小学科学探究建构课堂教学模式的理论与实践

小学科学“探究——建构”课堂教学模式的理论与实践研究

● 雷富平

小学科学“探究——建构”课堂教学模式是指在小学科学课堂教学中，改革以书本知识为本位，传授灌输为特征的课堂教学方式，依据小学科学知识的发展规律与小学生学习科学的认知结构发展规律，在教师的引导下，让学生运用已有的知识与经验，将科学探究真正作为科学知识建构过程中的一个必经途径，使学生的认识过程按照知识建构的科学模式发展，并以此指导学生的思维活动，提升学生的科学素养，形成充分体现学生主体精神、创新意识和实践能力健康发展的课堂教学模式。

小学科学“探究——建构”课堂教学模式的基本程序是：铺垫设疑——以旧引新；探究发现——执旧索新；讨论建构——结构更新；实践应用——运用创新。

一、小学科学“探究——建构”课堂教学模式的理论

㈠小学科学“探究——建构”课堂教学模式的理论基础

小学科学“探究——建构”课堂教学模式是在以下理论思想指导下创立并不断完善、发展的。

1.马克思主义认识论思想

小学科学“探究——建构”课堂教学模式的教学程序是根据“实践——认识——再实践——再认识”的马克思主义实践认识论思想建构的。小学科学“探究——建构”课堂教学模式的“探究发现”就是学生主动的科学实践活动。“讨论建构”就是把科学实践活动中探究发现的结果进行总结、建构为新的科学知识或思想方法，上升到理性认识。“实践应用”就是把新的知识与思想方法运用到解决科学问题的实践中。小学科学“探究——建构”课堂教学模式让学生在观察、思考、操作实践等科学实践活动中探究发现，并运用比较、分析与综合、抽象与概括等科学思维活动，建构新知。学生在“实践运用”这一解决科学问题的实践活动中，对新的知识有更深、更全、更高的认识，并在解决科学问题的实践中发现新规律、新问题，使学生认识不断进入比较高的阶段，循环往复，不断发展。

2.皮亚杰的认知建构理论

小学科学“探究——建构”课堂教学模式的建构及其具体操作策略，科学、合理地运用了皮亚杰为代表的建构主义理论。建构主义的重要概念是图式，图式的形成和变化是认知发展的本质，认知发展受同化、顺应、平衡三个过程的影响。在该模式中突出体现在以下几点：⑴小学科学“探究——建构”课堂教学模式让学生运用已有的知识和经验，探究建构新的知识，以学生为中心，强调学生对知识主动探究、主动发现和对所学知识的主动建构。⑵小学科学“探究——建构”课堂教学模式根据小学生认知结构发展规律，重视学生在不断探究发现新知的科学学习活动中，不断调整、更新或重建认知结构，促进学生认知结构的发展。⑶小学科学“探究——建构”课堂教学模式根据建构主义理论，依据教材知识结构和学生认知发展规律，着力使新的知识和学生的认识水平不断处于矛盾统一状态，始终保持“静——动——静”的不断运动状态，促进学生为满足“平衡”而不断探索，不断追求，进行永无止境的调节。⑷小学科学“探究——建构”课堂教学模式重视问题情境的创设，问题来源于生活和学生原有的认知，倡导由学生发现提出问题，并在解决问题的过程中发展学生的认知结构、认知策略水平，增强学生的实践探究能力和思考创新精神。

3.布鲁纳的发现教学法

美国著名心理学家布鲁纳也是结构主义教育理论的主要代表。在上个世纪50年代提出了“发现法”。小学科学“探究——建构”课堂教学模式有效吸纳发现法思想，主要反映在以下几个方面：⑴小学科学“探究——建构”课堂教学模式强调学生是知识主动积极的探究者、建构者；⑵小学科学“探究——建构”课堂教学模式鼓励猜测、强调直觉思维，倡导学生与教师、教材、学生不同的见解，培养学生求异思维与创新意识；⑶小学科学“探究——建构”课堂教学模式采用学生“用自己的头脑亲自获得知识的一切形式”，但不排斥教师的引导与指导。

㈡小学科学“探究——建构”课堂教学模式的理论

1.知识结构与认知结构和谐发展

根据现代教学论的观点，小学生的科学学习必须凭借和利用个人头脑中已有的认知结构，通过对系统的科学知识的认识、理解与运用，在头脑中形成系统的科学认知结构，并不断地进行充实、调整、更新和重建。已有的认知结构是新的认知结构的基础，同时又在接受新知识的学习过程中不断调整、更新与发展。小学科学“探究——建构”课堂教学模式的程序就是根据知识结构和认知结构发展规律建构的。小学科学“探究——建构”课堂教学模式过程中的“铺垫设疑——以旧引新；探究发现——执旧索新；讨论建构

