小学高年级科学“问题链 + 小组合作”教学模式优化与学生探究能力提升研究

一、引言

《义务教育小学科学课程标准（2017 年版）》明确要求高年级学生 “能基于已有经验和观察提出可探究的科学问题，能运用多种方法收集和处理信息”，探究能力的培育质量直接关系科学核心素养的形成。小学高年级学生逻辑思维逐步发展，对自然现象的探究欲望强烈，但仍需结构化引导与协同支撑。当前科学教学存在突出困境：问题设计碎片化，缺乏探究导向；小组合作流于形式，难以形成有效互动；学生 “会操作、不会探究”，探究能力停留在机械实验层面。在核心素养导向下，探索 “问题链 + 小组合作”模式的优化策略与探究能力培育路径，对破解教学困境具有重要意义。基于此，本文展开针对性研究。

二、“问题链 + 小组合作” 模式与探究能力培育的内在逻辑

（一）适配逻辑：模式特性与探究规律的精准契合

该模式与探究能力培育的深度适配源于三重维度的契合。从探究本质看，科学探究需经历 “提出问题 — 作出假设 — 设计方案 — 实施探究— 得出结论” 的完整过程，问题链为探究提供逻辑主线，小组合作为探究提供实践支撑，二者形成 “问题引领 — 合作推进 — 能力生成” 的闭环；从学生特质看，高年级学生具备初步自主思考能力但深度不足，问题链可搭建思维阶梯，小组合作能实现优势互补，契合 “自主探究与协同发展” 的学习需求；从教学规律看，科学知识的构建依赖 “认知冲突 — 合作解疑— 共识生成” 的过程，该模式恰好承载这一教学逻辑，推动探究能力系统化发展。

（二）核心价值：从 “技能操作” 到 “素养培育” 的效能升级

该模式突破了传统科学教学的价值局限，实现 “知识传授 — 能力训练 — 思维培育” 的协同赋能。其核心价值体现在三方面：一是强化探究逻辑性，问题链按 “基础 — 核心 — 拓展” 梯度设计，引导学生从现象观察到本质探究，如围绕 “植物生长” 设计 “需要什么条件 — 条件如何影响生长 — 如何优化生长环境” 的问题序列，培育逻辑思维；二是提升探究实效性，小组合作通过角色分工（如记录员、操作员、汇报员）实现探究任务的高效推进，避免个体探究的片面化；三是培育核心素养，在问题解决与合作探究中渗透科学思维、探究能力与团队协作意识，契合新课标 “素养导向” 的教学要求。

三、“问题链 + 小组合作” 教学模式的优化设计路径

（一）问题链设计：“探究主线 + 思维梯度” 的逻辑建构

问题链是模式的核心，需构建 “情境 — 问题 — 思维” 的逻辑体系。在问题来源上，遵循 “生活化、探究性、适配性” 原则，从自然现象、生活实践、实验观察中提炼问题，如 “为什么冬天水管会冻裂”“怎样让太阳能小车跑得更快”，确保问题能激发探究欲望；在梯度设计上，按 “感知性问题 — 探究性问题 — 拓展性问题” 搭建阶梯：感知性问题聚焦现象描述，如 “冰块融化时有什么变化”；探究性问题侧重原因分析，如 “冰块融化速度与哪些因素有关”；拓展性问题指向应用创新，如 “如何利用融化原理保存食物”；在逻辑关联上，确保问题间形成 “递进或关联” 关系，如 “光的传播方向是什么 — 光会改变传播方向吗 — 什么情况下会改变”，引导探究层层深入。

（二）合作机制构建：“角色分工 + 任务协同” 的高效组织

合作机制是模式落地的关键，需搭建 “分工 — 协作 — 共进” 的实施体系。在分组策略上，采用 “异质分组” 原则，兼顾学生的探究能力、表达能力与动手能力，确保每组内优势互补；在角色设计上，设置 “动态化分工” 机制，核心角色包括 “问题引领者”（梳理探究方向）、“方案设计者”（规划探究步骤）、“实践操作者”（实施探究过程）、“成果总结者”（提炼探究结论），定期轮换角色以全面发展能力；在协作规则上，建立 “问题共研、任务共担、成果共享” 的机制，明确小组讨论流程（如 “轮流发言 —补充质疑 — 达成共识”）、任务推进节点与成果呈现标准，避免合作流于形式。

