核心素養(yǎng)視域下小學(xué)科學(xué)分組實(shí)驗(yàn)探究

顧佳惠 （江蘇省昆山花橋國(guó)際商務(wù)城花溪小學(xué)）

新課標(biāo)明確指出，小學(xué)科學(xué)課程具備綜合性、實(shí)踐性等特征，教師需通過探究活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)能力及科學(xué)素養(yǎng)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)就是常用的探究活動(dòng)形式。現(xiàn)階段，科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的促進(jìn)作用已經(jīng)受到充分的重視，但一些教師長(zhǎng)期采用單一的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，如集體觀察類實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立探究類實(shí)驗(yàn)等，沒有在實(shí)驗(yàn)過程中積極引入小組合作，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果得不到進(jìn)一步提升。面對(duì)這種情況，小學(xué)科學(xué)教師要結(jié)合班級(jí)情況與實(shí)驗(yàn)主題，積極設(shè)計(jì)和應(yīng)用分組實(shí)驗(yàn)形式，引導(dǎo)小組學(xué)生相互協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，高效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰昂献饕庾R(shí)。

一、分組實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)中的重要作用

科學(xué)核心素養(yǎng)集中體現(xiàn)了科學(xué)學(xué)科的育人價(jià)值，明確了學(xué)生在科學(xué)課程學(xué)習(xí)中需形成的必備品格與關(guān)鍵能力，涵蓋科學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究以及科學(xué)態(tài)度等方面的內(nèi)容。第一，科學(xué)觀念?？茖W(xué)觀念指的是學(xué)生能夠在頭腦中提煉與升華科學(xué)概念、規(guī)律及原理，可以利用科學(xué)觀念對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行解釋以及對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行解決。由于在真實(shí)情境的問題解決中才能表現(xiàn)出核心素養(yǎng)，因此，教師既要引導(dǎo)學(xué)生深度理解科學(xué)觀念，又要讓學(xué)生在真實(shí)的情境中應(yīng)用這些觀念。第二，科學(xué)思維。科學(xué)思維涵蓋科學(xué)推理、質(zhì)疑創(chuàng)新、模型建構(gòu)等方面的內(nèi)容，要求教師在課堂教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生深入思考科學(xué)改變與科學(xué)表象，以簡(jiǎn)化、濃縮的方式對(duì)事物的實(shí)質(zhì)進(jìn)行探究，且提出相應(yīng)的猜測(cè)與設(shè)想，利用實(shí)驗(yàn)活動(dòng)驗(yàn)證猜想的準(zhǔn)確性。第三，科學(xué)探究?？茖W(xué)探究涵蓋提出問題、收集信息、制定計(jì)劃、遷移應(yīng)用等諸多方面的內(nèi)容，要求教師積極引入探究式學(xué)習(xí)等現(xiàn)代教學(xué)手段，讓學(xué)生依據(jù)相應(yīng)問題深入思考和探究，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神。第四，科學(xué)態(tài)度?？茖W(xué)態(tài)度要求教師培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、追求創(chuàng)新等態(tài)度品質(zhì)，嚴(yán)格遵循普遍接受的倫理道德規(guī)范開展科學(xué)研究或應(yīng)用科學(xué)成果。

分組實(shí)驗(yàn)相對(duì)較為靈活，能夠讓班級(jí)學(xué)生全部參與進(jìn)來，有助于改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，培育和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。第一，幫助學(xué)生深入理解科學(xué)概念，形成科學(xué)觀念。和傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)相比，分組實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃寣W(xué)生充分參與到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，幫助學(xué)生更加充分地理解所學(xué)知識(shí)與概念，產(chǎn)生更加深刻的體驗(yàn)與感受，進(jìn)而以感性認(rèn)識(shí)替換抽象知識(shí)，逐步形成科學(xué)觀念。第二，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力與思維能力。在傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，教師雖然引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)流程及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但一些學(xué)生不能夠集中注意力，或與教師的距離偏遠(yuǎn)，難以全面觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。而在分組實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较?，每一個(gè)學(xué)生都可以零距離接觸化學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過看、摸、聞、聽等方法全面了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這樣可促進(jìn)學(xué)生觀察能力的發(fā)展。同時(shí)，為讓學(xué)生準(zhǔn)確把握實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的重點(diǎn)，順利實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，教師往往會(huì)在分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中提出一些輔助性問題，學(xué)生依據(jù)已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)及與小組成員的討論，可對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、知識(shí)本質(zhì)等深入理解，由感性認(rèn)識(shí)逐步上升到理性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而有效發(fā)展學(xué)生的思維能力。第三，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力及科學(xué)態(tài)度。在分組實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生將會(huì)遇到各種各樣的問題，只有深入思考、相互協(xié)作，才能夠有效解決問題，順利完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，這樣能夠培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力。同時(shí)，小組各成員承擔(dān)著相應(yīng)的職責(zé)，如果某一成員在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)操作不規(guī)范等問題，將會(huì)嚴(yán)重影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，各個(gè)成員的責(zé)任意識(shí)、合作意識(shí)以及規(guī)范意識(shí)可以得到強(qiáng)化，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度及責(zé)任。

