分组实验有效途径

孙富民

〔摘    要〕  科学素质是衡量学生核心素养的重要指标之一。小学科学教师要充分发挥科学课程促进核心素养落地的价值，就应从核心素养视角，探究小学科学分组实验的有效路径，使学生能够在自主、合作与探究实验中，激活自身的好奇心、想象力与探究欲，有效发展学生的科学知识、科学精神与科学探究能力。基于此，本文將在核心素养视域下，分析小学科学分组实验存在的主要问题，探究小学科学分组实验探究的有效路径，以期为分组实验教学的开展提供有价值的参考。

〔关键词〕  小学科学；分组实验；核心素养

〔中图分类号〕  G424                〔文献标识码〕  A         〔文章编号〕  1674-6317    （2024）  10    082-084

小学科学是一门以实验为基础的学科，而分组实验则是当前主流的合作学习方式，它能有效突出学生的主体地位，使学生的个体差异与多元需求得到关注，在发展不同层级学生的科学核心素养上具有显著的作用。但是，部分教师在组织小学科学分组实验中仍存在一定问题，学生难以高效完成科学知识的积累与迁移，在科学实验中呈现出消极被动、思维固化的状态，影响了小学科学课程育人价值的充分发挥，不利于学生核心素养的发展。

一、小学科学分组实验存在的问题

（一）实验方案不完善，科学实验系统性不强

健全、完善的实验方案能够为分组实验的有序高效开展提供指引与参考。但有部分教师不注重以核心素养为导向设计实验方案，呈现出实验目标模糊的问题，难以在目标指引下统筹实验内容、实验方法、实验流程以及实验评价，实验复杂化、浅层化、模式化，难以激活学生的科学思维，学生无法综合多元化知识与思维开展实验探究活动，影响了科学分组实验育人价值的充分发挥。

（二）实验资源单一，实验空间难以拓展

实验资源是学生开展科学探索活动的基础。为了保障分组实验探究成效，教师应加强科学实验资源的开发与利用，提升资源利用率，为分组科学实验的开展提供丰富且完整的资源保障。但有部分教师不注重现有资源、信息资源、生成性资源、生活化资源等资源的开发与应用，学生的科学实验主要局限在科学实验课堂，难以依赖多样化的实验资源构建科学实验与现实生活的联系，影响了分组实验的成效。

（三）评价模式滞后，教师引导作用发挥不足

教学评价具有引导、激励与总结的作用。但部分教师在开展分组实验教学中不注重应用教学评价对学生的知识、态度、方法、手段等进行干预，学生在分组实验中的自主性过强，出现了实验不够严谨、不够科学的问题，同时学生分组实验的问题与瓶颈也无法得到及时处理，学生在分组实验中很容易出现方向不明确、纪律性不强、严谨性不够等问题，影响了分组实验育人价值的充分发挥。

二、小学科学分组实验探究的有效途径

（一）以核心素养为导向，合理设计实验目标

具体、完善的实验方案能够为分组实验活动开展提供支撑与引导，提升实验的整体性、针对性与系统性，而实验目标在实验方案设计中又具有统整的作用。因此，教师应以核心素养为导向设置教学目标，切实为实验内容、实验材料、实验模式的设计提供有效参考。以“光的传播方向”的分组实验目标的设计为例。一方面，教师要突出核心素养导向，有效覆盖科学观念、科学思维、探究实践与态度责任几个层面。在科学观念上，教师要使学生在观察与对比中认识光，体会人与自然之间的关系，引导学生自觉运用科学观念解释自然现象与实际问题；在科学思维上，教师要引导学生在观察结果整合中掌握分析、解释自然现象的方式，切实把握分析综合、比较分类、归纳演绎等思维方法；在探究实践上，教师要引导学生围绕假设开展自主、合作与探究学习，切实掌握运用光知识处理实际问题的方法，并使学生能够准确表达观点，反思实验过程与结果；在态度责任上，教师要帮助学生在“光的传播”实验中形成科学态度与责任，促使学生养成严谨求实、追求创新、大胆质疑、善于合作、节约资源、保护环境等良好品质。另一方面，教师要根据学生层级进行教学目标的分层与细化，确保任务难度、任务数量能够与学生思维认知、意志品质、科学素养等状况相契合，以满足小组内不同层级学生的差异化学习的需要，提高教学目标的针对性与适宜性，促使学生在分组实验中得到全面而有个性的发展。

（二）创设具体实验情境，激活学生内在动能

小学阶段的学生活泼好动、自律性差，思维以直观形象模式为主，兴趣依旧是学生参与实验的重要驱动力。而分组实验是结合自主探究、交流研讨与分工合作的综合性教学模式，对学生的注意力、专注力均具有较高的要求，为了保障分组实验成效，教师应结合实验内容与学生实际，创设具体、生动的实验情境，引导学生构建科学实验与生活实际、已有知识的联系，切实激活学生实验参与的内在动能，为科学实验的高效开展奠定氛围基础。以“声音的强与弱”的分组实验的情境创设为例。“声音的强与弱”实验旨在使学生通过观察物体震动幅度的不同，体会声音的强弱，探究声音的强弱与什么有关。第一，教师可以利用多媒体设备分享趣味科学视频，通过生活现象再现，引导学生构建科学知识与现实生活的联系，通过视觉、听觉与思维等的全方位调动激活实验氛围，激发学生的实验探究兴趣；第二，教师可以依托具体问题导入构建问题情境，帮助学生以问题为导向构建知识体系，综合已知分析“声音强弱与什么有关”的实验问题，促使学生在问题情境中运用科学知识解释生活现象，有效调动学生的科学知识与思维，为实验活动的开展打好基础；第三，教师要设计趣味性探究小实验，让学生应用橡皮筋、钢尺和小鼓等生活化材料体会振幅与声音强弱的关系，促进学生用探究精神与实事求是的态度主动参与分组实验活动，保障分组实验的成效。

