顧佳惠

[摘? ? 要]實驗是小學科學課堂教學的重要載體，合理設(shè)計科學實驗活動，既可以幫助學生深入理解科學知識，形成正確的科學概念，又能夠培養(yǎng)學生的動手能力、科學思維以及創(chuàng)新精神，有助于落實科學課程目標，發(fā)展學生的科學核心素養(yǎng)。現(xiàn)階段，部分科學教師在組織實驗活動時，往往采用集體觀察或自主探究的模式，部分學生無法深度參與進來，不利于培養(yǎng)學生的科學核心素養(yǎng)。因此，小學科學教師要充分認識到分組實驗在科學課程教學中培養(yǎng)學生科學核心素養(yǎng)的重要作用，結(jié)合班級學生實際情況，積極組織分組實驗探究：科學分組，合理分工；創(chuàng)設(shè)情境，提供材料；有序推進，規(guī)范操作；調(diào)整角色，加強指導，全面滿足學生的參與需求。

[關(guān)鍵詞]小學科學；核心素養(yǎng)；分組實驗

新課標明確指出，小學科學課程具備綜合性、實踐性等特征，教師需通過探究活動培養(yǎng)學生的知識能力及科學素養(yǎng)，科學實驗就是常用的探究活動形式?，F(xiàn)階段，科學實驗對培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的促進作用已經(jīng)受到充分的重視，但一些教師長期采用單一的實驗?zāi)Ｊ?，如集體觀察類實驗、獨立探究類實驗等，沒有在實驗過程中積極引入小組合作，導致實驗教學效果得不到進一步提升。面對這種情況，小學科學教師要結(jié)合班級情況與實驗主題，積極設(shè)計和應(yīng)用分組實驗形式，引導小組學生相互協(xié)作完成實驗任務(wù)，高效培養(yǎng)學生的實驗?zāi)芰昂献饕庾R。

一、分組實驗在培養(yǎng)學生科學核心素養(yǎng)中的重要作用

科學核心素養(yǎng)集中體現(xiàn)了科學學科的育人價值，明確了學生在科學課程學習中需形成的必備品格與關(guān)鍵能力，涵蓋科學觀念、科學思維、科學探究以及科學態(tài)度等方面的內(nèi)容。第一，科學觀念?？茖W觀念指的是學生能夠在頭腦中提煉與升華科學概念、規(guī)律及原理，可以利用科學觀念對自然現(xiàn)象進行解釋以及對實際問題進行解決。由于在真實情境的問題解決中才能表現(xiàn)出核心素養(yǎng)，因此，教師既要引導學生深度理解科學觀念，又要讓學生在真實的情境中應(yīng)用這些觀念。第二，科學思維?？茖W思維涵蓋科學推理、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過程中引導學生深入思考科學改變與科學表象，以簡化、濃縮的方式對事物的實質(zhì)進行探究，且提出相應(yīng)的猜測與設(shè)想，利用實驗活動驗證猜想的準確性。第三，科學探究?？茖W探究涵蓋提出問題、收集信息、制定計劃、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習等現(xiàn)代教學手段，讓學生依據(jù)相應(yīng)問題深入思考和探究，培養(yǎng)學生的實踐能力與創(chuàng)新精神。第四，科學態(tài)度?？茖W態(tài)度要求教師培養(yǎng)學生實事求是、追求創(chuàng)新等態(tài)度品質(zhì)，嚴格遵循普遍接受的倫理道德規(guī)范開展科學研究或應(yīng)用科學成果。

分組實驗相對較為靈活，能夠讓班級學生全部參與進來，有助于改善實驗教學效果，培育和發(fā)展學生的科學核心素養(yǎng)。第一，幫助學生深入理解科學概念，形成科學觀念。和傳統(tǒng)的演示實驗相比，分組實驗?zāi)軌蜃寣W生充分參與到實驗當中，幫助學生更加充分地理解所學知識與概念，產(chǎn)生更加深刻的體驗與感受，進而以感性認識替換抽象知識，逐步形成科學觀念。第二，培養(yǎng)學生觀察能力與思維能力。在傳統(tǒng)演示實驗活動中，教師雖然引導學生觀察實驗流程及實驗現(xiàn)象，但一些學生不能夠集中注意力，或與教師的距離偏遠，難以全面觀察實驗現(xiàn)象。而在分組實驗?zāi)Ｊ较?，每一個學生都可以零距離接觸化學實驗，通過看、摸、聞、聽等方法全面了解實驗現(xiàn)象，這樣可促進學生觀察能力的發(fā)展。同時，為讓學生準確把握實驗活動的重點，順利實現(xiàn)實驗教學目標，教師往往會在分組實驗活動中提出一些輔助性問題，學生依據(jù)已有知識經(jīng)驗及與小組成員的討論，可對實驗現(xiàn)象、知識本質(zhì)等深入理解，由感性認識逐步上升到理性認識，進而有效發(fā)展學生的思維能力。第三，培養(yǎng)學生的問題解決能力及科學態(tài)度。在分組實驗過程中，學生將會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，順利完成實驗任務(wù)，這樣能夠培養(yǎng)學生的問題解決能力。同時，小組各成員承擔著相應(yīng)的職責，如果某一成員在實驗過程中出現(xiàn)操作不規(guī)范等問題，將會嚴重影響到實驗結(jié)果的準確性。因此，各個成員的責任意識、合作意識以及規(guī)范意識可以得到強化，有助于培養(yǎng)學生的科學態(tài)度及責任。

