分組實驗有效途徑

孫富民

〔摘? ? 要〕? 科學素質是衡量學生核心素養的重要指標之一。小學科學教師要充分發揮科學課程促進核心素養落地的價值，就應從核心素養視角，探究小學科學分組實驗的有效路徑，使學生能夠在自主、合作與探究實驗中，激活自身的好奇心、想象力與探究欲，有效發展學生的科學知識、科學精神與科學探究能力。基于此，本文將在核心素養視域下，分析小學科學分組實驗存在的主要問題，探究小學科學分組實驗探究的有效路徑，以期為分組實驗教學的開展提供有價值的參考。

〔關鍵詞〕? 小學科學；分組實驗；核心素養

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 10? ? 082-084

小學科學是一門以實驗為基礎的學科，而分組實驗則是當前主流的合作學習方式，它能有效突出學生的主體地位，使學生的個體差異與多元需求得到關注，在發展不同層級學生的科學核心素養上具有顯著的作用。但是，部分教師在組織小學科學分組實驗中仍存在一定問題，學生難以高效完成科學知識的積累與遷移，在科學實驗中呈現出消極被動、思維固化的狀態，影響了小學科學課程育人價值的充分發揮，不利于學生核心素養的發展。

一、小學科學分組實驗存在的問題

（一）實驗方案不完善，科學實驗系統性不強

健全、完善的實驗方案能夠為分組實驗的有序高效開展提供指引與參考。但有部分教師不注重以核心素養為導向設計實驗方案，呈現出實驗目標模糊的問題，難以在目標指引下統籌實驗內容、實驗方法、實驗流程以及實驗評價，實驗復雜化、淺層化、模式化，難以激活學生的科學思維，學生無法綜合多元化知識與思維開展實驗探究活動，影響了科學分組實驗育人價值的充分發揮。

（二）實驗資源單一，實驗空間難以拓展

實驗資源是學生開展科學探索活動的基礎。為了保障分組實驗探究成效，教師應加強科學實驗資源的開發與利用，提升資源利用率，為分組科學實驗的開展提供豐富且完整的資源保障。但有部分教師不注重現有資源、信息資源、生成性資源、生活化資源等資源的開發與應用，學生的科學實驗主要局限在科學實驗課堂，難以依賴多樣化的實驗資源構建科學實驗與現實生活的聯系，影響了分組實驗的成效。

（三）評價模式滯后，教師引導作用發揮不足

教學評價具有引導、激勵與總結的作用。但部分教師在開展分組實驗教學中不注重應用教學評價對學生的知識、態度、方法、手段等進行干預，學生在分組實驗中的自主性過強，出現了實驗不夠嚴謹、不夠科學的問題，同時學生分組實驗的問題與瓶頸也無法得到及時處理，學生在分組實驗中很容易出現方向不明確、紀律性不強、嚴謹性不夠等問題，影響了分組實驗育人價值的充分發揮。

二、小學科學分組實驗探究的有效途徑

（一）以核心素養為導向，合理設計實驗目標

具體、完善的實驗方案能夠為分組實驗活動開展提供支撐與引導，提升實驗的整體性、針對性與系統性，而實驗目標在實驗方案設計中又具有統整的作用。因此，教師應以核心素養為導向設置教學目標，切實為實驗內容、實驗材料、實驗模式的設計提供有效參考。以“光的傳播方向”的分組實驗目標的設計為例。一方面，教師要突出核心素養導向，有效覆蓋科學觀念、科學思維、探究實踐與態度責任幾個層面。在科學觀念上，教師要使學生在觀察與對比中認識光，體會人與自然之間的關系，引導學生自覺運用科學觀念解釋自然現象與實際問題；在科學思維上，教師要引導學生在觀察結果整合中掌握分析、解釋自然現象的方式，切實把握分析綜合、比較分類、歸納演繹等思維方法；在探究實踐上，教師要引導學生圍繞假設開展自主、合作與探究學習，切實掌握運用光知識處理實際問題的方法，并使學生能夠準確表達觀點，反思實驗過程與結果；在態度責任上，教師要幫助學生在“光的傳播”實驗中形成科學態度與責任，促使學生養成嚴謹求實、追求創新、大膽質疑、善于合作、節約資源、保護環境等良好品質。另一方面，教師要根據學生層級進行教學目標的分層與細化，確保任務難度、任務數量能夠與學生思維認知、意志品質、科學素養等狀況相契合，以滿足小組內不同層級學生的差異化學習的需要，提高教學目標的針對性與適宜性，促使學生在分組實驗中得到全面而有個性的發展。

（二）創設具體實驗情境，激活學生內在動能

小學階段的學生活潑好動、自律性差，思維以直觀形象模式為主，興趣依舊是學生參與實驗的重要驅動力。而分組實驗是結合自主探究、交流研討與分工合作的綜合性教學模式，對學生的注意力、專注力均具有較高的要求，為了保障分組實驗成效，教師應結合實驗內容與學生實際，創設具體、生動的實驗情境，引導學生構建科學實驗與生活實際、已有知識的聯系，切實激活學生實驗參與的內在動能，為科學實驗的高效開展奠定氛圍基礎。以“聲音的強與弱”的分組實驗的情境創設為例。“聲音的強與弱”實驗旨在使學生通過觀察物體震動幅度的不同，體會聲音的強弱，探究聲音的強弱與什么有關。第一，教師可以利用多媒體設備分享趣味科學視頻，通過生活現象再現，引導學生構建科學知識與現實生活的聯系，通過視覺、聽覺與思維等的全方位調動激活實驗氛圍，激發學生的實驗探究興趣；第二，教師可以依托具體問題導入構建問題情境，幫助學生以問題為導向構建知識體系，綜合已知分析“聲音強弱與什么有關”的實驗問題，促使學生在問題情境中運用科學知識解釋生活現象，有效調動學生的科學知識與思維，為實驗活動的開展打好基礎；第三，教師要設計趣味性探究小實驗，讓學生應用橡皮筋、鋼尺和小鼓等生活化材料體會振幅與聲音強弱的關系，促進學生用探究精神與實事求是的態度主動參與分組實驗活動，保障分組實驗的成效。

