小学科学“自主—合作—探究”教学模式的实践探索

舟山市教育教学研究中心 王莉珠

“自主—合作—探究”课题研究是在“问题—实验—探究”课题研究基础上的深化研究。本课题以提高学生的科学素养为宗旨，以培养学生的创新精神和实践能力为最终目标，探索一种以主动参与、经历过程、协同合作、发展个性为主要特征的课堂教学模式。

所谓自主，就是以人为本，以发展学生个性为主旨，更好地发挥学生在学习过程中的积极性和主动性。课堂教学模式要让学生有充分的思维空间，使每个学生的个性得到最大的发展。

所谓合作，就是教师应努力营造合作的氛围，让学生处在一个合作的集体中，互相学习，互相沟通，互相帮助，团结协作，共同探究，在合作中培养学生各方面的能力。

所谓探究，就是从问题开始，引导学生像科学家那样从问题开始经历认识过程；鼓励学生带着问题大胆假设；让学生自己设计实验方案，观察实验结果，讨论假设等。通过体验探究，让学生成为发现者、研究者、探索者。此外，还要鼓励学生联系生活实际，进行课外探究。

通过三年的实验研究探索，已形成了一些培养学生“自主一合作一探究”能力的行之有效的课堂教学方式，并从中概括出了若干要素，即“探究从领悟自主开始”, “营造探究中的合作”,“体验探究的过程”。

一、探究从领悟自主开始

自主学习是指学生在明确学习任务的基础上，自主地进行学习并努力完成学习任务的一种学习方式，通过倡导这种学习方式，促进每一个学生的个性健全发展。有如下要点：

1、创设宽松的教学环境

教育心理学的研究表明，学生在没有精神压力、没有心理负担、心情舒畅、情绪饱满的情况下，大脑皮层容易形成兴奋中心，激活神经系统，使注意力、感知记忆、想象等心理活动处于积极状态。这就是说学生的自主学习必须有一个宽松的环境。教师应尊重学生、信任学生，建立一个新型的、平等友好的师生关系，公正地对待每一个孩子，着力营造一种祥和、民主、生动活泼的教学氛围。只有这样，才能使学生在心理上有一种安全感，并进入最佳的学习状态，将自主学习的能力充分地发挥出来。

2、创设情境，激发自主学习兴趣

兴趣是最好的老师，学生只有在兴趣昂然的情况下，他们的学习主动性才能被充分地调动起来，进入最佳的学习状态。例如一位老师在上《指纹》一课时，用小魔术引入，用特殊的刷子在学生用手按过的白纸上刷了刷，白纸上立即显现出两个清晰的指纹。这个小魔术，立即激起了学生的学习兴趣，孩子们的兴致勃勃地玩起取指纹的游戏。接着又在老师的鼓励下孩子们提出了十几个自己想研究的问题。又如在上《马铃薯在水中是沉还是浮》一课时，老师先让学生观察一大一小的马铃薯在一杯清水中的沉浮现象，再让学生观察一大一小的马铃薯在另一杯液体中的沉浮现象，这样有利于学生在头脑中产生问题，自己主动地去学习、探究。

3、运用目标激励，激发自主学习动机

教师要引领学生在学习过程中由认同目标，自主选择目标，逐步过渡到自我设计学习目标，确立自己的知识技能目标，诱发“我要学”、“我要发展”的内在需要，激发他们的学习动机，使其主动参与教学过程，获得教学的成功。这就在潜移默化中使学生领悟了“自主”，确立了学习过程中的“自我”。例如在教学《不同用途的纸》中，教师先和大家设定研究目标，接下来让学生自己思考，自己提出问题和选择方法，进行探究。在这节课中我们看到：有的学生选择“比较纸的吸水性”、选用宣纸、牛皮纸、瓦愣纸、卡纸来研究，将这些纸滴上红墨水，看那种纸吸水快，并且提出了需要注意的地方，如滴水时要同时滴，水量要一样等；有的学生选择“比较纸的承受拉力程度”进行研究；有的学生选择“比较纸的承受弯曲能力”等等。由于学习内容是自己选择的，他们在学习时也特别认真，思维十分活跃，神情也十分专注，仿佛象科学家那样在“真刀真枪”地进行研究。

