“五維聯(lián)動”提質(zhì)增效

〔摘" "要〕" 小學(xué)科學(xué)課程是一門體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的綜合性課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。有效推進科學(xué)實驗教學(xué)，是激發(fā)學(xué)生科學(xué)興趣、提升學(xué)生動手能力和培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要手段。本文基于科學(xué)素養(yǎng)培育視角，首先闡述了小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的意義及特點，指出了實驗教學(xué)的重要性。其次，從教師因素、學(xué)生因素和其他因素發(fā)現(xiàn)影響小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)高效開展的問題。最后，提出“五維聯(lián)動”提質(zhì)增效策略體系，助力小學(xué)科學(xué)教育實現(xiàn)質(zhì)效的雙重提升，在教育“雙減”中切實做好科學(xué)教育加法。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；實驗教學(xué)；提質(zhì)增效；科學(xué)素養(yǎng)

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標(biāo)識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）19" " 0073-03

小學(xué)科學(xué)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，實驗教學(xué)則是實現(xiàn)這一目標(biāo)的重要手段?！督逃康仁瞬块T關(guān)于加強新時代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》明確指出，要深化實驗教學(xué)改革，提升實驗教學(xué)質(zhì)量。通過實驗，學(xué)生能夠?qū)⒊橄蟮目茖W(xué)知識具象化，在親身體驗中理解科學(xué)原理，掌握科學(xué)方法，激發(fā)對科學(xué)的興趣與探索的欲望。然而，當(dāng)下小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)在實施過程中仍面臨諸多挑戰(zhàn)，制約了實驗教學(xué)功能的充分發(fā)揮。因此，積極探索高效的實驗教學(xué)實踐策略是一項重大且刻不容緩的任務(wù)。

一、實驗教學(xué)的意義及特點

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）指出，要重視實驗教學(xué)，努力創(chuàng)設(shè)適宜的學(xué)習(xí)環(huán)境，促進學(xué)生積極參與、主動探究，引導(dǎo)學(xué)生做好每一個實驗。因此，推進小學(xué)科學(xué)課堂實驗教學(xué)的高效開展，對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主動性、提升學(xué)生的動手實踐能力以及培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)顯得尤為重要。

（一）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣

認知心理學(xué)研究表明，小學(xué)生的有效注意力僅15～20分鐘，但對感興趣的內(nèi)容專注時長可延長至40分鐘以上。在學(xué)習(xí)教科版科學(xué)六年級下冊《廚房里的物質(zhì)與變化》一課時，教師由“無字天書”的情境引入，提前用淀粉在白紙上寫字晾干。課堂上，教師指出不用筆就能讓白紙顯字。隨后將碘酒噴在白紙上，字立刻顯現(xiàn)。學(xué)生對此產(chǎn)生強烈的好奇：“為什么會產(chǎn)生這樣的變化？”教師順勢引出課題。這一教學(xué)過程充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）提升學(xué)生的動手實踐能力

奧蘇貝爾的有意義學(xué)習(xí)理論認為，教師要在教學(xué)中提出新的元素，在學(xué)生將其與認知結(jié)構(gòu)中已有的知識基礎(chǔ)進行遷移的過程中，逐步納入新的元素。在科學(xué)課堂上，意味著小學(xué)生通過活動、問題或模型來擴展他們的認知。例如，在教學(xué)教科版科學(xué)四年級下冊《種子的傳播》一課時，學(xué)生通過觀察鳳仙花等典型種子的傳播方式，進而制作種子的模型，在有意義的學(xué)習(xí)過程中，提升他們的動手實踐能力，最終建立結(jié)構(gòu)與功能的跨學(xué)科概念。

（三）培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)

《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，義務(wù)教育階段科學(xué)課程應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的探究實踐、科學(xué)思維和態(tài)度責(zé)任等科學(xué)素養(yǎng)，實驗正是實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效方法。例如，在教學(xué)教科版科學(xué)四年級下冊《里面是怎樣連接的》一課時，教師引導(dǎo)學(xué)生推測暗盒可能的連接方式，并相機與數(shù)學(xué)中學(xué)過的枚舉問題聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生按照順序，不重復(fù)、不遺漏地進行檢測，落實學(xué)生思維能力以及科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。

