全國中小學(xué)實驗教學(xué)說課活動小學(xué)科學(xué)案例分析

摘 要 以第4～9屆“全國中小學(xué)實驗教學(xué)說課活動”中各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）報送的532件小學(xué)科學(xué)作品為例，主要通過對其中符合《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2022年版）的420件作品進(jìn)行分類統(tǒng)計，分析該項活動中小學(xué)科學(xué)報送作品內(nèi)容的分布特點，對今后活動報送作品的選題內(nèi)容提出方向性的建議。

關(guān)鍵詞 實驗教學(xué)；實驗教學(xué)說課；小學(xué)科學(xué)；課程標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號：G623.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）19-00-06

0 引言

《教育部關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實驗教學(xué)的意見》指出：實驗教學(xué)是國家課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重要教學(xué)內(nèi)容，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑[1]。關(guān)于實驗教學(xué)的具身認(rèn)知理論和知行合一理念是認(rèn)知心理學(xué)領(lǐng)域的共識，它在培養(yǎng)個人科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)精神方面的有效性已被廣泛接受和實踐。

全國中小學(xué)實驗教學(xué)說課活動自2013年起已成功舉辦九屆，是全國中小學(xué)實驗教學(xué)領(lǐng)域的品牌活動。自2015年起，活動由教育部基礎(chǔ)教育司發(fā)文主辦，中國教育裝備行業(yè)協(xié)會負(fù)責(zé)具體實施。各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）每年報送15節(jié)實驗教學(xué)相關(guān)學(xué)科（包括但不限于小學(xué)科學(xué)、初高中物理/化學(xué)/生物）的優(yōu)秀說課案例，通過部級評審遴選出約150節(jié)最優(yōu)案例進(jìn)行現(xiàn)場展示及專家點評。

這九屆活動的作品質(zhì)量逐年提高。截至目前已經(jīng)積累了大量的優(yōu)秀報送作品。因小學(xué)科學(xué)教材版本較多，為了解報送作品的分布特點，筆者將水平較高的第4～9屆活動中各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）報送的小學(xué)組532件作品按報送時的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）概念點進(jìn)行初步歸類，再依目前實行的《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2022年版）的概念點進(jìn)行二次統(tǒng)計，以期為今后參與活動的教師和管理部門的負(fù)責(zé)人提供借鑒和參考。

注：后文中“課程標(biāo)準(zhǔn)”未說明的均指2022年版。

1 總體情況分析

1.1 知識領(lǐng)域分布情況

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）將小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容劃分為物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程四個領(lǐng)域，再從四個領(lǐng)域中選擇了適合小學(xué)生學(xué)習(xí)的18個主要概念[2]?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2022年版）設(shè)置了13個科學(xué)學(xué)科核心概念，以及物質(zhì)與能量、結(jié)構(gòu)與功能、系統(tǒng)與模型、穩(wěn)定與變化四個跨學(xué)科概念[3]，

雖未明確劃分領(lǐng)域，但13個學(xué)科核心概念依然呈現(xiàn)出相當(dāng)于2017版四個領(lǐng)域的排列方式。

各屆作品按《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）知識領(lǐng)域分布如圖1所示。物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域作品占據(jù)多數(shù)，技術(shù)與工程領(lǐng)域作品也是越來越多。這兩個領(lǐng)域作品數(shù)量合計占80%左右，是生命科學(xué)領(lǐng)域作品數(shù)的十幾倍。這可能與傳統(tǒng)上物理實驗創(chuàng)新先例較多、現(xiàn)象明顯、直觀的探究性較強(qiáng)有關(guān)。在一些自制教具、科技創(chuàng)新等賽事的作品中也存在類似現(xiàn)象。在課程標(biāo)準(zhǔn)中，生命科學(xué)領(lǐng)域加上天文地理類的核心概念數(shù)量與物理、工程類相當(dāng)，出于完善實驗教學(xué)體系、豐富實驗教學(xué)實施形式的目的，希望今后主辦單位能鼓勵教師多創(chuàng)作生命科學(xué)、天文地理類的實驗教學(xué)內(nèi)容。

