科学总动员 共筑素养梦

摘要：利用家庭实验室的生活性、趣味性、灵活化等特点，探索优化学生、家庭、社区和学校共育环境的策略，搭建家庭实验室的推进、指导与交流平台，突出与情绪相关的实验内容选择，创新分段式实验指导，压紧科学知识与生活的联系程度，让学生能够进得来、迷得上、有收获，达到提升学生科学核心素养的目的。

关键词：共育 小学科学 家庭实验室

好的作业能够贯穿整个科学教学过程，深度切合教学的各个层面，从而客观地反映学生的学习情况，提高学生的科学学习能力。在淡化作业数量、提高作业质量的政策背景下，我们在创新家庭实验室的同时，通过挖掘作业实施中存在的困难节点，进行了家、校、社区共育背景下实验作业的创新实践，力求三者协同，创造和谐、主动、高效的科学作业模式。

一、家庭实验室的必要性

经过对比研究发现，作为乡镇小学，我校学生在知识的积累、现象的观察、问题提出的数量和质量、探究的科学性和持续时间等能力水平上都存在一定差距。科学素养水平尽管不是天生的，但在生活与课堂中被越拉越大，这就要求我们在兼顾课堂教学的同时，试着把科学学习延伸至学生的生活。

众所周知，科学课程的展开一般遵循创设情境—提出问题—猜想与猜测—实验（实验方案设计、实验操作、数据分析、得出结论）—知识拓展与延伸的路径。而在极短的课堂教学中会忽略部分学生意见、会简化实验流程、会压缩知识的拓展细节等。课堂教学形式在一定程度上也会破坏科学研究的正常流程、知识体系，损伤学生科学研究的积极性与自尊心。这些未完成的实验、欠缺的知识体系需要在课外组织完成。

家庭实验室是课堂教学的有效补充，更能引起学生的研究兴趣，具备研究更自由、研究时间更长的优势。此外，家庭实验室还为亲子活动增添了内容与形式，便于创设有利于科学学习的家庭氛围，提高社会的整体科学学习水平。

二、家庭实验室的实施要素

1. 任务驱动

秉承实践出真知的设计理念，在分析学生的基础与最近发展区的基础上选择适合学生研究的家庭实验项目。

（1）从课堂出发，巩固课堂知识 此类任务着重以学生的课堂学习内容为基础，适当设置巩固和延伸课堂学习的任务，形成课外学习与课堂学习的相互促进结构。①观察实践类，涉及种植饲养，如观察蚕宝宝（昆虫的发育过程）、金蝉脱壳（蝉蜕过程）、蝌蚪的成长（两栖动物的成长过程）、绿豆发芽（种子发芽过程与伴随的向性运动）、多肉植物的繁殖过程等；环境观察，如风（风力与风向）、温度变化、月相变化、星空变化、日影变化、污染问题等观察项目等。②资料收集类，如地震的成因、恐龙的灭绝原因、最新科学成就、什么是克隆等，需要教师与家长提供一部分资源，并与学生进行交流与分辨，防止伪科学的错误引导。③动手实验类，大致分为课本规定实验、相似实验和拓展实验。

（2）从兴趣出发，开展研究性学习 前述项目的研究方向与内容是教师下达的，学生只是带着现成的任务进行学习，忽视了学生科学学习的主体地位，弱化了他们主动发现问题的意识。为此，我们添加了学生无意中发现、主动思考、承载着学生个人关注点和兴趣点的主题进行补充，比如瓢虫都有几个星？蛹与蛾子有什么关系？我的鱼儿咋死了？薯片怎样才能碎得少等。

2. 家、校、社区的组织保障

（1）校内教研团队 以学校科学组为研究主力，负责项目的任务设计、推送资料的准备，并培训其他科学专业能力较强的社区教师。

（2）发挥地缘优势，打造学习浓厚氛围 ①将班级小组改为按学生居住地区（7 个小区）划分的小组。按学校科学专业技术能力较好的教师家庭住址就近进行分配，负责线上与线下社区内的沟通。②借助家长会开展家庭实验室动员，取得家长的理解与支持，同时结合个人喜好与素养等产生社区内的家长志愿者。③在社区内建立多个任务小组，由家长志愿者进行器材协调与活动组织，优秀学生牵头领导组内学生实验交流。

