小班化背景下初中科学实验教学的实践研究

王璐

初中科学课程是一门综合性的学科，从内容划分上科学的课程内容分为“科学探究”“生命科学”“物质科学”“地球和宇宙”“科学、技术、社会、环境”【1】。其中科学探究作为一项重要内容而被提出是因为它是培养学生实践能力和创新思维的重要手段。科学探究的达成目标之一便是掌握观察、实验、收集处理信息的基本技能，因此科学实验的教学在初中科学中占有重要地位和作用。日常的教学过程中人数众多的“大班化”教学已经不能满足教师的教与学生学的需求，教师在“大班化“的教学中逐渐表现出关注面较小，不能让每一个学生都受到关注而个体关注不均衡，课堂时间的有限而不能够让每一个学生都参与课堂等问题。随着教学改革的推进小班化的教学优势逐渐显露，能够较好的解决大班教学过成中遇到的一些问题。

一、问题的提出

（一）大班化实验教学中的问题

教师在大班化的教学遇到了个体关注、实验操作量、交流的参与面等方面的问题，而在小班化的教学中这些问题就表现的不显著，因此通过研究发现大班化教学中遇到的这些问题归根结底是因为人数的问题而引发了许多的局限。

1.人数众多而个体关注度受到局限

科学课程的基本理念是要面向全體学生，立足学生发展培养科学探究精神，但大班化的教学中往往因为人数较多而在课堂上教师很难关注到每一个个体的情况。课堂上因为人数众多而教师容易只看到部分学生上课的状态而忽视了个体的情况。教师上课获取学生学习情况时会因为人数众多而样本采集不全面而忽视个体学生课堂知识掌握情况。

2.组数众多而实验操作量受到局限

科学探究的重中之重是实验设计与实施科学实验上，实验能力也是科学探究能力的主要能力之一，实验教学是要通过学生亲身体会，动手实验操作过才能够真正理解科学的本质知识。教师要创设尽可能多的机会让学生动手实验，而大班教育却因为人数众多，学生分组后也存在组数多而导致学生动手操作实验的机会和操作量受到局限。

3.基数庞大而交流参与面受到局限

实验从设计、动手实验到评价交流的每一个环节都对学生思维导图的提升起到重要作用，大班化教学往往学生个体没有更多的展示机会，这些环节的实施过程中仅个别少数学生参与。教学效果的达成对于参与的学生明显优于未参与的，造成参与面受局限的根本原因也正是基数庞大。

（二）小班化教学的优势

1.个体关注度高与参与面广

在以往的大班化教学中由于人数较多教师只能从面上关注个别学生，但是到了小班化的教学之后人数较少便是小班化教学与大班化教学明显的区别。小班化优势之一是班级人数较少，教师在小班化的班级上课就有更多的精力关注更多的个体学生。以往的课堂活动只能部分学生参与活动和展示，班级人数减少后学生分担的活动任务会数量和机会也随之增加，因此能够让更多的学生参与课堂的活动，教师可以更好的关注和获取学生课堂的学习情况。

2.实验操作量高与交流面广

科学实验的教学过程中学生动手实验是非常重要的环节，实验是培养学生的实践能力的重要方法，而大班化的教学中人数众多往往会引起学生动手实验的机会和实验操作量的减少。相反，小班化的教学在实验教学中优势就体现的更加明显，学生分组后可以由更多的机会和时间进行实验操作的练习，相比大班化的教学而言小班化的实验操作量有了大幅的提升。同样，对于小班化的实验教学中学生的交流面也较大班化教学有了更多的增加，学生获得了更多的机会进行交流和评价。

二、核心概念的界定

（一）小班化与小班化教学

1.小班化：“小班化”教学的概念目前主要是以班级人数的规模而定，通常是指班级学生人数较少的教学班。一般认为小班化主要指在学生数量一般控制在30人以下，班级的教学中更多的面向学生个体，围绕学生个体发展而开展教学活动的班级。

2.小班化教学：“小班化教学”指在小班化班级的基础上开张的教学活动。“小班化”的教学方式与传统的有所区别，利用“小班化”人数较少的特点可以更好地开展小组合作形式的教学或者分层教学的方式。但不管哪种教学模式，教师与学生的时间分配比在教学中是增加的，对于学生而言无疑是个巨大的优势，能体现小班化的有个特点。

