注重理論與實踐相結合設計《形形色色的植物》實驗教學

〔摘" "要〕" 本文以《形形色色的植物》教學案例為切入點，探討了小學科學實驗課程在培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)中的實踐路徑。通過明確教學目標、優(yōu)化實驗設計和合理實施教學，案例有效提升了學生的科學探究能力、邏輯思維能力和合作能力，并激發(fā)了學生對科學探究的興趣和社會責任感。本研究為小學科學實驗教學提供了可操作的實踐范例，并為學科核心素養(yǎng)的有效落實提供了理論支撐與實踐參考。

〔關鍵詞〕" 小學科學；實驗；學科核心素養(yǎng)

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 08" " 094-096

學科核心素養(yǎng)是指學生在特定學科領域應具備的關鍵能力和必備品格。在科學教育中，核心素養(yǎng)主要包括科學探究能力、科學思維能力、科學態(tài)度與責任等方面。《義務教育科學課程標準（2022年版）》強調，科學課程應注重培養(yǎng)學生的探究精神和實踐能力，鼓勵學生通過實驗和探究活動，理解科學概念，掌握科學方法，形成科學思維。這對科學實驗教學提出了更高的要求，要求教師在教學設計中融入核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標，注重學生實踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。本文遵循“小切口深挖掘”的原則，以教科版六年級下冊科學課程中的《形形色色的植物》教學案例為切入點，深入探討在學科核心素養(yǎng)背景下，如何設計和實施科學實驗課程。通過具體的教學實踐，分析如何在實驗教學中有效培養(yǎng)學生的科學探究能力、思維能力和科學態(tài)度。

一、學科核心素養(yǎng)下小學科學實驗的教學目標

（一）學生科學探究能力的培養(yǎng)

科學探究能力是學生理解科學本質、掌握科學方法的核心能力。通過科學實驗，學生能夠在具體情境中主動提出問題，設計并實施實驗方案，從實驗中獲取數(shù)據(jù)并分析總結規(guī)律。例如，在《形形色色的植物》教學案例中，通過對植物子代與親代形態(tài)特征的觀察，學生需要提出有關遺傳和變異的假設，并通過實驗驗證這些假設。這種基于問題的學習過程，不僅激發(fā)了學生的好奇心，還提升了其探究能力，為后續(xù)學習奠定了堅實基礎。

（二）學生科學思維能力的鍛煉

科學思維能力是學生在科學學習過程中形成的邏輯推理、歸納分析和批判性思考能力。在實驗教學中，教師應通過設計結構化的任務，引導學生從觀察現(xiàn)象到抽象概念的思維遷移。例如，通過對植物遺傳和變異特征的歸納，學生需要分析形態(tài)變化的規(guī)律性并總結其科學意義。這一過程中，學生的邏輯推理能力和綜合判斷能力得到了有效鍛煉，為解決復雜問題提供了認知工具。

（三）學生科學態(tài)度與社會責任的樹立

科學實驗不僅是一種認知活動，更是培養(yǎng)學生科學態(tài)度和社會責任的重要平臺。在小組合作實驗中，通過明確分工與合作，如材料分發(fā)、實驗操作、數(shù)據(jù)記錄等角色的輪換，學生能夠感受到集體協(xié)作的重要性，從而增強合作意識。同時，通過實驗中獲得的成就感，學生逐步建立對科學探究的興趣和積極態(tài)度。此外，學生通過研究遺傳與變異等現(xiàn)象，能夠認識科學研究對社會發(fā)展的價值，從而激發(fā)其關注社會問題、運用科學知識解決實際問題的責任意識。

二、《形形色色的植物》實驗教學設計理念

（一）主題選擇的依據(jù)

在科學教學中，主題選擇是實現(xiàn)課程目標和核心素養(yǎng)培養(yǎng)的關鍵環(huán)節(jié)。《形形色色的植物》作為小學科學課程的重要內容，緊密契合課程標準的要求，適合學生的認知特點與生活經驗。通過觀察植物的形態(tài)特征，學生能夠直觀地感知遺傳與變異的現(xiàn)象，這一主題不僅貼近生活實際，還具有重要的科學教學價值。同時，遺傳與變異現(xiàn)象是生物學研究的核心概念之一，其科學性和趣味性能夠激發(fā)學生的好奇心和探究興趣，為實驗教學提供了良好的切入點。