3. 帮助与激励机制

（1）社区就近互助 家庭实验室开展的困难主要集中在两个方面，一是仪器的准备，有些仪器超越了学生的准备能力，稍加家长的惰性，实验就注定失败；二是实验中的搁浅现象，在活动起始阶段，学生充满了激情与兴趣，而随着实验内容深度增加，困难增多了，兴趣转移了，实验室开放活动面临“中途搁浅”的可能。根据上述问题，我们在实验室运作中采用跟踪激励与帮助策略，借助互助提供实验器材与经验交流会等形式，提升社区内科学实验参与水平。

（2）晋升机制 孩子与成年人一样，要想持续进行实验活动就需要建立一套层次分明的鼓励机制。我们在家庭实验进展的不同阶段，设计不同的展示载体，持续激发学生的实验热情，如课堂交流会、班级展示墙、“科学之星”展示牌、主题活动等，引导实验研究展开、深化并指导跟进，促进学生有形研究成果的形成。在长时间的活动中设置“科学新人”“科学达人”“科学之星”“科学导师”系列机制，对应在社区群、社区宣传栏、学校展示栏、国旗下讲话进行宣传与激励。在这种潜移默化的学习氛围中，孩子们不仅分享了实验研究的魅力，还从他人的经验中获得了实验方法的指导。

（3）竞赛平台 只有让知识与能力深入学生的认知本体，渗透到学生的行为，才能真正成为学生创新与发展的基石。为此，我们不断拓宽“用”的渠道，聚焦科学研究能力的提升，创新科学节活动方式，通过“科学小博士”百科知识竞赛、“小小发明家”科学创新推介会、家庭实验室展示与现场比赛活动，遴选优秀作品参加各级科技创新大赛、创客节，促使学生的科学研究能力从不同层面得以发展与提高，让学生享受到成功的喜悦，更加积极地参与到实验过程中。

三、家庭实验室实施示例

1. 前期准备：教材梳理，统整课程资源

学期初，科学教师全面梳理青岛版小学科学教材与其他版本教材（提供实验项目补充），结合教材前伸和后延性活动，从教材拓展类实验入手，深入挖掘家庭实验室的课程资源，表1 列出了以青岛版小学科学3 年级上册教材为例的部分家庭实验项目。

2. 发送任务

家庭实验室活动的开展离不开家长的全力支持，但也不能把支持变为负担。为克服农村学校学生家长文化素质参差不齐的问题，确保活动顺利开展，鼓励家长积极参与活动，我们先后通过多种方式对家长进行信息交流平台使用培训，让家长成为学生开展家庭实验室实验的“第二导师”。

（1）纸制家校致函 文本式《家校通函》是我校在家庭实验室建设初期采取的加强家校沟通、增强教育合力的有力举措。每期家庭实验室活动，科学教师都会精心策划、制作、发放文本式《家校通函》，从实验地点选择、实验项目推介、实验材料准备、实验成果呈现4 个方面将该期家庭实验室活动的构想、方法及时传递给家长（主要为少量网络不畅通家庭），并针对实验中可能出现的困难与安全提出了建议，进行有针对性的活动指导。

（2）官网通函方式 突破时空限制，开辟家校结合的绿色通道“网上科学”，设立了“操作指南”“规定实验”“自主实验”“博览天下”“翻转课堂”“开放实验室”等栏目，依托网络积极营造研究氛围。

（3）分段视频指导 囿于学生及家长的理解差异、文本表述的不准确性，加之信息传递、视频制作的日益完善，我们用拍摄视频的方式，借助微信、钉钉等软件进行传播。可在实施过程中，发现学生因为通过视频已经了解了实验现象，从而对实验本身缺乏兴趣的问题，后续转为录一段前期实验，约1 周后，再投放完整视频的分段式指导策略。