（二）科学实验教学

科学实验教学指的是科学课堂中的实验教学。通常实验教学以如何上好实验课培养学生学科素养为中心内容，围绕实验开展教学设计，因此包括实验的设计、实验操作和实验的评价讨论等环节。实验教学注重实践的动手操作，通过借助仪器引导学生进行观察、测试和分析得出结论，在实验过程中培养学生设计实验方案、动手实验等能力，从而提高学生的素养。

三、小班化实验教学的模式

相比于大班化人数众多的教学，小班化的人数少、教师关注度高的优势就更加明显的体现出来，因此如何在课堂教学中最大化的发挥这一优势便是教学研究要面对和解决的主要问题。在小班化的一线教学中结合实验教学的特点总结了以下教学模式：

实验教学的起点要清楚教学目标，实验教学的目标设置和常态的教学目标设置类似，但是要在目标中对教学的预设有所体现。小班教学的环节实施是整节课的重点所在，包含了小组的合理搭配问题，组内方案的有效交流、组内互助实验操作、结果呈现与分享、思维碰撞素养提升等环节，而每一环节对前后又有直接的练习，可以理解为环环相扣、步步提升。教学的最后要进行合理的反思，反思小班教学中哪里没有很好的体现实验教学的特点和优势。

四、小班化实验教学模式的实践应用

（一）小班目标细致化，落实到点显成效

教学目标是整节课的引领，课堂内容的展开与实验是围绕教学目标而定，因此目标的设置对于课堂教学的达成与效果的显现起着至关重要的作用。实验课的教学目标与概念课的教学目标是不同的，实验注重技能的操练，因此实验的教学目标注重实验的操作过程和达成情况。一般通过教学目标以获知教学目标包括了动词和名词，比如了解结构、使用电表、练习测电阻等。而结合小班化的教学目标则应该更加具体细致，能具体的落实到每一个学生才可以显现小班教学的优势所在。因此通过一线教学实践归纳总结了小班化教学目标设置的框架，如下图所示：

在教材中《用电压表和电流表测导体电阻》的教学目标有三条，分别如下：

1.了解滑动变阻器的结构，初步学会滑动变阻器的使用方法。

2.学会正确使用电压表和电流表。

3.练习用电压表和电流表测电阻。

综合分析书本上的教学目标比较笼统，缺乏体现小班化教学目标的特点，基于以上的目标教师在实施小班教学的过程中会出现较为模糊的操作，因此基于小班教学目标设置框架可以将《用电压表和电流表测导体电阻》中的教学目标完善和更加接近小班化教学的需求。修改完善的教学目标如下所示：

1.以小组合作的形式观察滑动变阻器的结构，通过组内合作互相指认滑动变阻器结构的方式了解滑动变阻器的结构，以组内互助的形式分析滑动变阻器的工作原理达成初步学会滑动变阻器的使用方法。

2.通过小组内部交流和实际操作的方式学会正确使用电压表和电流表，达成能准确用电压表测导体的电压，用电流表测导体的电流。

3.以小组合作的形式熟练运用电压表和电流表，学会用电压表和电流表测导体的电阻。

通过以上的教学目标便可以知道在进行某一个环节的时候有了方法的指导，学生作为教学和学习的主体的明确能够更好的引领全课的进行。在教学目标中通过融入小班化的组织形式让教师知道要采用的有效形式是什么，融入认知行为动词就知道在指导学生学习的时候应该是怎样的一种状态和动作，能够在教学中更加细致的把目标落到实处，最后效果达成的评价就可以检验本节课是否达成学习的有效。

（二）小班教学清晰化，课堂流程逻辑性

实验教学的核心在于如何在课堂上实施，一个清晰的流程在教学中起到至关重要的作用，因此教师要在课堂内十分清晰教学过程到了哪一个环节，在哪一个环节需要做什么事情，为学生设置什么学习任务才能扎实的将知识落实到每一个学生，使学生的实验能力真正得到提升。通过参组内讨论方案、组间交流方案、组内互助实验和组间经验分享等环节使得每一个学生都能够有机会参与到课堂，使小班教学真正做到关注全体，聚焦个体发展。将《用电压表和电流表测导体的电阻》的教学实施环节以流程图的形式显现，将课堂核心环节的内容和问题更加清晰，使得实施过程更具逻辑性，起到更好的指导课堂教学的作用（图4），使课堂的每一步都能够扎实达到教学的预设。

