探究科学实验小组的有效分组模式

刘桂芬

摘 要：随着实验室硬件的改善，科学老师提出用心经营科学科组的实验课堂，不满意目前的实验课堂状态，过于机械和随意。探究适合本校的实验有效模式，重点是针对实验小组的有效性。

关键词：科学实验有效分组

《初中化学新版课程标准解析与教学指导》关于如何开展科学探究活动是这样阐述：让学生有更多地机会主动地体验科学探究地过程，在知识的形成、相互联系和应用的过程中养成科学探究的态度，学习科学探究方法，在“做科学”的探究实践中培养学生的创新精神和实践能力。现代教育中的“科学”不只是静态的科学结论，而且包含动态的科学过程。所以，科学的本质是一种探究活动，它的本质特征就在于向未知发起挑战，利用人类的已知探究未知领域。科学是探究过程和只是结论的统一，学习科学的最有效方式就是“做科学” [1]。在我国传统的科学教育中 ，并没有十分明确地提出小组合作学习。这种状况由于新的科学教育标准的推出而有了改变[2] 。新的科学课程标准在其教学建议部分指出：“鼓励学生合作学习 ，利用协作性的小组形式开展探究活动 ，使每个人都能参与小组工作 ，使学生认识到小组的成员在探究活动中各有所长 ，其知识和技能可以互补 ，通过这种活动培养学生的协作精神” [2] 。

一、前期状况

1.科学实验小组概况

2015年之前，物理、化学、生物合并为一个学科，称为科学，一名老师任教。涉及的实验课，由于教师本身的专业限制，学校各科目实验室也未能完善，各种困难，导致学科学生实验开展不如人意。如笔者大学所学科目为化学教育，对化学专业知识较为熟悉，而物理生物的专业素养稍弱。学校物理化学生物各一个实验室。错开时间上课，勉强每个班都能到实验室上课。各个科目都有相应的课程标准要求的学生必做实验以及教师演示性实验。学生必做实验，一般是在实验室进行，笔者所进行的学生实验，更多的是完成任务性的操作，为了做这个实验而去做，对于学生实验的组织模式缺乏思考和实践。一般开展模式，都是把学生带到实验室，直接按照教室的前后座临时组建实验小组，或者随意座位临时组建实验小组。教师和学生的目的都直奔实验操作过程，而轻视实验结果的分析，对于学生实验的形成性评价更是少。这种实验组织模式，笔者认为是随意实验，机械组织。

2.随意组织实验的弊端

笔者认为前期的科学实验组织非常乱，纯碎是为了完成实验而去实验室。物理、化学、生物学科虽都归为自然科学，但各学科本身的学科素养，涉及的学生实验要求，操作规范等等完全不相同。若老师在引导过程没有注重组织的科学性，则难以培养学生的自然学科素养。同时，过于随意的实验组织对学生的学习兴趣打击较大，学生在实验过程中丝毫不能体验到合作、探究、交流、归纳，反思等等过程，整个过程没有自发的参与学习，更多的是被动参加，知识与能力的养成，无从评估，缺乏实验过程的合作、探究与交流，情感态度与价值观的养成这块基本空白。久而久之，没有挑战，没有目标，按部就班地完成，学生对所谓的学科实验自然失去兴趣。

二、分科教学后实验状况

分科教学后，学校实验硬件不断改善，教师对于组织学生实验的热情也空前高涨。对学生实验的关注度不断加强，居于生本教育的思想，无论是物理、化学、还是生物学科以及小学科学学科，都将实验活动过程，学生才是探究活动体验的主体这个位置摆正。只要明确是学生实验，各备课组基本都有策划，组织学生到实验室做实验。这个阶段，教师关注得更多的是保证学生能到实验室做实验以及教师自身对实验教学过程的设计，教学效果的提升。走进各班的实验课堂，有固定的实验小组人员的搭配。一搭配，一组合就是一个学期，也有一些班级的实验小组是跟班主任所安排的管理小组是一致的，没有任何改动，直接搬用。明显地，这个阶段，教师比较满足与实验条件的改善，还未开启对实验小组有效性的思考与探索。对于实验效果的评价也还没有系统的梳理，处在表面感知阶段。没有基于实验教学的特殊性，思考实验小组与班级管理小组的异同，针对性弱。

三、针对实验教学的分组模式

随着实验室硬件的改善，科学老师提出用心经营科学科组的实验课堂，不满意目前的实验课堂状态，过于机械和随意。探究适合本校的实验有效模式，重点是针对实验小组的有效性。经过两年的上课实践对比，笔者和同事们对实验课堂的分组有一些实践心得。

第一阶段：调查阶段

调查阶段主要是面对学生和教师。每一个年级学生展开关于“你心目中的实验课堂”的问卷调查，调查的目的是了解学生对实验课堂的想法，例如：你喜欢物理/化学/生物实验课吗？你喜欢现在的实验课堂吗？你喜欢实验课堂的原因是什么？你现在的实验课堂有分组吗？你喜欢你所在的实验小组吗？你喜欢跟什么样的人同个小组？在现在的小组你有明确的任务吗？对于小组分给你的任务，你积极完成吗？你对目前的实验课堂有什么建议？老师进入实验课堂并且随堂访谈相关的学生，内容主要是聊学生在实验课上的收获以及主观感受。针对教师的调查问卷，主要是了解教师现阶段对于实验课堂的整体看法，有无改进的想法与创新的做法，对实验小组的探索动机等等。例如：你满意你现在的实验课堂吗？你的实验课堂有小组合作学习吗？小组是怎么组合的？小组合作探究进行的效果好吗？你觉得可改进的点在哪里？