（三）实施流程优化：“问题引领 — 合作探究 — 成果深化” 的三阶推进

实施流程需突破 “问题提出 — 分组实验 — 汇报总结” 的固化模式，构建闭环式探究流程。第一阶段为 “问题启动与方案构建”，通过情境导入呈现核心问题链，小组围绕问题讨论并设计探究方案，明确分工与步骤；第二阶段为 “合作探究与问题解决”，小组按方案开展实验、观察、记录等活动，教师通过 “追问”“点拨” 完善问题链，如当探究受阻时补充 “操作步骤是否规范” 的引导性问题；第三阶段为 “成果梳理与拓展延伸”，小组整合探究数据形成结论，通过班级汇报交流不同观点，教师引导将结论与生活应用关联，如从 “电路探究” 延伸到 “家庭安全用电”，实现 “探究— 应用” 的价值升华。

四、探究能力提升的机制与保障策略

（一）能力提升机制：“思维激活 — 实践锤炼 — 迁移应用” 的递进逻辑

该模式通过三级机制推动探究能力螺旋上升。在思维激活阶段，问题链引发认知冲突，如 “为什么同体积的木块和铁块放入水中状态不同”，激发探究动机与思维活力；在实践锤炼阶段，小组合作中通过方案设计、实验操作、数据处理等环节，锤炼动手操作与问题解决能力，如围绕 “浮力大小” 问题开展实验探究，掌握控制变量法；在迁移应用阶段，拓展性问题引导将探究结论应用于新场景，如从 “杠杆原理探究” 迁移到 “简易工具制作”，实现探究能力的泛化与深化，契合能力发展规律。

（二）实践保障策略：从师资到资源的系统支撑

师资素养保障需提升教师 “问题设计、合作指导、探究引领” 能力，通过专题培训、教研研讨等形式，强化教师对问题链逻辑建构、小组合作冲突化解、探究过程调控的技巧；资源供给保障需构建 “素材库 + 工具包”体系，收录探究性问题案例、小组分工模板、探究活动方案等素材，配备标准化实验器材与生活化探究材料，为教学提供支撑；评价优化保障需构建 “过程 + 能力” 的多元评价体系，评价内容涵盖问题解决的逻辑性、合作参与的积极性、探究结论的科学性，评价方式采用 “教师评价 + 小组自评 + 同伴互评”，确保评价全面客观，推动模式高效落地。

五、结论

小学高年级科学 “问题链 + 小组合作” 教学模式的优化，核心在于以探究能力培育为目标，实现问题链的逻辑引领与小组合作的实践支撑的协同发力。这种模式既契合科学探究的本质规律，又适配高年级学生的认知与学习需求，为探究能力培育提供了科学路径。

通过问题链的梯度设计夯实思维基础、合作机制的优化提升探究实效、实施流程的闭环推进能力深化，可有效推动学生探究能力从 “基础操作”向 “深度探究” 进阶。师资、资源、评价三大保障策略为模式落地提供坚实支撑，避免形式化应用。未来可进一步融合数字化技术，如用虚拟实验平台拓展探究场景、用思维导图工具梳理问题逻辑，助力教学模式提质增效，为学生科学核心素养的终身发展奠定基础。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部。义务教育小学科学课程标准（2017 年版）[S]. 北京：北京师范大学出版社，2017.

[2] 路培琦。小学科学教学论 [M]. 北京：高等教育出版社，2020.

[3] 余文森。核心素养导向的课堂教学 [M]. 上海：上海教育出版社，2017.

[4] 崔鸿。小学科学课程与教学 [M]. 北京：高等教育出版社，2019.