二、营造探究中的合作

要使科学探究活动具有科学内涵，能产生科学经历、形成良好结构、典型的认识活动，让学生学会合作学习是十分重要的。让学生在合作中互相学习，互相沟通，互相帮助，团结协作，共同探究，在合作中使探究活动取得良好的效果。

1、营造合作氛围

“有利于创造活动的一般条件是心理的安全和心理的自由。”良好的合作氛围，可以使学生在心理上获得安全感，精神上受到鼓舞，思维会更加活跃。在教学过程中我们经常采用各种方法鼓励学生，尤其是让学习困难的学生参与到学习活动中去。如在教学《点亮我的小灯泡》一课时，学生用教师提供的一个电池、一个小灯泡和一根电线，用小组合作的办法，把小灯泡点亮，并要求把小灯泡连接的方法画在科学文件夹上。各个小组有序地投入到合作学习中，过一会儿各小组陆续完成了任务，只有一组的小灯泡始终没亮，他们在别组的欢呼声中变得更加着急，当教师发现了这组的情况后，不是叫他们停下来，而是很亲切地安慰他们：“没关系，慢慢来，要不要老师帮助？”在老师的鼓励下，他们又忙乎起来，但见一个同学一手拿电池，一手拿电线与电池的负极相碰，另一同学一手拿电线的另一头，与电池的正极相碰，另一只手拿小灯泡碰电池的正极。当老师发现了这一情况，马上轻轻地提醒他们：“小灯泡有两个连接点，你们只用到一个连接点，还有一个连接点是不是也要用起来？”在老师的引导启发下，他们轻轻地商量了一下，马上修改连接法，终于点亮了小灯泡，使每一个学生尝到了成功的喜悦。

2、培养合作意识

小组合作学习，既能体现集体的智慧又能培养学生的合作意识，从小养成与人合作的习惯。教师在教学中要有意识地创设合作活动，培养学生的合作意识，促进学生合作能力的提高。如教学《把种子散播到远处》一课，教师安排了“比较10粒栗子跳动与滚动的距离”活动。活动前，教师问学生，一个人可不可以完成这一活动。学生肯定地说：可以。于是老师请学生来说说具体的操作过程。学生介绍：一个人拿着10粒栗子跑到二楼，把它们分别从2楼掉下来，然后跑下楼，找到10粒栗子，再用皮带尺测出栗子滚动的距离。这位学生话还未说完，下面就有学生举手说，老师，我想我们小组四人合作来完成这个活动就方便多了，可以这样做，一个人在楼上把栗子掉下来，二个人在下面测量，一个人做记录。这一意见得到了同学们的赞同。这一小小的插曲虽然化了些时间，却能使学生深切体会到合作的必要性。

3、创建合作小组

原有的实验小组都是由座位前后的四人组成，座位的编排往往是以学生的高矮搭配而成。这样的编排对开展小组活动虽然方便，但不利于不同特征、不同层次的学生优化组合，优势互补，相互促进。因此，在构建合作学习小组时，我们注意了结构的合理性，遵循“组间同质，组内异质，优势互补”的原则，根据学生的基础知识、学习能力、性格特点、爱好特长进行分组。这样做不但有利学生间优势互补，相互促进，而且为全班各小组间的公平竞争打下了基础。另外，还要注意组内分工的合理性。小组合作学习往往需要分工，只有合作小组内分工明确，才会使课堂“活而有序”。并且组内的角色需要互换，一学期下来，让每位学生都在尝试着不同的角色，从中锻炼他们的能力。

4、培养合作技能

学生在小组合作学习中往往出现不知道怎样合作，或不善于合作。因此，我们在教学活动中，有意识地培养学生的合作学习技能。首先要学会表达自己的观点。合作需要每个成员清楚地表达自己的想法，学会了解对方的观点，这样才能合作探究。在课堂上，我们发现有些学生不善于表达，不知道怎样把自己的想法告诉同学；有些学生则是不敢表达，顾虑自己的发言是不是正确，会不会受到同学的笑话。我们在教学中，鼓励学生，帮助学生理清思路，克服不必要的心理负担，把自己想说的内容告诉大家。