（三）组建实验小组，实现分层分类教学

小组是分组实验探究活动开展的组织形式。因此，为了确保分组实验育人成效的充分发挥，教师应按照组间同质、组内异质的原则构建实验小组，并根据组内成员差异设计层级性任务，实现科学分工，使学生在自主探究、交流协作与归纳总结的过程中得到科学核心素养的发展，确保不同层级学生的学习需要都能够得到满足。以“风的成因”科学实验探究的开展为例。“风的成因”实验旨在使学生应用模拟实验掌握并解释风的成因，使学生能够保持对自然的好奇心与探究兴趣，促使学生能够从不同角度思考、分析自然现象。教师在组织开展分组实验中，首先，应将学生划分为等实力小组，并根据组内成员在思维水平、认知能力、协作能力以及知识储备等方面的差异布置层级性实验任务，实现实验方案设计、实验材料准备、实验原理分析、实验现象观察记录、实验结果分析总结等工作的合理配置；其次，教师要指导学生参照实验方案进行分组实验，让学生综合运用蜡烛、打火枪、蚊香等材料探究风的成因，促使学生通过观察蜡烛与蚊香之间烟的流动方向思考风的成因，并进行实验结果的记录与汇报；最后，教师要让学生根据在分工、协作实验中搜集风的成因的相关证据，综合运用逻辑思维、抽象思維、概括思维以及创新性思维等科学思维方式，从空气流动现象中认识冷热是空气流动的重要原因，使学生在观点交流与研讨中生成分组实验成果，促进学生科学素养的发展。

（四）发掘实验资源，创新科学实验模式

实验资源能够为分组实验活动的高效开展提供支持与保障。教师在组织分组实验时，应促进信息资源、实验室资源、生活化资源等科学实验资源的开发与运用，推动科学实验模式的创新，使学生的科学实验活动能够突破科学实验课堂的限制，切实走进社会、家庭与自然，开展实验探究活动，广泛构建科学与生活的联系。以“观察一棵植物”的分组实验的实施为例。“观察一棵植物”旨在帮助学生充分认识植物的结构与特征，使学生能够在观察植物形态的过程中掌握运用科学语言描绘现象的方式，在日常生活中能够自觉节约资源、保护环境，从身边小事做起构建美好的生活环境。在实验实施上，第一，教师可以将菊花、茉莉花、月季花等盆栽带进课堂，让学生在课堂上开展观察实验，在教师的引导与激励下了解植物结构，在交流探索中交换观点；第二，教师要以班集体为单位带领学生走进植物园，并为不同小组提供差异化的观察任务，指导学生综合应用生物知识分析不同植物的特征，切实在组内与组间交流中体会科学实验的乐趣，发现不同植物的共性与个性，促进学生的多元化发展，充分发挥社会资源的育人价值；第三，教师还可以充分发挥家校协同育人的价值，让学生在家长的指导下进行家庭绿植的观察，充分利用课下时间边观察边记录，切实构建科学与生活的联系，引导学生主动应用科学观念、思维、知识与方法处理实际问题，保障分组实验成效。

（五）构建多元评价模式，加强过程组织引导

教学评价是小学科学分组实验的“指挥棒”。教师要保障分组实验的规范性、有序性与高效性，就应充分发挥教学评价引导、激励与总结的作用，将主体多元、内容丰富、形式多样的教学评价渗透到学生分组实验的各环节与各方面，使学生能够依托多元评价对自身的科学素养有更加客观、全面的认识，切实保障分组教学的成效。以“运动与摩擦”教学评价的设计与实施为例。“运动与摩擦”实验旨在让学生通过实验了解摩擦力的内在原理与应用空间，领悟摩擦力在生活中无处不在。首先，教师应以核心素养为导向设计评价标准，并紧扣实验内容与学生实际，以便根据学生在实验中表现出的知识、技能、态度、方法以及能力等，分析学生的科学学科素养的发展状况，为教学评价的开展提供一定参考；其次，教师应促进评价主体的多元化，使学生与教师能够在立体、互动的模式下展开实验评价，促进过程评价与结果评价的综合应用，让学生在自评与互评中对自身的学习理念与方法建立更加客观、真实的认识，并在交流研讨中健全完善知识体系，不断增强学生的科学素养；最后，还应充分发挥教师评价的引导与激励作用，强化引导式、鼓励式评价与个性化评价的应用，切实根据组内成员的差异选择适宜的评价方式，帮助学生树立科学实验的信心，引导学生感悟科学实验的乐趣，帮助学生自觉应用科学观念与方法解决实际问题。

三、结语

总而言之，在核心素养视域下对小学科学分组实验进行探究，具有积极的现实意义。教师要有效发展学生的科学知识、科学精神与科学探究能力，就要以核心素养为导向进行小学科学分组实验的系统规划与统筹设计，使学生能够在具体、生动的科学情境中对物理、化学、生物、天文等相关知识展开探究，引导学生借助分组实验初步从整体上认识自然世界，得到科学能力、科学素质的发展，为学生的终身学习与全面发展打好基础。

参考文献

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