目前,随着经济进入全球化时代,各个国家为提高自身在国际经济中的竞争力,日趋重视在教育过程中培养学生的21世纪五大学习技能。问题解决是21世纪五大学习技能之一,并且是批判性思维和创新性技能的基础。尽管问题解决技能对学生而言非常重要,然而在以教师为中心的传统课堂教学中它难以得到培养。认知学徒制作为一种以学生为中心的教学策略已被证明能够有效训练学生的问题解决技能,并常被用于职业技术教育教学中,但在小学科学课教学中较少被应用。为培养科学课中小学生的问题解决技能,本研究将认知学徒制教学策略应用于小学科学教学中。教师先示范科学问题解决的实验过程,然后提出问题,让学生小组合作进行探究解决问题。在学生解决问题的过程中,教师提供脚手架帮助学生解决问题。问题解决后,让学生表达问题的解决过程及结果,将问题解决过程外显化并反思该过程。研究采用准实验研究方法在山东省聊城市某小学进行教学实践,选择了两个平行班作为对照组和实验组,并在一学期之内对实验组实施了认知学徒制教学策略的干预。在实验过程中使用黄茂在、陈文典两位学者制定的问题解决技能评价量表,分别对学生的问题解决技能水平进行了前测和后测。前测结果分析表明两个班级的学生在问题解决技能的三个维度均无差异。后测结果表明认知学徒制在提高学生的问题解决态度方面差异性不明显,在提高学生的问题解决方法和策略、问题解决品质方面有明显差异。经访谈发现,在认知学徒制视域下进行科学课教学,学生的语言表达水平明显提高,在实际情境中能够更灵活的运用知识。