——结构更新；实践应用——运用创新”小学生学习科学的整个过程，是把知识结构转化为认知结构的过程，知识结构与认知结构和谐发展的过程。

2.主导作用和主体作用协调发展

已有的知识和经验是学生探究发现的基础，认知之间的矛盾是学生探究发现的动力。在教学过程中，以旧引新，利用矛盾，促进学生积极思考，学生要学；执旧索新，解决问题，学生感到能学；变旧为新，化新为旧，学生觉得会学。整个教学过程是学生不断思考，不断探究，不断追求的过程，是学生主动发挥自己主体作用的过程。教师的主导作用体现在引导和指导，主要作用在以下几个方面：⑴引出探究的问题；⑵引导探究的方向；⑶指导探究的结论。教师依据学生认知水平和新知识之间的联系与距离，使新知识和学生原有的知识水平处于矛盾统一状态，即由“静——动——静”不断运动，激发学生积极思考，促进学生主动探究，推动学生的认识过程向前发展。小学科学“探究——建构”课堂教学模式中教师的主导作用和学生的主体作用都得到充分发挥，教与学得到协调发展。

3.知识技能与创新精神同步发展

小学生的智能是在学习新知，形成、调整、更新与发展认知结构的过程中得到发展的。⑴小学科学“探究——建构”课堂教学模式重视基础知识和基本技能训练，通过实验操作提高学生知识技能水平和实践操作能力，提高学生解决实际问题的能力，培养学生的科学思维方法和解决问题的策略。⑵小学科学“探究——建构”课堂教学模式中，学生在教师的引导下，运用已有的知识与经验，通过个人独立探究、小组相互探讨、集体共同探究“三个层面”的自主探究和合作交流，建构新知。对已有知识的认识与理解更为深刻，对知识的掌握逐步系统化。⑶学生在科学探究的过程中，通过观察与比较、抽象与概括、分析与综合等一系列科学思维活动，培养发展学生的逻辑思维能力；鼓励猜测，培养跃进的、越级的、捷径式的直觉思维；重视培养学生的求异思维。⑷小学科学“探究——建构”课堂教学模式重视探究的过程，注重探究的结果；重视让学生解决富有挑战性和开放性的问题，强调思考过程的条理性和科学结论的准确性。小学科学“探究——建构”课堂教学模式重视解决科学问题的技能训练，培养学生的科学思想方法和解决问题的策略，使学生的知识技能和创新精神同步发展。

二、小学科学“探究——建构”课堂教学模式的实践

小学科学“探究——建构”课堂教学模式的实践程序是：铺垫设疑——探究发现——讨论建构——实

践应用。具体操作策略：

㈠铺垫设疑

铺垫设疑就是为学生创设探究的情境，既引发探究的问题，又激发探究的欲望和兴趣。铺垫的意义一是通过与新知相关的旧知的复习和已有经验（生活的、学习的等）的再现，促使学生原有认知的能动迁移；二是利用新旧知识之间的矛盾，引发认知冲突，激发学生认知心理的不平衡，唤起学生探究的欲望。设疑的重点是创设问题情境。问题是科学探究的动因和目标。一个好的问题可以激发学生探究的兴趣和欲望。创设问题情境，让学生发现问题，提出问题，因为提出问题比解决问题更重要，提出问题是人的创造性思维活动的开始。

建构学生探究的问题要力求体现可探性、实践性、准确性和开放性。

可探性：需要学生探究的问题，应符合学生的实际认知水平和可能发展水平，能引导和诱导学生陷入认知的困惑状态，为维持认知心理平衡而迫切需要解决问题，问题的探究正好处于学生的“最近发展区”，学生“跳一跳，够得到”，具有探究的价值。

实践性：人的知识和经验都是从实践中获得的。设计的问题应有实践性，让学生亲自实验，亲手操作，亲身体会，经历知识的形成、发展的过程，体验科学的价值，培养学生的实践能力。

准确性：从某种意义上讲，科学的价值，它的生命、力量，就在于它的准确性，设计的问题要便于学生发现科学规律，形成科学的思维方法。

开放性：问题的开放性是指问题存在某种不确定性，条件不充分、答案不惟一或解答问题策略的多样性。问题的开放给学生提供了运用不同方法解答的机会，开阔了学生的思路，拓展了学生探究的空间，提高了问题的价值，对激发学生的探究兴趣，培养学生的探究能力是有益的。

(二)探究发现

探究发现是学生运用已有的知识和经验获取新知识，发现新规律，解决新问题，掌握新方法，形成新思想的科学学习活动，探究是发现的前提，发现是探究的结果。探究发现就是执旧索新。探究的方法一是