（二）教學內容與學科核心素養(yǎng)的結合

教學內容的設計需要圍繞學科核心素養(yǎng)的目標展開，將科學探究能力、科學思維能力和科學態(tài)度的培養(yǎng)融入實驗環(huán)節(jié)。在《形形色色的植物》案例中，教師通過設計觀察與分析的任務，引導學生自主提出問題、規(guī)劃實驗步驟，并在實驗過程中記錄和分析數(shù)據(jù)，促進其深度思考與主動探究。任務驅動的教學模式能夠促使學生在完成具體任務的過程中形成科學思維，并在合作與討論中提升科學探究能力。同時，實驗環(huán)節(jié)的層層遞進能夠幫助學生在操作實踐中逐步掌握科學概念，真正實現(xiàn)學科核心素養(yǎng)的落地。

（三）因材施教與分組策略

為了照顧學生個體差異，實現(xiàn)教學的公平性與有效性，《形形色色的植物》實驗案例注重因材施教與科學分組。根據(jù)學生的認知能力和實踐水平，教師可以合理分配實驗任務，將能力較強和較弱的學生混合分組，以促進組內互助與協(xié)作。在任務分配上，教師可以根據(jù)實驗難度層層推進，例如讓能力較強的學生完成對植物特征更細致的記錄與分析，而能力較弱的學生則承擔較為基礎的實驗任務。通過分層合作，不同層次的學生都能在實驗中獲得成就感，并從中體驗到科學探究的樂趣。

三、《形形色色的植物》實驗教學設計實施

（一）課前準備

課前準備是實驗教學順利開展的基礎。在本案例中，首先需要明確實驗目標：通過觀察植物親代與子代的形態(tài)特征差異，理解遺傳與變異現(xiàn)象的基本規(guī)律。為實現(xiàn)這一目標，教師應提前準備多種植物的實物樣本（如豌豆、玉米等），或利用高清圖片、視頻等多媒體資源以彌補實物樣本的不足。同時，為保障實驗的科學性和操作性，可準備顯微鏡、放大鏡、觀察卡等工具，幫助學生更細致地記錄特征。此外，根據(jù)學生的能力水平，教師可將班級劃分為若干小組，并分配明確的角色，如材料分發(fā)員、記錄員和分析員等，確保每個學生在實驗中都有具體的參與任務。分組策略既能促進小組成員間的互助合作，也能為學生提供多樣化的實踐體驗。

（二）課堂教學環(huán)節(jié)

導入環(huán)節(jié)：創(chuàng)設情境。在導入階段，教師通過展示兩種外形差異明顯的植物（如豌豆種子顏色、玉米粒形狀等）提問：“為什么同一類植物會有這么大的差異？這些差異從何而來？”這一問題將學生的注意力迅速聚焦到實驗主題上。同時，教師可以補充生活中常見的實例（如不同品種的蘋果），幫助學生建立與生活經驗的關聯(lián)。通過情境創(chuàng)設，學生的學習興趣被充分激發(fā)，為后續(xù)實驗奠定良好的認知基礎。

實驗環(huán)節(jié)：逐步深入地實踐探索。實驗1：觀察植物形態(tài)特征。在教師指導下，每組學生選取預先準備好的植物樣本（如兩種不同顏色的豌豆或玉米），利用顯微鏡或放大鏡對植物親代和子代的外形特征進行觀察。每組成員通過觀察記錄植物的形狀、顏色、大小等特征，將數(shù)據(jù)整理后以表格或圖示的形式展示在觀察卡上。通過實際觀察，幫助學生直觀感知遺傳現(xiàn)象的存在，并初步認識到植物在親代與子代間特征傳遞的規(guī)律性。此環(huán)節(jié)還培養(yǎng)了學生的數(shù)據(jù)記錄和圖示表達能力。實驗2：總結遺傳與變異規(guī)律。在完成數(shù)據(jù)記錄后，學生以小組為單位展開分析和討論，嘗試歸納出遺傳與變異的基本規(guī)律。例如，通過對比不同植物樣本，學生可能會得出“子代繼承了親代的部分特征，但也存在一定差異”等結論。在此基礎上，教師引導學生進一步思考變異產生的原因，提出假設（如環(huán)境影響、突變等）。通過數(shù)據(jù)分析與小組討論，引導學生以科學思維方式解釋現(xiàn)象，初步建立遺傳與變異的概念框架。同時，這一過程能夠增強學生的邏輯推理能力和團隊合作意識。