二、影響實驗教學(xué)高效開展的因素

（一）教師因素

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，部分教師重視理論，卻輕視實驗教學(xué)的重要性，造成學(xué)生在整個課堂學(xué)習(xí)中一知半解。一些教師課前準(zhǔn)備不足，如未進行預(yù)實驗、實驗設(shè)計不完善等，導(dǎo)致實驗效果不好。還有些教師評價方式單一，多元化的評價方式無法落實到位，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的積極性欠佳。

（二）學(xué)生因素

在核心素養(yǎng)理念指導(dǎo)下，小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)雖然開始重視學(xué)生主觀能動性的發(fā)揮，但往往部分學(xué)生自制力不足，未聽清實驗要求就急于操作，導(dǎo)致實驗低效甚至無效。有的學(xué)生未養(yǎng)成動手記錄實驗現(xiàn)象的習(xí)慣，收集與整理信息的能力薄弱，造成科學(xué)課常常表面熱烈，但學(xué)生只是簡單地操作和模仿，實驗操作與思維活動之間缺乏有機聯(lián)系。

（三）其他因素

隨著時代的發(fā)展，教學(xué)方法、手段不斷更新。受“大班額”等因素的影響，探究式教學(xué)無法真正有效開展；學(xué)校實驗室、功能室等基礎(chǔ)設(shè)施較為缺乏，實驗設(shè)備配套不全，有些課程的教學(xué)內(nèi)容無法完成，僅靠教師講授，無法展開有效實驗，因而出現(xiàn)教學(xué)低效或無效的局面。

三、實驗教學(xué)“五維聯(lián)動”提質(zhì)增效策略

通過構(gòu)建小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)“五維聯(lián)動”提質(zhì)增效策略體系，系統(tǒng)培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，并多方舉措?yún)f(xié)同推進，可有效解決當(dāng)前小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)面臨的問題。

（一）科學(xué)設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容

教師首先應(yīng)深入研讀《課程標(biāo)準(zhǔn)》，明確各年級實驗教學(xué)的具體要求，結(jié)合學(xué)生已有的知識經(jīng)驗，制定精準(zhǔn)、可操作、可檢測的實驗教學(xué)目標(biāo)。例如，在教科版科學(xué)四年級下冊“莖和葉”實驗教學(xué)中，教師可根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》中對學(xué)生觀察能力培養(yǎng)的要求，以及四年級學(xué)生形象思維為主、好奇心強但觀察缺乏系統(tǒng)性的學(xué)情，將實驗?zāi)繕?biāo)設(shè)定為：學(xué)生能運用多種感官觀察葉子的外部形態(tài)特征，并用簡單的語言進行描述概括；通過對比不同植物葉子，發(fā)現(xiàn)葉子的相同點和不同點，培養(yǎng)觀察與比較能力。教師還要改變傳統(tǒng)“灌輸式”教學(xué)模式，設(shè)計具有探究性的實驗環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生主動參與。以教科版科學(xué)四年級上冊“聲音是怎樣產(chǎn)生的”實驗為例。教師可先創(chuàng)設(shè)情境，播放不同聲音，引發(fā)學(xué)生思考聲音產(chǎn)生的原因，讓學(xué)生做出假設(shè)。接著，為學(xué)生提供橡皮筋、鋼尺、鼓、音叉等材料，讓學(xué)生分組自主設(shè)計實驗，驗證假設(shè)。在實驗過程中，學(xué)生通過拉橡皮筋、撥動鋼尺、敲擊鼓面和音叉等操作，觀察物體振動的現(xiàn)象，結(jié)合現(xiàn)象思考聲音產(chǎn)生的本質(zhì)。教師還可以將實驗巧妙地設(shè)計在解決問題的情境中，設(shè)計具有挑戰(zhàn)性的問題。可以是請作為“小小工程師”的你們?yōu)閷W(xué)校的足球教練設(shè)計一個塔臺模型，來方便教練更好地觀察隊員訓(xùn)練；可以是邀請“小小地質(zhì)學(xué)家”來扮演不同類型的土壤樣本，引導(dǎo)學(xué)生在活動中觀察對比不同土壤的特點。