1.2 年級分布情況

所有作品按《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2022年版）的建議年級劃分，1～2年級最少，僅有15件，3～4年級有175件，5～6年級有230件，另有112件原本在《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）中的內(nèi)容在《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2022年版）中被調(diào)到7～9年級或取消。與課程標(biāo)準(zhǔn)中學(xué)習(xí)內(nèi)容的分布比例相比（課程標(biāo)準(zhǔn)中低中高年級知識點數(shù)量比為20%∶44%∶36%），更顯得低年級實驗過于稀少。

參與活動的教師多以小學(xué)高年級甚至更高的水平為基礎(chǔ)設(shè)計實驗說課作品，可能與教師追求以增加思維量作為實驗創(chuàng)新的目標(biāo)之一有關(guān)，忽視了從降低學(xué)習(xí)難度的角度創(chuàng)新實驗教學(xué)。

總體而言，跨學(xué)科概念的作品逐漸涌現(xiàn)，但過多的作品集中在傳統(tǒng)物理領(lǐng)域，整體上對低年級實驗教學(xué)關(guān)注不夠。

2 知識點覆蓋情況分析

為更好地對今后參與活動的教師提供參考，筆者選取了符合課程標(biāo)準(zhǔn)小學(xué)學(xué)段的420件作品，統(tǒng)計了課程標(biāo)準(zhǔn)中各核心概念的作品數(shù)量，以及各個核心概念下作品數(shù)量占比和入圍現(xiàn)場展示作品數(shù)量的占比，詳見表1。

注：由于四舍五入的原因，可能會出現(xiàn)部分?jǐn)?shù)據(jù)分項相加之和與總數(shù)不一致的情況，下同。

可以明顯看到，即使核心概念三的知識點在所有學(xué)習(xí)內(nèi)容中占比較大（16.05%），報送作品中涉及此概念的作品還是達(dá)到了這個比例的近兩倍，涉及核心概念四的作品更是將近六倍于其知識點在課程標(biāo)準(zhǔn)中的占比。而涉及核心概念二、六、七、八、十一的作品件數(shù)合計不足3%，尤其“（七）生物與環(huán)境的相互關(guān)系”“（十一）人類活動與環(huán)境”，尚未有作品涉及。

從入圍展示率來看，地球與宇宙領(lǐng)域（核心概念九、十、十一）入圍率較高，延伸自傳統(tǒng)物理領(lǐng)域，但更早介入跨學(xué)科概念的核心概念十二、十三也獲得了更多入圍現(xiàn)場展示的機(jī)會，而涉及傳統(tǒng)物理領(lǐng)域（核心概念一、二、三、四）的作品入圍展示的難度明顯高于平均值。從選送作品關(guān)鍵詞上，同樣可看到大量重復(fù)的選題來自傳統(tǒng)物理領(lǐng)域（表2）?？梢灶A(yù)見，今后涉及這些實驗內(nèi)容的作品的創(chuàng)新壓力必將越來越高，與往屆作品雷同或相似的思路可能很難得到推薦。

課程標(biāo)準(zhǔn)將核心概念分解為47條學(xué)習(xí)內(nèi)容，再分年級提出了161條具體要求（知識點）。420件活動作品只涉及了小學(xué)階段47條學(xué)習(xí)內(nèi)容中的26條，尚有21條學(xué)習(xí)內(nèi)容的實驗教學(xué)創(chuàng)新無作品涉及，如表3所示。

這26條學(xué)習(xí)內(nèi)容有109個知識點，現(xiàn)有作品只涉及了其中的63個（見表4）。即使在傳統(tǒng)物理領(lǐng)域，也還有約1/3的知識點缺少作品。從知識點覆蓋率來看，歷屆活動作品覆蓋面不足一半，尚有大量的知識點有待發(fā)掘。作品數(shù)量為零的知識點詳見表5。雖然其中有部分知識點較難單獨形成實驗教學(xué)作品，但也有大量的知識點可供今后參與活動的教師挖掘，尤其值得關(guān)注的是相近知識點在較低年級段的教學(xué)要求。