其次，在合作学习中，要指导学生在交流中学会倾听。倾听别人就是尊重别人，而有些学生在课堂上总是想发表自己的观点，不喜欢听别人的意见。在教学中，我们指导学生在交流中要学会“你讲的话我愿意听。”“出现意见分歧时，讲清自己观点的理由，保留自己的观点。”学会如何有礼貌地向同学提出问题，如何耐心等候发言等等。

最后，在合作学习中还要让学生学会相互信任，团结互助。在合作活动中相互信任，是合作成功的基础，让每一位学生知道他们不仅要为自己的学习负责，而且要为其所在合作小组的同伴学习负责，使他们坚信他们是“荣辱与共”的，他们之间的关系是“我为人人，人人为我。”如教学《食盐在水里溶解了》一课时，要求每个学生都会正确运用过滤的方法过滤混合物。这就需要过滤操作中互相合作，才不会出错。在这个实验操作中，我们看到由于动手能力强的学生与动手能力弱的学生配合默契，实验做得相当成功。他们也获得了合作的乐趣，尝到了合作的甜头。

三、体验探究的过程

让学生经历研究式的认识过程，通过探究，让学生形成有关对象的基本概念，学会科学的探索方法，从中培养学生的科学素养与科学品质。这是我们实践此课题的一个核心。

1、探究从问题开始

“科学始于问题”。在小学科学教学中，教师完全可以引导学生像科学家那样从问题开始经历过程。当然不同于科学家的探究的是学生所碰到的大多数问题是人类实践中已经解决的问题，但对学生而言它们仍然是新的问题。一个人的知识生长过程是人类知识生长过程的缩影，学生的学习也从问题开始是培养学生科学素养的极好途径。

引发问题，可以在教师引导下，让学生通过观察某种现象发现问题，自己提出问题。以教学《压缩空气》一课为例。一上课，教师便出示一支空气枪，“啪”的一声子弹射了出去。“想玩吗？”“一边玩一边想有什么问题？”这样学生探究的兴趣一下子被激发起来，并且学生在兴致勃勃地玩空气枪的过程中发现了许多问题，因为一部分学生玩成功了（空气枪的子弹能射出去），而一部分学生没玩成功（空气枪的子弹不能射出去），这样学生就能提出自己发现的问题：“子弹为什么能射出去？”“子弹为什么不能射出去？”学生带着自己发现的问题，兴趣盎然地进入了下一步的探究活动。

引发问题的方法有多种多样，可根据学生不同年龄特征，采用不同的方法。可以是在教师的引导下，让学生通过观察某种现象发现问题，自己提出问题。也可以运用悬念、实验、故事、录像、描述、游戏等富有趣味性的教学手段；还可以教师提出具有启发性的问题。课堂教学中，“从问题开始”的具体方法是各种教学手段与发问主体的多种组合。“问题”为学生经历自行探究的过程打下了基础。

2、带着问题，大胆假设

恩格斯曾说过：只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假设。牛顿也曾说过：“没有大胆的假设就做不出伟大的发现”。“假设”作为科学认识过程序中的基本环节，在培养学生创造性思维，自行探究的学习过程中有着不可替代的作用。提出假设就为问题的解决搭起了从未知到已知的桥梁。当学生发现问题后，他们很想知道“为什么？”他们的脑海中即会出现一个个猜测性的答案。《压缩空气》一例中，学生的推测是，“可能与空气有关”、“与空气的多少有关”等等，这是学生理性思维能力的自发表现。这种理性思维能力是学生天然具备的，教师的功能只在于把它引领到了“假设”的水准上来。这就是通常说的“开慧”或“开智”。

因此，教师要鼓励学生大胆地作出假设。纵然孩子们提出的假设可能不够合理与深刻，但是这毕竟是孩子基于他们已有的认识与经验而对未知所做出的推测；同时，这也是从问题此岸过渡到答案彼岸的桥梁。即使孩子走了弯路，这种体验与经历也是难能可贵的，它促使孩子反思出错的原因，而探究学习中最主要的价值正在于其对孩子成长发展所起的作用。