二、核心素養(yǎng)視域下小學(xué)科學(xué)分組實(shí)驗(yàn)的策略

（一）科學(xué)分組，合理分工

為順利開展小組分組實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮小組學(xué)習(xí)功能，科學(xué)教師要提前劃分小組，明確各個(gè)學(xué)生的分工。在分組過程中，需綜合評(píng)定學(xué)生的基礎(chǔ)水平與性格特征，一般遵循“異質(zhì)同組、組間同質(zhì)”的分組原則。具體來講，“異質(zhì)同組”指的是在同一小組中搭配不同水平及性格的學(xué)生，“組間同質(zhì)”指的是各組之間需具有均衡的實(shí)力。之后，教師引導(dǎo)各組學(xué)生合理劃分職責(zé)范圍，讓各成員皆參與到實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，切實(shí)提升實(shí)驗(yàn)效率。第一，科學(xué)分組。教師利用談話、課堂觀察等方式深入了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度以及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΓC合教師建議和學(xué)生意愿，科學(xué)劃分實(shí)驗(yàn)小組。通常情況下，每組成員數(shù)量控制在4～6 名，避免人數(shù)過多或過少。如果小組人數(shù)過多，一些學(xué)生將無法承擔(dān)重要的責(zé)任，導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與深度不足，影響到學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展。若小組人數(shù)過少，又難以有效推進(jìn)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。因此，教師要綜合考慮班級(jí)學(xué)生情況劃分小組，緊密結(jié)合班級(jí)教學(xué)、分組教學(xué)以及個(gè)別教學(xué)。第二，分工明確。如果小組成員不明確自身的職責(zé)，將容易出現(xiàn)推諉等情況，難以保證分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的有序進(jìn)行。因此，順利劃分小組后，教師要引導(dǎo)各個(gè)小組合理劃分成員職責(zé)，增強(qiáng)各個(gè)成員的責(zé)任意識(shí)。通常情況下，要依據(jù)組長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)員、記錄員、匯報(bào)員以及器材員等劃分小組成員的角色及分工。其中，組長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的實(shí)施，實(shí)驗(yàn)員負(fù)責(zé)依據(jù)提前制定的方案和計(jì)劃執(zhí)行各項(xiàng)操作，記錄員要對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象準(zhǔn)確記錄，匯報(bào)員要在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)結(jié)束后向全班同學(xué)匯報(bào)實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果，器材員負(fù)責(zé)對(duì)各類實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行領(lǐng)取、維護(hù)和上交。通過明確各成員的角色及任務(wù)，能夠保證實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的有序性。需特別注意的是，要引導(dǎo)小組成員定期輪換角色，以便提升學(xué)生多方面的能力。