3 學(xué)生必做實驗分析

課程標(biāo)準(zhǔn)在附錄4中給出小學(xué)階段78個學(xué)生必做探究實踐活動，分別是1～2年級13個、3～4年級31個、5～6年級34個，現(xiàn)有作品能夠?qū)?yīng)78個必做探究實踐活動中的51個，分別是低年級5個、中年級23個、高年級23個，如圖2所示。

尚未明確有作品關(guān)聯(lián)的27個必做探究實踐活動見表6，其中觀察類15個、探究類3個、測量類1個、制作類8個。比起不便設(shè)計實驗的知識點，必做實驗的教學(xué)創(chuàng)新更值得教師開發(fā)。

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2022年版）從課程理念上更強(qiáng)調(diào)真實情景與解決問題，重視知識與技能在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，核心概念和學(xué)習(xí)內(nèi)容條目都比《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）減少。以往很多“探究改變**的方法”“探究影響**的因素”“探索**的原因”“探究**與什么有關(guān)”的實驗內(nèi)容，在《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2022年版）中的描述變成了“觀察**現(xiàn)象”“觀察**的應(yīng)用”“制作一個**的簡易裝置/模型”。

為方便統(tǒng)計，將78個必做探究實踐活動分為觀察、探究、測量、制作四大類。實際上，所有的實踐活動都需要觀察、記錄，這樣的分類僅表示實驗側(cè)重點不同，不代表實踐活動行為的割裂。比如“觀測太陽高度”會歸類到觀察，而“測量物體的溫度”歸到測量類。

以課程標(biāo)準(zhǔn)中學(xué)生必做探究實踐活動的類型分布為基準(zhǔn)（見圖3），可以看到即使中高年級增加了探究類、制作類實踐活動，無論低中高年級，多數(shù)必做實驗的要求還是觀察，直到初中才以探究為主。例如，很多“探究電磁鐵磁力強(qiáng)弱的影響因素”的實驗說課作品按課程標(biāo)準(zhǔn)就屬于初中要求，5～6年級只要求“制作簡易電磁鐵、觀察現(xiàn)象、體會能量轉(zhuǎn)換”。觀察、探究、測量、制作四大類活動的比例大約為62%∶29%∶3%∶6%。課程標(biāo)準(zhǔn)對觀察能力的強(qiáng)調(diào)，是今后實驗說課活動一個創(chuàng)新方向。

同樣地，統(tǒng)計420項作品與必做探究實踐活動的關(guān)系（見表7）。高年級的作品對應(yīng)到必做探究實踐活動的比例較低，可能是非必做實驗可供教師創(chuàng)新的空間更大。然而必做實驗是實驗教學(xué)的基本要求，也是實驗教學(xué)的重點。

即使是對應(yīng)必做探究實踐活動的創(chuàng)新作品，也有近3/4體現(xiàn)深度探究，這雖然從另一方面支持了之前教師源于增加思維量而選擇高年級實驗的推測，但這些作品對應(yīng)的必做實驗在課程標(biāo)準(zhǔn)中的要求僅僅是觀察。也就是說，如何在課程標(biāo)準(zhǔn)的要求下凸顯探究性實驗中的觀察與記錄，需要教師多多思考。

4 問題與建議

4.1 作品分布不均衡的問題

如前述統(tǒng)計，可見第4～9屆作品在年級分布、知識領(lǐng)域分布、知識點分布、實驗類型分布上不均衡，簡單歸納有以下問題。

4.1.1 低年級作品偏少，實驗教學(xué)難度偏高

許多實驗說課作品在改進(jìn)、優(yōu)化教具、放大實驗現(xiàn)象或降低學(xué)生實驗難度的情況下，不是把節(jié)約出來的時間用于強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果，而是給學(xué)生提出更多、更高的要求，曲解了提高教學(xué)有效性的目的，導(dǎo)致實驗教學(xué)難度偏高，匹配到螺旋上升的學(xué)習(xí)內(nèi)容，中高年級的要求甚至超出小學(xué)學(xué)段的要求。