通过这种简单的调查问卷，了解学生对科学实验课堂的想法。问卷调查显示，45%的学生比较喜欢实验课堂，原因是实验课堂有动手操作的机会，还能展示个人的操作能力以及分享疑难点，35%的学生不喜欢实验课堂，原因是觉得不知道实验课堂要做什么，没机会操作，没什么可以分享，有20%的学生表示没什么感觉，跟平时上课没什么两样。结合平时与学生的谈话，了解到学生对实验课堂保持着高度的好奇心以及热情。通过调查问卷了解到老师们对于实验课堂有探究热情，有自己的想法，但无实际行动，小组普遍采用原来班级的管理小组，懒得改动。

基于对师生了解，本科组提出了“探究科学实验小组的有效分组模式”这个想法，计划通过采取平行班不同的分组模式上实验课，分析效果对比，寻找最适合科学实验课堂的分组模式。目前已经有大量研究针对实验小组的有效分组模式，例如小组的人数，大量的研究表明，比较适合的小组人数在4-6人之间，比较合理，能做到分工明确，活动有序[3]。在实验条件充足的情况下，根据实验难度情况，可以将小组人数做适当的调整。并不是所有的实验课堂都需要4-6人的分组，例如生物實验、一般的物理实验基本都是2-4人的小组结构比较适合，而化学实验小组，一般会需要4人。

1.物理学科：a、基本操作类实验，大部分这类实验对于学生的学科成绩或者实验过程设计要求较低，CCDD小组没有表现出明显的落后，小组内同等水平的四个人能参与到实验中去。b、测定性实验，要求学生掌握较牢固的相应章节知识，实验流程建立在对已学公式的充分理解上，对于实验过程有一定的设计能力，这类实验，AABB分组的参与程度和效果最佳，ABCD的次之，CCDD最差，学科成绩很大地影响了学生的实验设计能力。c、探究性实验，也是综合性比较强的一类实验。AABB在探究实验中优势最强，由于小组内成员的知识能力在相同或者邻近的梯度，A类学生对B类学生是一种刺激也是一种帮助，整个小组的研究氛围比较浓厚。ABCD小组的合作比较正常，基本都能参与进来，AB牵头，促使CD层的学生向前，经观察，如果实验性质较难，总有一个学生会游离于实验室之外，只能参与动手部分，而对于实验的总结则表现得比较困难。CCDD分组在探究性实验中表现得比较吃力，无法跟上同一个教学班级AABB的进度。

2.化学学科：化学实验的特点是综合性都比较强，气体制备类实验和粗盐提纯，学生往往都是已经学习了该类气体的制备原理的基础上，再去实验室进行模拟行操作，只要能按照要求使用实验器材，规范实验步骤，无论是哪种分组都能进行模拟实验。然而，实验的本身并非仅仅指的是动手能力，还包括对实验结果的总结和知识归纳。涉及到这部分内容，从递交上来的实验报告上可以看出CCDD小组的成员的作业质量较低，思路较混乱，ABCD中的CD层则表现得比CCDD的成员好，推测是ABCD小组中AB层次的学生影响了CD对于实验结果的总结，此时ABCD组则表现出较为明显的优势。

3.生物学科：生物学科的实验，相对于物理和化学来说，较为简单，基本都是模拟操作类，并且通过实验巩固某类已学知识，单从课堂积极参与人数和学生的反馈来说，ABCD的班级或者AABB/CCDD的班级效果相当。对于这类实验，CCDD小组的信心得到加强，而AABB小组的人员则显得人数闲余。

更多老师倾向于ABCD型分组，从以上数据可以看出，这确实是最折中的分组模式。在生物实验上或者在一些简单的物理化学实验上，建议给予CCDD类学生更多自主权，将主动思考、如何动手的权利交还这类学生，对这类学生的后续学习是一个很好的促动，相应地在此类实验中，AABB小组可以拆分为两个AB小组，特别是生物实验，这种程度的学生两个即可完成。可见，对于小组合作的人数，可以根据实际的实验难易程度而定。有些较为简单的物理和生物实验可以2-3个人协作完成，这样可以大大提高实验器材的利用率和学生的参与度，减少游离于队伍之外的学生人数。没有绝对合理的分组模式，任课老师需要根据自己对该教学班的总体了解，结合实验类型，以及了解学生对于实验分组的意愿，综合评价，做好实验分组。

参考文献

[1]任宝华.新版课程标准解析与教学指导：初中化学.[M].北京师范大学出版社，2012.

[2]王子苓.论科学教育中的小组合作学习的有效实施[J].合肥师范学院学报，2008，26（6）：88-90.

[3]姜方旺.合理分组的实践与思考[J].新課程·上旬，2011，33-34.