì)制作一個(gè)保溫杯》（“能量”單元拓展活動(dòng)）中，我打破“用泡沫塑料+蓋子”的固定模式，提供多種材料（棉花、鋁箔紙、海綿、橡膠），要求學(xué)生：①保溫30分鐘后水溫下降不超過10℃；②成本不超過10元；③有創(chuàng)意外觀。學(xué)生的設(shè)計(jì)令人驚喜：有的用鋁箔紙反射熱輻射（科學(xué)原理），有的將杯子設(shè)計(jì)成“北極熊造型”（藝術(shù)創(chuàng)意），有的用廢舊快遞盒做外殼（環(huán)保理念）。這種“開放設(shè)計(jì)”讓學(xué)生明白：問題解決沒有“最好”，只有“更適合”。03實(shí)踐反思與未來展望1階段性成果：學(xué)生問題解決能力的顯著提升2024年12月，我們對同一批六年級學(xué)生進(jìn)行后測，數(shù)據(jù)對比令人振奮：自主提出探究性問題的比例從35%提升至68%；多變量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確率從40%提升至82%；小組合作中“有效分工”的比例從55%提升至91%；能將科學(xué)知識遷移到生活問題的比例從28%提升至65%。更讓我欣慰的是，學(xué)生的科學(xué)態(tài)度發(fā)生了轉(zhuǎn)變：以前上實(shí)驗(yàn)課爭著“搶器材”，現(xiàn)在爭著“想方案”；以前遇到失敗就求助老師，現(xiàn)在會說“我們再試一次，可能哪里沒控制好變量”。2現(xiàn)存挑戰(zhàn)與改進(jìn)方向?qū)嵺`中也暴露了一些問題：教師引導(dǎo)的“度”難以把握：部分課堂因過度放手導(dǎo)致探究偏離核心；評價(jià)體系需更全面：目前以“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”“項(xiàng)目成果”為主，對“思維過程”的評價(jià)仍顯薄弱；家庭支持差異大：部分學(xué)生的家庭能提供豐富的實(shí)踐資源（如實(shí)驗(yàn)室工具），而部分學(xué)生僅能依賴學(xué)校材料。未來，我計(jì)劃從三方面改進(jìn)：①開發(fā)“教師引導(dǎo)指南”，明確不同問題情境下的干預(yù)策略；②引入“思維可視化工具”（如思維導(dǎo)圖、概念圖），將隱性思維外顯化，便于評價(jià)；③建立“家校資源共享庫”，整合家庭、社區(qū)的實(shí)踐資源，縮小差異。結(jié)語：問題解決能力是科學(xué)教育的“生命之燈”2現(xiàn)存挑戰(zhàn)與改進(jìn)方向站在教室窗前，看著六年級學(xué)生在“校園氣象站”里調(diào)試溫度計(jì)、記錄風(fēng)向，聽著他們爭論“今天的氣溫變化是因?yàn)槔?/p>