4.1.2 物理領(lǐng)域作品扎堆，生物領(lǐng)域作品偏少

出于說課展示的目的，教師可能會選擇實驗現(xiàn)象明顯、視覺效果好的實驗內(nèi)容，導(dǎo)致物理類作品偏多，生物類作品較少。所有作品只覆蓋了約1/3的知識點，哪怕物理領(lǐng)域的知識點也只覆蓋了大概2/3。一邊是許多知識點作品空缺，一邊是熱門實驗的創(chuàng)新壓力越來越大。

4.1.3 強(qiáng)調(diào)深度探究，忽視基本的觀察

實驗說課活動評價細(xì)則里多處提及實驗的創(chuàng)新性，小學(xué)科學(xué)課程理念也提出加強(qiáng)探究實踐?？梢钥吹皆S多作品中在課程標(biāo)準(zhǔn)中屬于觀察的實驗被設(shè)計以探究為主，可能是教師在設(shè)計實驗內(nèi)容時已經(jīng)完成了基本的測量和觀察技能教學(xué)，報送后續(xù)的探究環(huán)節(jié)參與活動，也可能是因為教師著力于通過改進(jìn)教具結(jié)構(gòu)、應(yīng)用新材料、融入新技術(shù)等直觀的措施來體現(xiàn)創(chuàng)新，把不斷深入探究當(dāng)作踐行課標(biāo)理念。然而科學(xué)實驗不僅需要探究思維和動手操作，也需要有序、準(zhǔn)確、系統(tǒng)、客觀的觀察。課堂教學(xué)時間有限，只有落實觀察能力的培養(yǎng)，才能有基于觀察的探究實踐和思維提升。

4.2 對參與活動教師和主辦方的建議

4.2.1 關(guān)注基礎(chǔ)實驗

建議教師充分辨析同一個大概念、同一個學(xué)習(xí)內(nèi)容在低中高年級的不同要求，關(guān)注每個學(xué)習(xí)內(nèi)容最基礎(chǔ)的內(nèi)容要求，設(shè)計基礎(chǔ)實驗的教學(xué)創(chuàng)新。比如：與其扎堆中年級的“空氣占據(jù)空間”，不如研究低年級的“認(rèn)識空氣”；扎堆高年級的“熱脹冷縮”，不如關(guān)注中年級的“正確使用溫度計”。

4.2.2 重視基本方法

建議教師充分理解課程標(biāo)準(zhǔn)對知識點、必做實驗的要求，立足學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，依據(jù)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵及學(xué)段特征，設(shè)計適宜的探究問題，重視觀察、測量、制作模型等基本的科學(xué)方法。

實驗教學(xué)并非只有探究性實驗一種，實驗創(chuàng)新也不局限于教具和技術(shù)創(chuàng)新，探索實驗教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)實驗教學(xué)方法、設(shè)計實驗教學(xué)評價，只要能獲得比傳統(tǒng)教學(xué)更科學(xué)、更高效的教學(xué)效果，都是很好的創(chuàng)新點。

4.2.3 均衡實驗選題

歷屆作品均有作品集出版，建議活動的主辦方和各地組織單位加大培訓(xùn)和推廣力度，參加活動的教師要多查閱，以免“重新發(fā)明輪子”。

各地組織單位可以鼓勵教師選擇無人參與的知識點創(chuàng)設(shè)實驗教學(xué)，也可以在保證質(zhì)量的前提下適當(dāng)傾斜選送生命科學(xué)領(lǐng)域、天文地理領(lǐng)域、跨學(xué)科概念類的作品。

活動的主辦方可以通過優(yōu)化創(chuàng)新性評價指標(biāo)，指定某知識領(lǐng)域的作品選送率、入圍現(xiàn)場展示率，或干脆設(shè)定年度主題領(lǐng)域等，逐步擴(kuò)大實驗教學(xué)說課內(nèi)容對課程標(biāo)準(zhǔn)知識點的覆蓋面，提升本活動平臺對全國科學(xué)教師的示范和引領(lǐng)作用。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 教育部關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實驗教學(xué)的意見[A/OL].（2019-11-29）[2023-11-23].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/s3321/201911/t20191128_409958.html.

[2] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2017.

[3] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.19.0