（4）基于社区的指导方式 在新冠疫情爆发后，我们在网上学习、信息传达的过程中发现社区学习小组的学习效果明显，如果能够打破班级束缚，充分利用好地缘优势，利用社区的本校教师、家长志愿者将任务逐步分解，可以打造一个便于学生、家长交流的真实平台，形成一个积极的科学学习环境。

3. 材料准备

①社区教师指导家庭建立实验室，帮助他们制订相应的实验室规则，强调实验安全事项，建立实验时家长的陪伴制度。②自备材料阶段：学习前期视频，学生根据实验项目自主准备实验器材。③社区小组互助阶段：器材准备出现问题时，及时在社区小组中反映问题，社区内成员提供必要的建议或借用部分器材。

4. 进行实验

学生根据科学教师提供的视频进行实验，及时通过图片、视频或者口述等方式上传交流群。教师根据学生的实验现象找出问题，引导学生进行差异思考：“我的实验现象是这样，他的为什么是那样？”教师根据时机，向学生提供后续视频，帮助学生纠正实验细节，并引发学生对实验现象的思考。此时，最好的事情莫过于学生出现针对实验问题的争论了，在争论过程中，学生可以不断寻找支撑自己观点的证据。

5. 实验效果评价

按照实验条件、器材准备、实验效果、相关讨论、互助交流、现象解释进行评价。表2 为“瓶内吹气球”实验的评价细则示例。

四、家庭实验室取得的成效

1. 学生层面

（1）家庭实验成为学生学习的“兴奋剂” 曾经的课堂，教师讲实验，学生记下想象的实验现象，或通过观察教师的演示实验获取短暂停留在脑海中的操作和现象，或在教师的指导下完成课本上的验证性实验。但随时间的延续，这样的教学已不能激发学生的学习热情，逐渐失去对科学的好奇心。而家庭实验一定程度上改变了现状，增强了学生学习的趣味性和积极性。

（2）促使学生形成严谨的科学素养 家庭作为实验环境，淡化了压力，能充分发挥学生的想象力和主动性；另外抛开了教师的“狭小”范围，培养了学生实验的自主性，培养了学生的发现、探究、质疑的实验能力。大多数学生在实验操作中能得到较为客观的评价，在分享其他人实验成果的过程中不断弥补自己的不足，逐步形成科学探究的习惯和能力，养成了良好的科学素养。

（3）促生学生的科研成果 家庭实验室拓宽了学生的科学视野，也激发了学生的科学热情。尤其在科学创新大赛效果显著，连续3 年有学生获得省级一等奖，获得多项科技专利。

2. 家庭层面

自从成立了家庭实验室，一改家长以往围绕语、数、英展开辅导的老圈子，使家庭成为科普教育的基地，促使形成学习型家庭。记得有位家长说：“其实应该感谢家庭实验室，它让我对我家孩子更多了些佩服，也使我换了一个视角看待他！在科学学习上，我们都是‘在路上’”。

3. 教师层面

家庭实验室提高了教师的科研能力，在指导学生家庭实验、促进实验进行、激励学生实验方面积累了宝贵的经验，也使参与研究的教师初步探索了网络环境下进行科学素养培养的方法，初步建立了一套完整的长效机制。家庭实验室项目荣获山东省优秀课程资源一等奖，同时衍生出多篇获奖论文。

家庭实验室带动范围广，成效稳定，在一定程度上提升了学区范围内的科学学习氛围，既提高了亲子关系，又建构了科学知识，促进了科学思维的发展，提升了科学核心素养。

参考文献

[1] 张斌，杨俊．家庭实验室项目开发实施的实践探

索[J]．江苏教育研究，2014（34）．

[2] 陈林，陈磊．小学低段数学非书面作业的设计策

略[J]．教学与管理，2022（26）．

[3] 陈奕可， 陈耀． 为天地立心—— 家庭实验

室·“未来庭院”计划[J]．河北教育（综合版），

2022，60（06）．■