“双主体·三阶八环” 小学科学分组实验教学策略初探

李其勇 郑书伟

《义务教育科学课程标准（2022年版）》指出：“科学课程旨在培养学生的科学素养，为学生的终身发展奠定基础。”小学科学中的分组实验教学是培养学生科学素养和实践能力的重要途径。为了更好地提升小学科学分组实验教学育人效果，笔者所在学校探索出符合学生科学素养发展的“双主体·三阶八环”分组实验教学策略。

教师不再是单纯的实验组织者，而是与学生一同设计实验、探索交流，与学生成为“双主体”的参与者，以此建构起学生综合发展的“三阶”递进发展模式，即模型构建、推理论证、创新思维，让学生的思维进阶呈现出可视化的效果。“八环”即通过将每个实验分解成八步实践操作，包括提出问题、作出假设、制定计划、搜集证据、处理信息、得出结论、表达交流、反思评价，培养学生科学分组实验的基本操作能力，进而提高科学实验效率和推理能力、创新思维能力。

一、“双主体·三阶八环”小学科学分组实验教学策略释义

“双主体·三阶八环”小学科学分组实验教学策略核心是教师与学生之间的共同参与与合作，“双主体”运行，完成小学阶段的分组实验探究。教师作为分组实验的引导者，与学生一同思考、实践、探究，教师依据13个学科核心概念、4个跨学科概念，梳理青岛版小学科学（六三制）1至6年级的全部学生分组实验，按照统一的格式：核心概念—实验目标—实验器材—实验假设—实验步骤—实验现象—实验结论—实验建议及应用—实验过程图片，编制《小学科学分组实验最优策略教学案例集》。教师依据组内异质、组间同质的原则，结合学生的学习水平、学习习惯、性格特点，将学生分成6个实验小组，组内学生各有实验活动分工，互助合作，共同探索，交流分享，促进学生思维的互补式全面发展。

每个小实验都遵循“八环”实验步骤。学生在参与实验设计、探究活动中，可以学会思考，不仅动手，还要动脑，学会用科学的方法设计、操作实验，学会用科学的思维方式分析和解决问题。

建构“三阶”能力提升。学生通过建立模型描述实验现象，并根据实验数据进行验证和修正。还能通过实验结果进行推理和分析，并进行论证。在实践中，学生持续挑战问题、构建假设，并不断尝试各种实验方案。

二、“双主体·三阶八环”在教学中的应用

在具体的学习活动中，学生按照“三阶八环”实践模式展开科学实验和推理活动。例如，在教授学生“观察植物生长的过程”相关内容时，对应“三阶八环”，教师可以进行如下实验步骤。

提出问题。提问“植物为何需要阳光？”引发学生对植物生长的好奇心。

作出假设。学生根据观察到的现象和已有的知识，提出假设：“植物需要阳光进行光合作用，以产生能量，促进生长。”

制定计划。学生设计了一个简单的实验方案，准备在阳光充足和阳光不充足两种条件下种植相同种类的植物，并比较它们的生长情况。

搜集证据。学生按照实验方案，种植两组相同的植物，并定期进行观察和测量，记录植物的生长情况，如叶片颜色、数量，植株高度等。

处理信息。学生对实验数据进行整理和分析，发现在阳光充足的条件下，植物生长更加茂盛，叶片绿色更浓，数量多，植株高度明显超过对照组;而在阳光不足的条件下，植物生长缓慢，叶片颜色变得苍白，数量渐少。

得出结论。根据实验结果，学生得出结论：阳光是植物生长所必需的条件，阳光充足可以促进植物的生长。

表达交流。学生将实验结果通过口头交流、书面记录数据展示的形式进行了表达，展示了实验过程和结论，并分享了自己的实验经验。

反思评价。学生对实验过程和结果进行评价和反思，总结经验教训，如在实验中要注意控制其他因素的影响，以及实验设计的合理性等。

在整个实践过程中，教师和学生双主体共同发挥作用，通过完成“八环”，提升学生在三个思维层次的能力进阶。学生不仅提升了观察和测量能力及模型构建、推理论证、创新思维的能力，还积累了植物生长的数据，理解植物生长的原理，为今后的科学学习打下了坚实的基础。

综上所述，“双主体·三阶八环”分组实验教学策略为小学科学教学带来了新的思路和方法，促进了学生主动学习和深度思考，有助于提高学生的科学素养和实践能力。但是，在实践过程中也面临着一些挑战和问题，如学生在实验设计和数据分析方面可能存在困难，需要教师提供更多的指导和支持。此外，学校教学资源和实验设备的限制也可能影响到实验教学的质量和效果。因此，未来学校可以进一步完善教学资源和实验设备，采取更优化措施。教师需要不断提升自己的教学能力和科学素养，提高实验教学的质量和水平，促进学生全面发展。

总之，通过“双主体·三阶八环”分组实验教学策略的初步探索，可以为小学科学教育的改革和发展提供一些新的思路和方法。希望在未来的实践中，能够为小学生的科学创新思维培养做出更大的贡献。

本文系山东省教育发展研究微课题《基于科学思维力培养的乡村小学分组实验教学策略研究》（课题批准号：FJ298）的阶段性研究成果。（课题主持人：李其勇）

（作者单位：临清市烟店镇联校）