3、让学生自己设计、操作实验，体验探究的过程

我们认为，实验的目的是培养学生尊重实践的科学品质。我们放手由学生自己设计实验并不在于要他们得出“科学的结果”，而在于让他们明了主观的假设最终是要由实践来检验的，从而培养他们尊重实践的科学品质。

首先，教师要鼓励学生大胆设计，尤其要表扬那些别出心裁、有独特创意的学生；也要鼓励那些学习有困难的学生，指导他们不断尝试。探究是面向全体的，探究的能力，不折不挠的态度以及创新精神都是要依赖于学生自己的实践才能逐步形成的。

其次，教师准备的实验材料要尽可能典型、丰富。当学生提出假设后，教师要向学生提供有结构的材料，以启发学生从多角度、多层面来思考实验的方法。同时，教师在观念上要坚持相信学生是有能力设计实验并对预想的假设予以证实、证伪的。

最后，还要保证学生实验探究的活动时间，使探究活动深入有效。

在上述前提下，便可引导学生设计实验，体验探究。学生的智慧之窗被打开以后，思维的泉流便奔涌而出。他们设计的实验方法可谓是五花八门、屈出不穷。例如《物体的热胀冷缩》一课中要证明：空气也有热胀冷缩的性质。学生设计出的实验方法有：①用塑料装满空气，封住口，放在热水里，看塑料袋会不会鼓起来；②把充气不足的皮球放在热水里，试一试它的弹力有没有变化；③往气球里吹气，扎住口，放在热水里看气球会不会有所变化；④把气球套在烧瓶口，给烧瓶加热，看气球会不会鼓起来；⑤将针筒的活塞拉到针筒的中间，封住针筒进气口，把针筒放在热水里，看活塞会不会弹上来等等。

由于实验是学生自己设计的，他们在动手操作实验时也特别认真。我们看到学生的思维十分活跃，神情也是十分地专注。经过这一阶段的探究，他们对自然事物的认识又向前推进了一步。

这里有必要要强调的是：要让学生有充分的时间进行探究。例如教学《压缩空气》一课，让学生通过玩注射器，（代替空气枪）来探究空气枪的秘密，解开“空气枪的子弹为什么能射出去？”这一问题。由于有足够的时间让学生自己探究，学生的玩法多种多样，并发现了其中不少的秘密。学生在交流中，争先恐后地说道：“堵住出口，推活塞，针筒里的空气被压扁了。”“堵住出口，推活塞，针筒里的空气被缩小了。”“用手堵住筒口，很难把活塞推下去，活塞自己会弹回来。”“压扁空气有弹性，会把活塞弹出来。”“压扁的空气会产生弹力，把活塞弹出来。”等等，学生的思维在飞跃。由于学生经历了探究的过程，并始终充当着探究的主体，因此，“压缩空气”这一概念，便不是教师灌输的，而是孩子们在探究的过程中自己领会、掌握的。学生通过自己的研究解决了空气枪的子弹为什么能射出去的原因，并分析了子弹为什么不能射出去的原因。

总之，在探究过程中，教师务必时刻提醒自己，避免越俎代庖。孩子很多的设计都是教师事先不曾料想的，虽然有些设计可能是不够严密，不够科学，但是也总比单纯的直接或间接的模仿要好。呵护孩子科学探究的兴趣与意识，培养孩子科学探究的能力，督促其从挫折中进行反思等才是探究性学习的价值所在。

值得一提的是，我们在介绍“自主――合作――探究”这一教学模式的时候，分别对自主、合作、探究作了详细的说明，但是在具体的操作中，自主、合作和探究这三者是互相联系的，很难截然分开，也没有生硬的先后之分。自主学习是形成探究学习的基础，是内部动力，合作学习是形成探究学习的重要条件，探究学习则是课堂教学的核心。

通三年的课题研究，取得了一定的成果。

一、学生的科学素养得到了提高

1、激发了学生的探究兴趣

“自主――合作――探究”充分体现了以学生为主体，教师为主导的课堂教学原则。在教学中，学生在积极主动参与探究的过程中获得知识，增强了能力。学生在学习中获得的一次次的成功，使他们兴高采烈，而这反过来又更激发了他们探究的兴趣，“要我学”的被动状态得到了根本的改变。下表是实验前后实验班学生与对比班学生在学习兴趣方面的无记名问卷调查，这一调查可以说明两者对学习的兴趣有着多大的差异。