学生用猜想和直觉思维发现新知识、新方法。二是通过调查、观察、操作、实验等科学实践活动和生活经验，由表及里，揭示科学概念。

探究活动的形式主要有个人独立探究、小组相互探讨、集体共同探究。在探究过程中要处理好以下两大关系：

1．独立探究、相互探讨与集体探究之间的关系。每个儿童都有各自的知识背景、生活经验、家庭环境和特定的社会文化氛围，这种差异导致同一年龄段不同的儿童有不同的思维方式和解决问题的策略。因此在探究中，首先应让学生根据自己的体验，用自己的方式方法自由地、独立地去探究、去发现，在此基础上让学生在小组和班集体范围内充分地表达自己的想法，描述自己的探究过程，展示自己的思维方法，介绍自己的新发现；对独立探究有困难的问题，可以通过小组相互探讨或全班集体探究，以及师生共同研究，合作解决。在交流合作中，尊重理解别人，评价反思自我，相互学习，相互帮助，提高探究的质量，增强合作意识和交流能力，培养团队精神，使学生勇于探究、善于探究。个人独立探究、小组相互探讨、全班集体探究具有层次性，应根据探究问题的难易程度确定。要防止课堂表面上热热闹闹，形式上有小组学习、集体探究，而实际上却是形聚神散。

2．教师、学生、教材之间的关系。学生是探究的主体，教师是学生探究活动的组织者、引领者、合作者，教师要对现行教材内容从有利于学生探究的角度进行适当的调整、重组和整合，补充提出调查、观察、实验、操作、讨论的建议；教师要为学生提供充足的探究时间和空间，要尊重学生，允许学生用自己的方法去探究解决问题，不应把教师、教材或个别学生的方法作为必用的方法强加给学生，让学生统一使用，而只能作为解决问题的一种方法介绍给学生。即使比较好的方法也应该在学生通过比较认同的基础上，让学生自由地选择，而不强求用一种固定的方法，以形成一种自由、宽松、平等、和谐的环境，帮助学生建立适合自己的学习方式。学生发现的新知识、新规律、新方法是学生探究的结果，不应该说学生的发现和教材、教师的一样，而应该说教师、教材的方法和学生发现的一样，这样才能激发学生积极主动地探究问题；学生能发现的知识、规律、方法，应让学生自主探究，思考发现，学生能独立解决的问题，教师决不插手，暂时解决有困难的，也不能急于给出最终答案，而是为学生指引探究的方向。

(三)讨论建构

讨论是集体探究的延伸和发展。学生把探究发现获取的东西，以论文、争论、甚至辩论等形式进行交

流，质疑问难，从而获得比较完整、深刻的认识。同时也使学生看到个人与集体探究的成果，培养学生的合作精神，进一步增强与激发学生探究的信心与兴趣。

现代科学教育理论认为，学生学习科学知识的过程是个体建构和群体建构统一的过程。学生个体从探究过程中通过观察、实验、思考等得到的知识是个体建构的结果；通过听课、与教师和同学讨论交流等活动获取的知识则是一个群体建构的过程。在由学生组成的学习共同体中，同伴知识、教师知识对每一个学生知识的社会建构发挥了不可或缺的作用。新的知识是在个体独立思考和群体协商与合作等因素相互作用的基础上建构起来的。

讨论建构，就是在学生探究发现的基础上，把学生可能是表面的、非本质的或片面的、不完整的发现，经过讨论“去伪存真”、“去粗取精”，得出完整的科学的结论。通过讨论建构，学生对新的认识更加完整、系统并具有结构性。既建构新的认知结构，又把新知识纳入原有的认知结构中，同化新知，充实原有认知结构。

(四)实践应用

实践应用就是学生运用新获取的科学知识和科学活动经验解决问题的科学实践活动。解决问题是学生的一个再探究的过程，其实质是运用新知探究解决实际问题。学生在探究解决问题中巩固与强化新形成的科学认知结构，使学生的认知结构具有稳固性与灵活性，并不断更新与发展，以适应更复杂的科学探究活动，使学生在探究解决问题的过程中进一步了解科学，认识科学，体验科学的价值。

实践应用中设计的问题应具有结构性、实践性和开放性。

结构性就是按知识的横向联系、纵向发展与纵横交错组成具有纵向结构、横向结构与网络结构的结构性问题。学生在探究解决问题的过程中，进行分析与比较，沟通与转化，进一步掌握知识、方法之间的联系与区别，促使学生认知结构的信息畅通，探究解决问题的多种途径和方法，提高学生创造性解决问题的能力。

实践性一是指通过调查、操作、实验、分析等科学实践活动解决问题，二是把需要学生解决的问题与学生的学习、生活相结合，与学生熟悉的生产、工作相结合，体验科学的价值，增强学生学习的兴趣。

开放性是指需要学生探究解决的问题存在某种不确定性，给学生带来广阔的探究和创造的空间，使学生充分体验到科学问题的多样性和复杂性，引导学生冲破模式的束缚，学会从科学的角度思考问题，激发学生探究的兴趣，培养学生的实践探究能力和创新精神。

(雷富平 东台市实验小学)