（三）小班教学落实处，环环相扣显进阶

1.小班小组合理搭配，强弱均衡共同进步

（1）小班小组的强弱搭配的组织形式

小班的教学组织形式要从小组的设置开始，小组的分配对课堂教学起到促进作用，借助小班化人数少的优势小组形式的编排可以有更多的选择，比如以下在教学实践中常用的形式：

小组的形式选择通常以班级具体人数和实验教学的实际需求灵活选择，比如笔者现在任教的一个班级人数为28人，在进行《用电压表和电流表测导体电阻》教学时变采用第二种四人组的形式开展。这中形式既满足了实验器材准备和实验操作量的需求，同时全班的总组数为7组，在学生进行实验操作的过程中教师有足够的时间分配给各个小组，进行小组的巡视和指导可以更好的促进实验教学的教学成效。

（2）实验教学中小班小组的职责分配

根据实践发现小组合作的形式不流于形式的最好方法就是給各组员以职责，同时进行组内的评价，各组员各司其职并相互督促，促进了组内成员的共同进步达成均衡发展。以5人小组为例，满足小组分配强弱均衡性的要求时小组编排上设置1号位置为学习能力较强的学生为总指挥指导全组进行科学实验的设计、动手实验和结果分析。2号位置为基础中等的学生为副总指挥，负责实验过程的实验方案的设计和实验操作的指导。3号位置和4号位置为主要的工程师，负责整个实验的操作。5号位置为数据分析师，负责记录数据并分析得出实验结论。而四人小组则实验操作由3号和4号共同实施，同时4号兼任数据分析师的角色。

2.小班小组思维碰撞，交流共享完善方案

（1）任务驱动方案初形成，思维碰撞同进阶

①方案设计流程与思路

实验课的核心是通过实验解决一个问题，而问题的解决是基于一定的科学原理。测量导体的电阻是基于欧姆定律测电阻，因此教师引导学生从原理出发，推出计算的公式，并从公式中知道实验所需要测量的物理量有哪几个，接着根据所需要测量的物理量选择合适的测量工具，基于工具设计实验电路图，在根据实际情况和需求完善方案和电路图。具体流程可以由下图表示。

②任务布置与方案设计

教师提出实验设计任务：请从下列器材中选取合适的仪器设计方案测量一个未知电阻的阻值。仪器：一个电源、一个开关、一个电流表、一个电压表、一个滑动变阻器。

任务解决过程：小班化的小组成员少，小组成员有足够的时间与机会参与设计，表述自己的想法。小组内每个组员都有相应的职责与作用，小组内的学生在各组的总指挥指导下开始设计，把控设计思路。副总指挥为主要发言人进行交流设计方案，并且将方案以文字图像的样子呈现。教师在小组间巡视指导，并获取学生的设计意图，收集不同小组的成果后展示其中一个小组的方案设计（图8）。

设计意图：图的选择可以多样化，教师根据实际情况提供不同的图，可以使存在较多问题的图形请学生完善图形和方案，也可以提供较好的设计请学生分析哪里设计的较好。而本课教师采用的是选择不太完善的实验图，意图通过启发学生思考发现问题并解决问题。

③启迪思考与质疑反思

针对选择的小组设计方案和电路图教师启迪学生发现并指出方案和电路图存在的问题和不合理的地方。引发学生针对实验设计中的细节问题进行深入思考，以问题为载体促进学生在小组内开展有效的讨论，各小组在总指挥的带领下反馈了一些具有思考价值的问题，具体问题如下：

1.这组的设计方案能不能测出导体的电阻？如果能，怎么测？

2.通过一次实验测出的数据可靠吗？会存在哪些问题？

3.能不能实现多次测量的目的？怎么操作？

4.你如何能够实现多次测量对电路图如何改进？

（2）组间交流方案渐完整，共享结论同成长

问题讨论：基于各小组讨论提出的问题，小组成员在本组总指挥带领下对问题进行深入思考与讨论，重新改进电路图，并且将实验方案修改完善。小班化小组的课堂实施过程中要求每个组员必须发言，各组总指挥依次让每个组员进行观点陈述和想法交流。