（二）創(chuàng)設(shè)情境，提供材料

現(xiàn)階段，在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，很多教師向?qū)W生下發(fā)實(shí)驗(yàn)材料后，學(xué)生按照自己的意念和想法直接開展探究活動(dòng)，沒有認(rèn)真傾聽教師的講解，在活動(dòng)材料上投入全部的注意力，不能夠明確實(shí)驗(yàn)探究的目的。面對(duì)這種情況，教師要做好引導(dǎo)工作，讓學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拈_展分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，避免活動(dòng)過程與實(shí)驗(yàn)主題相偏離。第一，創(chuàng)設(shè)情境，引領(lǐng)發(fā)現(xiàn)。蘇霍姆林斯基認(rèn)為，每一個(gè)兒童都渴望自己時(shí)一個(gè)探索者與發(fā)現(xiàn)者。但一些科學(xué)教師往往依據(jù)提前制定好的實(shí)驗(yàn)方案組織開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，沒有關(guān)注學(xué)生的實(shí)際需要，單單讓依據(jù)固定的流程和步驟實(shí)施各項(xiàng)操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)生的主動(dòng)性遭到抑制。面對(duì)這種情況，科學(xué)教師要積極創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的探究意識(shí)。在具體實(shí)踐中，教師可創(chuàng)設(shè)與學(xué)生生活緊密相關(guān)的生動(dòng)情境，讓學(xué)生情境中發(fā)現(xiàn)問題，主動(dòng)開展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。例如，在學(xué)習(xí)“光的反射”知識(shí)時(shí)，教師可利用鏡子向室內(nèi)引入反射光，讓學(xué)生回顧現(xiàn)實(shí)生活中是否遇到此類現(xiàn)象。學(xué)生快速調(diào)動(dòng)腦海中存儲(chǔ)的生活經(jīng)驗(yàn)，紛紛提出了一些光反射事例。教師認(rèn)真聆聽過后，詢問學(xué)生此種現(xiàn)象的出現(xiàn)原因，這樣學(xué)生的求知欲可以得到有效調(diào)動(dòng)。第二，有序出示，吸引注意力。探究材料是分組實(shí)驗(yàn)順利開展的基礎(chǔ)，教師如果盲目地向?qū)W生一次性發(fā)放所有材料，學(xué)生的注意力將會(huì)被材料所吸引，導(dǎo)致學(xué)生容易忽視教師講解及探究目標(biāo)。因此，教師要科學(xué)控制材料的提供與發(fā)放，對(duì)材料的出示時(shí)機(jī)和順序準(zhǔn)確把握，以便讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中集中注意力，改善分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的實(shí)施效果。在學(xué)習(xí)“磁鐵”知識(shí)時(shí)，為幫助學(xué)生深入理解磁鐵的性質(zhì)，教師需向?qū)W生提供多種材料。為讓學(xué)生明確探究目標(biāo)，教師要向?qū)W生分類、有序地提供材料。在具體實(shí)施中，教師可以先引導(dǎo)各組學(xué)生利用大頭針、磁鐵以及大小鐵釘?shù)炔牧咸骄看盆F的磁性傳遞以及磁性強(qiáng)弱，再向?qū)W生提供磁鐵、懸浮塊、水槽等材料，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中探究磁鐵的指向性。待學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，教師再向?qū)W生提供兩塊磁鐵，讓學(xué)生探究磁鐵同極相斥、異極相吸的現(xiàn)象。需特別注意的是，每組學(xué)生完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后，教師要引導(dǎo)材料員及時(shí)收回材料，以便讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究上集中注意力，避免被學(xué)習(xí)材料所分散。