討論總結環(huán)節(jié)。在各小組展示實驗結果后，教師結合學生的觀察與結論，進一步歸納遺傳與變異現(xiàn)象的科學意義。例如，通過解釋孟德爾遺傳定律的基礎原理，引導學生理解遺傳學在現(xiàn)代農業(yè)和生物技術中的實際應用。此外，教師可以補充植物育種和環(huán)境適應性研究的案例，幫助學生認識科學實驗對社會發(fā)展的價值。討論總結不僅深化了學生對實驗內容的理解，還為他們未來的科學探究提供了啟發(fā)。

（三）課后拓展

課后活動是課堂教學的重要延伸，旨在幫助學生鞏固和拓展所學內容。教師可布置學生在家庭或社區(qū)中觀察植物特征，例如比較家庭種植的蔬菜或花卉的遺傳變異現(xiàn)象，并用文字和圖片記錄觀察結果。此外，推薦學生閱讀相關科普讀物，如《奇妙的遺傳學》，進一步加深對遺傳與變異規(guī)律的理解。這些活動不僅增強了學生的自主探究能力，還將科學知識與日常生活緊密聯(lián)系起來，提升了學生的綜合素養(yǎng)。

四、《形形色色的植物》實驗教學效果分析

（一）學生核心素養(yǎng)的提升

通過《形形色色的植物》實驗案例，學生在探究能力、科學思維能力和合作能力等方面獲得了顯著提升。在探究能力方面，學生通過觀察、記錄和分析植物親代與子代的形態(tài)特征，逐步掌握了科學實驗的基本流程，包括提出問題、設計實驗和驗證假設。這種基于實踐的學習過程使學生的科學探究能力得到了有效鍛煉。在科學思維能力方面，學生通過歸納遺傳與變異規(guī)律，培養(yǎng)了從現(xiàn)象到本質的邏輯推理能力，以及基于數(shù)據(jù)進行分析和總結的能力。此外，小組合作的任務設置有效提升了學生的團隊協(xié)作能力，使其在討論和分工中體會到協(xié)作的重要性，進一步增強了溝通與協(xié)作能力的綜合發(fā)展。

（二）分組與分工對課堂效果的促進

合理的分組與科學的任務分工在課堂中發(fā)揮了積極作用。通過將不同能力層次的學生混合編組，教師有效縮小了學生間的學習差異，鼓勵了組內的互助合作。在任務分工方面，材料分發(fā)員、操作員和記錄員等具體角色的設定，使學生能夠明確自身職責，增強了課堂的秩序性和實驗的有效性。此外，角色輪換的方式確保了每個學生均能體驗不同的實驗環(huán)節(jié)，從而獲得全面的技能發(fā)展和深刻的實驗體驗。這種分工協(xié)作的模式，不僅提高了課堂效率，也極大提升了學生的參與感與成就感。

（三）學生科學態(tài)度的養(yǎng)成

實驗教學在激發(fā)學生科學興趣、樹立科學態(tài)度方面具有顯著成效。在《形形色色的植物》實驗過程中，學生通過對植物形態(tài)特征的觀察和分析，逐步形成了對自然現(xiàn)象的探索興趣和對科學知識的求知欲。實驗中明確的任務與清晰的目標，使學生在完成實驗任務時獲得了成就感，這種正向體驗進一步增強了其對科學探究的興趣。與此同時，小組討論與成果展示環(huán)節(jié)為學生提供了表達和分享科學見解的機會，幫助學生建立起自信心與責任意識。更重要的是，學生在實驗過程中體驗到科學探究的嚴謹性與創(chuàng)造性，逐步形成了尊重事實、追求真理的科學態(tài)度。

五、結語

《形形色色的植物》實驗案例以其科學性與教育性相結合的設計，不僅實現(xiàn)了對學科核心素養(yǎng)的全面培養(yǎng)，還為小學科學實驗課程提供了實踐借鑒。通過合理的主題設計、科學的分組策略和有效的課堂實施，學生在實驗過程中能夠從觀察中學習，從探究中思考，從合作中成長。這種注重理論與實踐相結合的教學模式，不僅提升了學生的科學素養(yǎng)，還激發(fā)了其探究自然的興趣與主動性。

參考文獻

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