（三）組建實驗小組，實現分層分類教學

小組是分組實驗探究活動開展的組織形式。因此，為了確保分組實驗育人成效的充分發揮，教師應按照組間同質、組內異質的原則構建實驗小組，并根據組內成員差異設計層級性任務，實現科學分工，使學生在自主探究、交流協作與歸納總結的過程中得到科學核心素養的發展，確保不同層級學生的學習需要都能夠得到滿足。以“風的成因”科學實驗探究的開展為例。“風的成因”實驗旨在使學生應用模擬實驗掌握并解釋風的成因，使學生能夠保持對自然的好奇心與探究興趣，促使學生能夠從不同角度思考、分析自然現象。教師在組織開展分組實驗中，首先，應將學生劃分為等實力小組，并根據組內成員在思維水平、認知能力、協作能力以及知識儲備等方面的差異布置層級性實驗任務，實現實驗方案設計、實驗材料準備、實驗原理分析、實驗現象觀察記錄、實驗結果分析總結等工作的合理配置；其次，教師要指導學生參照實驗方案進行分組實驗，讓學生綜合運用蠟燭、打火槍、蚊香等材料探究風的成因，促使學生通過觀察蠟燭與蚊香之間煙的流動方向思考風的成因，并進行實驗結果的記錄與匯報；最后，教師要讓學生根據在分工、協作實驗中搜集風的成因的相關證據，綜合運用邏輯思維、抽象思維、概括思維以及創新性思維等科學思維方式，從空氣流動現象中認識冷熱是空氣流動的重要原因，使學生在觀點交流與研討中生成分組實驗成果，促進學生科學素養的發展。

（四）發掘實驗資源，創新科學實驗模式

實驗資源能夠為分組實驗活動的高效開展提供支持與保障。教師在組織分組實驗時，應促進信息資源、實驗室資源、生活化資源等科學實驗資源的開發與運用，推動科學實驗模式的創新，使學生的科學實驗活動能夠突破科學實驗課堂的限制，切實走進社會、家庭與自然，開展實驗探究活動，廣泛構建科學與生活的聯系。以“觀察一棵植物”的分組實驗的實施為例?！坝^察一棵植物”旨在幫助學生充分認識植物的結構與特征，使學生能夠在觀察植物形態的過程中掌握運用科學語言描繪現象的方式，在日常生活中能夠自覺節約資源、保護環境，從身邊小事做起構建美好的生活環境。在實驗實施上，第一，教師可以將菊花、茉莉花、月季花等盆栽帶進課堂，讓學生在課堂上開展觀察實驗，在教師的引導與激勵下了解植物結構，在交流探索中交換觀點；第二，教師要以班集體為單位帶領學生走進植物園，并為不同小組提供差異化的觀察任務，指導學生綜合應用生物知識分析不同植物的特征，切實在組內與組間交流中體會科學實驗的樂趣，發現不同植物的共性與個性，促進學生的多元化發展，充分發揮社會資源的育人價值；第三，教師還可以充分發揮家校協同育人的價值，讓學生在家長的指導下進行家庭綠植的觀察，充分利用課下時間邊觀察邊記錄，切實構建科學與生活的聯系，引導學生主動應用科學觀念、思維、知識與方法處理實際問題，保障分組實驗成效。

（五）構建多元評價模式，加強過程組織引導

教學評價是小學科學分組實驗的“指揮棒”。教師要保障分組實驗的規范性、有序性與高效性，就應充分發揮教學評價引導、激勵與總結的作用，將主體多元、內容豐富、形式多樣的教學評價滲透到學生分組實驗的各環節與各方面，使學生能夠依托多元評價對自身的科學素養有更加客觀、全面的認識，切實保障分組教學的成效。以“運動與摩擦”教學評價的設計與實施為例。“運動與摩擦”實驗旨在讓學生通過實驗了解摩擦力的內在原理與應用空間，領悟摩擦力在生活中無處不在。首先，教師應以核心素養為導向設計評價標準，并緊扣實驗內容與學生實際，以便根據學生在實驗中表現出的知識、技能、態度、方法以及能力等，分析學生的科學學科素養的發展狀況，為教學評價的開展提供一定參考；其次，教師應促進評價主體的多元化，使學生與教師能夠在立體、互動的模式下展開實驗評價，促進過程評價與結果評價的綜合應用，讓學生在自評與互評中對自身的學習理念與方法建立更加客觀、真實的認識，并在交流研討中健全完善知識體系，不斷增強學生的科學素養；最后，還應充分發揮教師評價的引導與激勵作用，強化引導式、鼓勵式評價與個性化評價的應用，切實根據組內成員的差異選擇適宜的評價方式，幫助學生樹立科學實驗的信心，引導學生感悟科學實驗的樂趣，幫助學生自覺應用科學觀念與方法解決實際問題。

三、結語

總而言之，在核心素養視域下對小學科學分組實驗進行探究，具有積極的現實意義。教師要有效發展學生的科學知識、科學精神與科學探究能力，就要以核心素養為導向進行小學科學分組實驗的系統規劃與統籌設計，使學生能夠在具體、生動的科學情境中對物理、化學、生物、天文等相關知識展開探究，引導學生借助分組實驗初步從整體上認識自然世界，得到科學能力、科學素質的發展，為學生的終身學習與全面發展打好基礎。

參考文獻

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