（三）有序推進(jìn)，規(guī)范操作

為保證分組實(shí)驗(yàn)的實(shí)施效果，科學(xué)教師要引導(dǎo)學(xué)生遵循“問題—猜想—驗(yàn)證—結(jié)論”這一流程，規(guī)范開展各項(xiàng)操作行為，認(rèn)真、詳細(xì)地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。第一，提問與猜想。教師結(jié)合實(shí)驗(yàn)主題與內(nèi)容，提出符合學(xué)生認(rèn)知能力的問題，可調(diào)動(dòng)學(xué)生的探究意識(shí)。之后，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系已有知識(shí)深入思考，與小組成員展開討論，提出相應(yīng)的猜想。需注意的是，教師要引導(dǎo)學(xué)生不能毫無根據(jù)地提出猜想，而是要認(rèn)真觀察、深入分析客觀事物的結(jié)構(gòu)與工作原理，再加上個(gè)人思考與小組討論，提出科學(xué)的質(zhì)疑和猜測(cè)。在學(xué)習(xí)“電磁鐵”知識(shí)時(shí)，教師先讓學(xué)生對(duì)電磁鐵的組成部分以及工作原理進(jìn)行觀察和思考，引導(dǎo)學(xué)生分析磁力大小的影響因素及內(nèi)在聯(lián)系，提出相應(yīng)的猜測(cè)。第二，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法。小學(xué)生不具備較高的認(rèn)知與豐富的經(jīng)驗(yàn)，如果讓學(xué)生盲目進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，將容易出現(xiàn)順序顛倒、少做漏做等情況，不但無法驗(yàn)證猜想的正確性，也無法培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維及探究能力。因此，開展實(shí)驗(yàn)之前，要引導(dǎo)學(xué)生采用小組討論的方式對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，明確實(shí)驗(yàn)操作流程及實(shí)施要點(diǎn)，以便保證實(shí)驗(yàn)探究的科學(xué)性與有序性。以“電磁鐵磁力大小”實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)生結(jié)合已有知識(shí)和思考，總結(jié)了鐵芯粗度、漆包線粗度、電池節(jié)數(shù)以及線圈圈數(shù)等四個(gè)影響因素，教師讓各組學(xué)生依據(jù)這些猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，引導(dǎo)學(xué)生采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行驗(yàn)證，在實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)變項(xiàng)與不變項(xiàng)進(jìn)行控制。同時(shí)，記錄員要采用表格等形式簡(jiǎn)潔明了地記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第三，親歷驗(yàn)證過程。確定實(shí)驗(yàn)方法后，教師要引導(dǎo)各小組依據(jù)制定好的方案與流程進(jìn)行實(shí)踐，讓每一個(gè)學(xué)生皆親歷驗(yàn)證過程，培養(yǎng)學(xué)生的操作能力及科學(xué)態(tài)度。在這一過程中，教師要做好引導(dǎo)工作，要求學(xué)生重復(fù)多次開展每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，這樣能夠獲取更加真實(shí)、可信的結(jié)論，形成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。完成實(shí)驗(yàn)后，各小組的匯報(bào)員展示小組研究成果，與其他小組交流、分享實(shí)驗(yàn)過程中獲得的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。

（四）調(diào)整角色，加強(qiáng)指導(dǎo)

為有效發(fā)展學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)，教師在分組實(shí)驗(yàn)過程中，要主動(dòng)轉(zhuǎn)變自身的角色定位，發(fā)揮好引導(dǎo)、指導(dǎo)等作用，避免用自己的經(jīng)驗(yàn)代替學(xué)生的思考過程。第一，尊重學(xué)生主體性。以往一些教師往往過于干涉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生的主體地位得不到體現(xiàn)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新意識(shí)。因此，教師要向各組學(xué)生提供充足的探究空間，鼓勵(lì)學(xué)生自主思考與解決實(shí)驗(yàn)中遇到的難題，允許學(xué)生按照自己的想法調(diào)整實(shí)驗(yàn)步驟與方法。在這種情況下，每一個(gè)學(xué)生都是實(shí)驗(yàn)探究的主體，逐步降低對(duì)教師的依賴，有助于激活學(xué)生的主觀能動(dòng)性。第二，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。小學(xué)生尚不具備成熟的思維和較高的探究能力，教師不能夠完全放任不管，而是在體現(xiàn)學(xué)生主體地位的基礎(chǔ)上，適時(shí)、靈活地給予指導(dǎo)，保證各組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)能夠順利推進(jìn)。一方面，教師要循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生輔導(dǎo)同伴、向同伴提問、傾聽討論等能力，引導(dǎo)學(xué)生與小組成員加強(qiáng)協(xié)作，明確團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力及協(xié)作水平。另一方面，教師要以合作者的身份參與到各組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，采用平等對(duì)話的方式與各組學(xué)生加強(qiáng)交流，了解各組的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度以及成員的真實(shí)狀態(tài)，引導(dǎo)各成員認(rèn)真履行自己的職責(zé)，以積極、主動(dòng)地態(tài)度參與到實(shí)驗(yàn)探究當(dāng)中，避免出現(xiàn)分心走神等問題。當(dāng)一些小組遇到難題時(shí)，教師先讓小組成員之間深入討論，交換各自的想法與建議。如果小組內(nèi)部無法解決，教師要采用啟發(fā)性提問等方式進(jìn)行指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決問題。

三、結(jié)語

綜上所述，分組實(shí)驗(yàn)具有較多的優(yōu)勢(shì)，能夠體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，幫助學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)探究過程，進(jìn)而培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。因此，小學(xué)科學(xué)教師要積極融合小組合作與實(shí)驗(yàn)探究，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中靈活運(yùn)用分組實(shí)驗(yàn)形式，引導(dǎo)各小組依據(jù)問題和猜想，科學(xué)制定與實(shí)施探究方案，切實(shí)提升學(xué)生的能力素養(yǎng)。