二、核心素養(yǎng)視域下小學科學分組實驗的策略

（一）科學分組，合理分工

為順利開展小組分組實驗，充分發(fā)揮小組學習功能，科學教師要提前劃分小組，明確各個學生的分工。在分組過程中，需綜合評定學生的基礎(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生，“組間同質(zhì)”指的是各組之間需具有均衡的實力。之后，教師引導各組學生合理劃分職責范圍，讓各成員皆參與到實驗活動中，切實提升實驗效率。第一，科學分組。教師利用談話、課堂觀察等方式深入了解學生的實驗態(tài)度以及實驗?zāi)芰?，綜合教師建議和學生意愿，科學劃分實驗小組。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，一些學生將無法承擔重要的責任，導致學生的實驗參與深度不足，影響到學生綜合素養(yǎng)的發(fā)展。若小組人數(shù)過少，又難以有效推進復(fù)雜的實驗活動。因此，教師要綜合考慮班級學生情況劃分小組，緊密結(jié)合班級教學、分組教學以及個別教學。第二，分工明確。如果小組成員不明確自身的職責，將容易出現(xiàn)推諉等情況，難以保證分組實驗活動的有序進行。因此，順利劃分小組后，教師要引導各個小組合理劃分成員職責，增強各個成員的責任意識。通常情況下，要依據(jù)組長、實驗員、記錄員、匯報員以及器材員等劃分小組成員的角色及分工。其中，組長負責組織實驗活動的實施，實驗員負責依據(jù)提前制定的方案和計劃執(zhí)行各項操作，記錄員要對實驗過程中產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象準確記錄，匯報員要在實驗活動結(jié)束后向全班同學匯報實驗過程與結(jié)果，器材員負責對各類實驗器材進行領(lǐng)取、維護和上交。通過明確各成員的角色及任務(wù)，能夠保證實驗活動的有序性。需特別注意的是，要引導小組成員定期輪換角色，以便提升學生多方面的能力。

（二）創(chuàng)設(shè)情境，提供材料

現(xiàn)階段，在小學科學實驗教學過程中，很多教師向?qū)W生下發(fā)實驗材料后，學生按照自己的意念和想法直接開展探究活動，沒有認真傾聽教師的講解，在活動材料上投入全部的注意力，不能夠明確實驗探究的目的。面對這種情況，教師要做好引導工作，讓學生依據(jù)實驗?zāi)康拈_展分組實驗活動，避免活動過程與實驗主題相偏離。第一，創(chuàng)設(shè)情境，引領(lǐng)發(fā)現(xiàn)。蘇霍姆林斯基認為，每一個兒童都渴望自己時一個探索者與發(fā)現(xiàn)者。但一些科學教師往往依據(jù)提前制定好的實驗方案組織開展實驗活動，沒有關(guān)注學生的實際需要，單單讓依據(jù)固定的流程和步驟實施各項操作，觀察實驗現(xiàn)象，導致學生的主動性遭到抑制。面對這種情況，科學教師要積極創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學生的探究意識。在具體實踐中，教師可創(chuàng)設(shè)與學生生活緊密相關(guān)的生動情境，讓學生情境中發(fā)現(xiàn)問題，主動開展實驗探究活動。例如，在學習“光的反射”知識時，教師可利用鏡子向室內(nèi)引入反射光，讓學生回顧現(xiàn)實生活中是否遇到此類現(xiàn)象。學生快速調(diào)動腦海中存儲的生活經(jīng)驗，紛紛提出了一些光反射事例。教師認真聆聽過后，詢問學生此種現(xiàn)象的出現(xiàn)原因，這樣學生的求知欲可以得到有效調(diào)動。第二，有序出示，吸引注意力。探究材料是分組實驗順利開展的基礎(chǔ)，教師如果盲目地向?qū)W生一次性發(fā)放所有材料，學生的注意力將會被材料所吸引，導致學生容易忽視教師講解及探究目標。因此，教師要科學控制材料的提供與發(fā)放，對材料的出示時機和順序準確把握，以便讓學生在實驗探究中集中注意力，改善分組實驗活動的實施效果。在學習“磁鐵”知識時，為幫助學生深入理解磁鐵的性質(zhì)，教師需向?qū)W生提供多種材料。為讓學生明確探究目標，教師要向?qū)W生分類、有序地提供材料。在具體實施中，教師可以先引導各組學生利用大頭針、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弱，再向?qū)W生提供磁鐵、懸浮塊、水槽等材料，讓學生在實驗中探究磁鐵的指向性。待學生完成實驗后，教師再向?qū)W生提供兩塊磁鐵，讓學生探究磁鐵同極相斥、異極相吸的現(xiàn)象。需特別注意的是，每組學生完成一項實驗后，教師要引導材料員及時收回材料，以便讓學生在實驗探究上集中注意力，避免被學習材料所分散。