（二）巧用生活資源獲取素材

生活中有很多現(xiàn)成的材料可以用來輔助科學(xué)教學(xué)。這些學(xué)生熟悉的材料，不僅簡約經(jīng)濟，而且易獲得。以教科版科學(xué)五年級上冊《我們的水鐘》、教科版科學(xué)五年級下冊《設(shè)計制作我們的小船》、教科版科學(xué)六年級上冊《放大鏡》等為例，可以將塑料瓶一分為二頂端鉆孔倒置，用于制作我們的水鐘；還可以將它制作成各種動力小船、小車的車身；把塑料瓶裝滿水就是一個自制放大鏡了。在制作生態(tài)瓶的過程中，塑料瓶就是一個生態(tài)系統(tǒng)的“微型容器”，倒入砂石形成底床，種植水草后注水，放入小魚，置于光照處，教師在引導(dǎo)學(xué)生觀察植物的光合作用供氧和魚類呼吸排泄等物質(zhì)循環(huán)的過程中，幫助學(xué)生建立生態(tài)系統(tǒng)的科學(xué)概念。在探究熱脹冷縮的實驗中，將吸管插入裝滿水的瓶中，用熱毛巾蓋住塑料瓶，引導(dǎo)學(xué)生觀察水位上升現(xiàn)象，拿掉熱毛巾后，水位下降。教師順勢提問，為什么會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。橡皮筋也是生活中常見的材料，可以用來研究聲音的強與弱、制作小樂器，還可以用來研究彈力、驅(qū)動小車，模擬肌肉與關(guān)節(jié)模型等。這樣的生活化取材既易獲取，又方便學(xué)生操作，有利于在實踐探究中培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（三）豐富科學(xué)實驗教學(xué)路徑

當(dāng)下，小學(xué)科學(xué)實驗的教學(xué)形式多見于教師演示實驗、學(xué)生實驗、小組合作實驗等。教師在熟練開展上述實驗教學(xué)形式的前提下，可運用信息化手段開展虛擬實驗，或針對具體的問題開展項目化實驗，也可以積極組織學(xué)生開展課外活動，還可以利用科技館等館校資源、社區(qū)資源補充實驗。例如，在講解火山噴發(fā)的成因及作用時，教材上的模擬實驗具有一定的危險性，學(xué)生也很難對火山產(chǎn)生直觀的聯(lián)系。虛擬實驗室的運用打破了學(xué)生學(xué)習(xí)空間的壁壘，利用程序化的操作模擬火山噴發(fā)的過程，讓學(xué)生對火山噴發(fā)的成因有了清晰的認識。在學(xué)?？萍脊?jié)活動中，可以設(shè)置多樣化的比賽，如“我們的過山車”“胡蘿卜高塔”等，將教學(xué)活動延伸至課外活動，以賽促學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的積極性。此外，鼓勵學(xué)生在家中開展家庭實驗，將科學(xué)實驗從課堂延伸至家庭。教師布置家庭實驗任務(wù)，如“觀察月相變化”“測量家中電器功率”等，并通過線上平臺進行指導(dǎo)和交流。在教學(xué)教科版科學(xué)五年級下冊“環(huán)境與我們”單元時，教師可借助社區(qū)資源，組織學(xué)生走進環(huán)保企業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生分析實際的環(huán)境問題，感受環(huán)境問題與日常生活的緊密關(guān)系，從而樹立環(huán)境保護意識。教學(xué)日、地、月關(guān)系有關(guān)知識時，可以利用科技館等資源，帶領(lǐng)學(xué)生觀察日地月模型，幫助學(xué)生產(chǎn)生直觀的認知。教學(xué)教科版科學(xué)六年級上冊“工具與技術(shù)”單元時，也可以利用企業(yè)資源，在運用各類工具組裝實操的過程中，幫助學(xué)生認識工具與技術(shù)之間的關(guān)系。