表一：

2、提高了学生各方面的能力

随着课题研究的不断深入，实验班与对比班各方面的差异日趋明显。实验班学生发现问题提出问题的能力、设计实验的能力、实验操作能力、收集和整理实验现象的能力都明显高于对比班学生。

下列各表是实验班与对比班学生在实验前、中、后的实验操作考查情况统计。

表二 实验前测

表三 实验中测

表四 实验后测

从表二到表四可以看出，通过课题研究实验班学生的实验操作能力明显高于对比班。

学生的观察能力也得到了提高，如定海小学实验班与对比班对“观察一片树叶”所作的测试结果，很能说明问题。

表五 “观察一片树叶”测试情况

3、学生团队精神与合作探究能力得到提高

现代社会科技迅猛发展，它要求人们进行激烈竞争的同时，更需要人们进行广泛的合作。“自主――合作――探究”提倡的学习方式，正是为了让孩子们将来适应合作社会。“自主――合作――探究”教学方式中，小组的预期目标已经成为小组成员的共同追求，小组成员不仅要努力达到个人的目标，更要达到小组的目标。因此，小组成员之间必须相互了解，彼此信任，互相交流、帮助和支持，建立起一种融洽、友爱的伙伴关系。许多学生在与同伴的交往活动中，学会了如何有效地表达自己的观点，认真地倾听他人的意见，吸收同伴的智慧。团结、合作、互相尊重的优良风气的逐步形成，有力地促进了学生科学素养和科学品质的形成和提高。如：定海小学的《海岛放山羊饲养情况调查和分析》获省小学生科学创新一等奖，多篇科学小论文分别在省、市、区获一、二、三等奖。南海实验学校的《金塘螺杆调查》获省小学生科技创新三等奖、市一等奖；《厕所间节水管道设计》、《新型饮水机》获市小学生科技小发明一等奖。等等。

二、建立了新型的师生关系

现代教育心理学告诉我们，课堂教学中学生主体作用的发挥与课堂环境有着密切的关系，良好的课堂环境是良好的人际关系为基础和前提的。

前苏联著名教育家苏霍姆林斯基说：“对学生来说，最好的老师是在教学活动中忘记自己是教师，而把自己的学生视为朋友和志同道合的那种教师。”这是因为良好的课堂环境最能引发学生的学习热情，促使学生思维敏捷，易于点燃心智的火花和灵感。我们创建的小组合作探究形式使教师置于学生之中，在与学生讨论、交流中进行情感交流。“亲其师，信其道。”教师的亲近也引发着学生对科学课的兴趣和爱好。师生之间的关系因合作探究而变得更加和谐、友好。

三、教师的教学能力得到了提高

通过这几年的课题研究，教师逐步树立起新的教育理念，更新了教学方法。教师的教学能力有了不同程度的提高，一批又一批青年教师脱颖而出，成为本县（区）乃至本市的教学骨干，在各级各类评比、竞赛中频频获奖。这几年市里优质课一等奖的获得者，全部是课题组成员。在今年的市级论文评比中，一、二等奖获得者基本上是课题组成员。定海区的骨干教师队伍中有90％以上是课题组成员。

课题研究所积累的成功的经验，也为广大教师所欢迎。这使我市教师的整体教学水平得到了提高，对加快我市小学科学教师队伍的建设起到了切实的作用。

主要参考书目

1、顾明春《论波普尔的四段图式》社会科学辑刊 1998.4

2、《兰本达的探究――研讨教学法及其在中国》湖北辞书出版社 1995

3、《刘默耕小学自然课改革探索》湖北教育出版社 1998

4、顾明远、孟繁华《国际教育新理念》海南出版社 2001

5、张红霞《科学究竟是什么》教育科学出版社 2003.12

6、王坦《合作学习的理念与实施》中国人事出版社 2002.7

7、沈湘秦译《自主课堂》中国轻工业出版社 2001.7

8、罗星凯等译《探究――小学科学教学的思想、观点与策略》人民教育出版社 2003.4

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