获取改进方案：教师巡视各组的组内交流情况并收集完善后的实验电路图，通过同屏技术呈现两种电路图的方案，如下图所示。这两种方案有各自的优点，教师启迪学生就两种方

案进行讨论，分析各自的优缺点。

小组展示交流改进方案：学生以小组为单位分别展示各自组内成员对于其他组方案的评价，交流各组的想法及方案。有小组认为通过更换不同的电源从而实现多次测量的目的，也有小组认为实际操作过程中通过移动滑动变阻器从而实现多次测量更为方便。

讨论结果呈现：学生通过组内交流和组间分享最后得出从实验的实际需求和操作方便程度讲上述的两种改进方案又有以下的递进关系。

3.小班小组实验演练，组内互助提高素养

完整方案解读：教师呈现学生完善的实验方案，指明方案中的重点内容。进而解读任务下发给各小组的总指挥，由组内协调开始进一步解读和理解实验方案。小组内的副总指挥为小组成员解读实验的原理和步骤，各组员清晰实验的操作流程及操作要点。

实验操作：然后总指挥和副总指挥负责指导各组员进行动手实验，指出各组员操作中存在的问题并加以纠正。分析师记录数据并加以分析得出实验的初步结论。

4.小班小组经验分享，结果讨论达成共识

数据分析过程：各小组就实验得到的数据进行分析展示。小班小组给予组内成员充分的交流机会，组间的交流也大大增加。通过大屏幕的同屏展示，使数据的分享与交流更加的清晰与方便，各小组通过推荐组员进行小组间就数据的分析和处理进行交流，得到了数据的记录精确程度，误差分析等方法。

结果达成共识：实验的目的是通过利用电流表和电压表测量电阻，通过数据的分享及处理方法的选择最终得到了多次测量求出各次电阻的大小再就这些电阻的大小取平均值减小误差而计算得电阻的大小。

课后思考提升：如果不局限于上述实验器材，你能有其他的方法测量导体的电阻吗？请小组課后进行讨论并将结果形成一份完整的方案报告。

（四）小班实践常反思，改进细节促升华

小班化的教学以人数少为最大优势，在教学实践中能够充分利用这一优势是促进教学有效的重要方法，通过上述课例的实践总结反思小班教学的情况如下：

1.课前预设关注全体学生

小班化的教学要体现关注全体学生的发展，聚焦个体学生个性的成长。在实验教学中通过课前的预设为学生铺设好相应的讨论与思考的问题，关注全体学生对于实验的认识，包括实验原理、方案设计、实验操作及实验结果讨论等方。关注全体学生的发展要能够创设足够的问题讨论促使学生以小组讨论的形式开展。但是小组讨论在大班教学中也可以开展，为了更好的体现小班教学的优势，展现小班教学基于人数少的特点开展全员职责化的小组模式。每个组员有更加具体的职责与任务，从而促使各成员在讨论过程中都能够充分参与其中，尽可能的发表观点和看法，在讨论中促进思维的提升。

2.细节处理促进个体成长

小班化教学的学生主体更要体现的透彻，所以个体的个性成长也是课堂的重要关注点。通过组内兼顾强弱搭配促进个体成长和全体均衡化发展外还提供更多的机会使每个组员在相应的任务下能够得到发展。比如在小组任务的分配下就根据学生的学习能力强弱分配不同职责，学习能力强的学生担任总指挥，学习能力弱的学生担任工程师等职责更好的发展自我的短板。在讨论中尽可能使学生有发言的机会，有展示各自观点的平台，学生通过这些环节能够更加自信更好的在过程中成长。

五、结束语

小班化作为的课堂是实施实验教学绝佳的载体，是培养学生个性化的良好契机，因此在教学中要形成一定的模式指引学科开展小班化教学以达到教学的有效性。本文仅提供一种应用于科学实验教学的模式，并在实践教学中的应用为范例为一线教师提供参考，寄希望能够通过更多的实践提炼出更实用、实用更多教学内容的教学范式引领教学。

（作者单位：杭州市丁兰实验中学）