（四）培養(yǎng)學(xué)生良好實驗習(xí)慣

良好的科學(xué)實驗習(xí)慣對于幫助學(xué)生理解科學(xué)知識、培養(yǎng)思維能力及高效開展實驗教學(xué)起著關(guān)鍵作用。有效的實踐策略，能更好地引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)實驗習(xí)慣。第一，要培養(yǎng)學(xué)生實驗前準(zhǔn)備的習(xí)慣。例如，在教科版科學(xué)三年級上冊進行“物體的溶解” 實驗前，教師引導(dǎo)學(xué)生對照材料清單，逐一檢查實驗材料，確認鹽、糖等材料的數(shù)量和質(zhì)量，教師要強調(diào)拿取時輕拿輕放，避免打碎器皿造成危險，培養(yǎng)學(xué)生謹慎對待實驗材料的習(xí)慣。第二，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范實驗操作的習(xí)慣。例如，在探究教科版科學(xué)五年級下冊“溫度與水的變化”時，對于酒精燈的使用，教師要首先示范講解，在學(xué)生的操作過程中，相機指導(dǎo)，及時糾正操作錯誤，確保每個學(xué)生能規(guī)范掌握酒精燈的使用步驟，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。第三，教師要強化學(xué)生實驗觀察與記錄的習(xí)慣。例如，在教科版科學(xué)四年級下冊“植物的生長過程”實驗中，教師引導(dǎo)學(xué)生從多個角度進行觀察。學(xué)生不僅要觀察種子是否發(fā)芽，還要關(guān)注幼苗的生長速度、植株的高度增長等。還可以指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計表格，幫助學(xué)生養(yǎng)成記錄數(shù)據(jù)、獲取信息的習(xí)慣。教師應(yīng)定期檢查學(xué)生的記錄，對記錄詳細、準(zhǔn)確的學(xué)生給予表揚，對記錄不規(guī)范的學(xué)生進行指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)挠涗浟?xí)慣。第四，實驗結(jié)束后教師引導(dǎo)學(xué)生整理材料、開展研討。例如，在教科版科學(xué)六年級上冊開展“電能與磁能”實驗時，引導(dǎo)學(xué)生思考電磁鐵是怎樣“搬運”大頭針的，明確電磁鐵的特性，促進學(xué)生建立實驗操作與思維活動之間的有機聯(lián)系。

（五）采用多樣評價方式

教師在教學(xué)過程中要摒棄以實驗結(jié)果為單一評價標(biāo)準(zhǔn)的評價方式，構(gòu)建以教育評價理論為基礎(chǔ)、多維評價角度并重的評價指標(biāo)體系。例如，在評價學(xué)生“電路連接”實驗時，不僅要從實驗結(jié)果的角度關(guān)注學(xué)生是否正確連接了電路使燈泡發(fā)光，還要從實驗操作技能的角度考查學(xué)生在實驗過程中對電路元件的選擇是否規(guī)范，能否運用科學(xué)思維分析電路故障原因、是否有團隊協(xié)作精神、是否在實驗中有認真嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度等，并綜合運用教師評價、學(xué)生自評與互評等多樣化、多主體評價方式，在實驗過程中及時給予學(xué)生反饋。學(xué)生自評可讓學(xué)生對自己在實驗中的表現(xiàn)進行反思與總結(jié)，互評則能促進學(xué)生相互學(xué)習(xí)、共同提高。

在實施科學(xué)教育“加法”策略的背景下，通過構(gòu)建小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)“五維聯(lián)動”提質(zhì)增效策略體系，可有效解決當(dāng)前小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)面臨的問題，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)實驗的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新思維和科學(xué)精神，為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)奠定堅實基礎(chǔ)，助力小學(xué)科學(xué)教育實現(xiàn)提質(zhì)增效，在教育“雙減”中切實做好科學(xué)教育“加法”。

參考文獻

[1]教育部，中央宣傳部，中央網(wǎng)信辦等18部門.關(guān)于加強新時代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見[S].北京：教監(jiān)管〔2023〕2號，2023.

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