（三）有序推進，規(guī)范操作

為保證分組實驗的實施效果，科學教師要引導學生遵循“問題—猜想—驗證—結(jié)論”這一流程，規(guī)范開展各項操作行為，認真、詳細地記錄實驗數(shù)據(jù)。第一，提問與猜想。教師結(jié)合實驗主題與內(nèi)容，提出符合學生認知能力的問題，可調(diào)動學生的探究意識。之后，引導學生聯(lián)系已有知識深入思考，與小組成員展開討論，提出相應(yīng)的猜想。需注意的是，教師要引導學生不能毫無根據(jù)地提出猜想，而是要認真觀察、深入分析客觀事物的結(jié)構(gòu)與工作原理，再加上個人思考與小組討論，提出科學的質(zhì)疑和猜測。在學習“電磁鐵”知識時，教師先讓學生對電磁鐵的組成部分以及工作原理進行觀察和思考，引導學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。第二，設(shè)計實驗方法。小學生不具備較高的認知與豐富的經(jīng)驗，如果讓學生盲目進行分組實驗，將容易出現(xiàn)順序顛倒、少做漏做等情況，不但無法驗證猜想的正確性，也無法培養(yǎng)學生的科學思維及探究能力。因此，開展實驗之前，要引導學生采用小組討論的方式對實驗方法進行設(shè)計，明確實驗操作流程及實施要點，以便保證實驗探究的科學性與有序性。以“電磁鐵磁力大小”實驗為例，學生結(jié)合已有知識和思考，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)等四個影響因素，教師讓各組學生依據(jù)這些猜想設(shè)計實驗方法，引導學生采用對比實驗的方法進行驗證，在實驗過程中對變項與不變項進行控制。同時，記錄員要采用表格等形式簡潔明了地記錄實驗結(jié)果。第三，親歷驗證過程。確定實驗方法后，教師要引導各小組依據(jù)制定好的方案與流程進行實踐，讓每一個學生皆親歷驗證過程，培養(yǎng)學生的操作能力及科學態(tài)度。在這一過程中，教師要做好引導工作，要求學生重復(fù)多次開展每項實驗，這樣能夠獲取更加真實、可信的結(jié)論，形成嚴謹認真的科學態(tài)度。完成實驗后，各小組的匯報員展示小組研究成果，與其他小組交流、分享實驗過程中獲得的經(jīng)驗與教訓。

（四）調(diào)整角色，加強指導

為有效發(fā)展學生的科學核心素養(yǎng)，教師在分組實驗過程中，要主動轉(zhuǎn)變自身的角色定位，發(fā)揮好引導、指導等作用，避免用自己的經(jīng)驗代替學生的思考過程。第一，尊重學生主體性。以往一些教師往往過于干涉學生的實驗過程，學生的主體地位得不到體現(xiàn)，不利于培養(yǎng)學生的自主學習能力與創(chuàng)新意識。因此，教師要向各組學生提供充足的探究空間，鼓勵學生自主思考與解決實驗中遇到的難題，允許學生按照自己的想法調(diào)整實驗步驟與方法。在這種情況下，每一個學生都是實驗探究的主體，逐步降低對教師的依賴，有助于激活學生的主觀能動性。第二，加強實驗指導。小學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)學生主體地位的基礎(chǔ)上，適時、靈活地給予指導，保證各組實驗活動能夠順利推進。一方面，教師要循序漸進地培養(yǎng)學生輔導同伴、向同伴提問、傾聽討論等能力，引導學生與小組成員加強協(xié)作，明確團隊協(xié)作的重要性，提升學生的實驗探究能力及協(xié)作水平。另一方面，教師要以合作者的身份參與到各組實驗活動中，采用平等對話的方式與各組學生加強交流，了解各組的實驗進度以及成員的真實狀態(tài)，引導各成員認真履行自己的職責，以積極、主動地態(tài)度參與到實驗探究當中，避免出現(xiàn)分心走神等問題。當一些小組遇到難題時，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)性提問等方式進行指導，幫助學生解決問題。

三、結(jié)語

綜上所述，分組實驗具有較多的優(yōu)勢，能夠體現(xiàn)學生的主體地位，幫助學生親歷實驗探究過程，進而培養(yǎng)和發(fā)展學生的科學核心素養(yǎng)。因此，小學科學教師要積極融合小組合作與實驗探究，在實驗教學中靈活運用分組實驗形式，引導各小組依據(jù)問題和猜想，科學制定與實施探究方案，切實提升學生的能力素養(yǎng)。

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（責任編輯：姜波）