李其勇 鄭書偉

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出：“科學(xué)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)?！毙W(xué)科學(xué)中的分組實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和實踐能力的重要途徑。為了更好地提升小學(xué)科學(xué)分組實驗教學(xué)育人效果，筆者所在學(xué)校探索出符合學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的“雙主體·三階八環(huán)”分組實驗教學(xué)策略。

教師不再是單純的實驗組織者，而是與學(xué)生一同設(shè)計實驗、探索交流，與學(xué)生成為“雙主體”的參與者，以此建構(gòu)起學(xué)生綜合發(fā)展的“三階”遞進(jìn)發(fā)展模式，即模型構(gòu)建、推理論證、創(chuàng)新思維，讓學(xué)生的思維進(jìn)階呈現(xiàn)出可視化的效果?！鞍谁h(huán)”即通過將每個實驗分解成八步實踐操作，包括提出問題、作出假設(shè)、制定計劃、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達(dá)交流、反思評價，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)分組實驗的基本操作能力，進(jìn)而提高科學(xué)實驗效率和推理能力、創(chuàng)新思維能力。

一、“雙主體·三階八環(huán)”小學(xué)科學(xué)分組實驗教學(xué)策略釋義

“雙主體·三階八環(huán)”小學(xué)科學(xué)分組實驗教學(xué)策略核心是教師與學(xué)生之間的共同參與與合作，“雙主體”運(yùn)行，完成小學(xué)階段的分組實驗探究。教師作為分組實驗的引導(dǎo)者，與學(xué)生一同思考、實踐、探究，教師依據(jù)13個學(xué)科核心概念、4個跨學(xué)科概念，梳理青島版小學(xué)科學(xué)（六三制）1至6年級的全部學(xué)生分組實驗，按照統(tǒng)一的格式：核心概念—實驗?zāi)繕?biāo)—實驗器材—實驗假設(shè)—實驗步驟—實驗現(xiàn)象—實驗結(jié)論—實驗建議及應(yīng)用—實驗過程圖片，編制《小學(xué)科學(xué)分組實驗最優(yōu)策略教學(xué)案例集》。教師依據(jù)組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)的原則，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)水平、學(xué)習(xí)習(xí)慣、性格特點，將學(xué)生分成6個實驗小組，組內(nèi)學(xué)生各有實驗活動分工，互助合作，共同探索，交流分享，促進(jìn)學(xué)生思維的互補(bǔ)式全面發(fā)展。

每個小實驗都遵循“八環(huán)”實驗步驟。學(xué)生在參與實驗設(shè)計、探究活動中，可以學(xué)會思考，不僅動手，還要動腦，學(xué)會用科學(xué)的方法設(shè)計、操作實驗，學(xué)會用科學(xué)的思維方式分析和解決問題。

建構(gòu)“三階”能力提升。學(xué)生通過建立模型描述實驗現(xiàn)象，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證和修正。還能通過實驗結(jié)果進(jìn)行推理和分析，并進(jìn)行論證。在實踐中，學(xué)生持續(xù)挑戰(zhàn)問題、構(gòu)建假設(shè)，并不斷嘗試各種實驗方案。

二、“雙主體·三階八環(huán)”在教學(xué)中的應(yīng)用

在具體的學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生按照“三階八環(huán)”實踐模式展開科學(xué)實驗和推理活動。例如，在教授學(xué)生“觀察植物生長的過程”相關(guān)內(nèi)容時，對應(yīng)“三階八環(huán)”，教師可以進(jìn)行如下實驗步驟。

提出問題。提問“植物為何需要陽光？”引發(fā)學(xué)生對植物生長的好奇心。

作出假設(shè)。學(xué)生根據(jù)觀察到的現(xiàn)象和已有的知識，提出假設(shè)：“植物需要陽光進(jìn)行光合作用，以產(chǎn)生能量，促進(jìn)生長。”

制定計劃。學(xué)生設(shè)計了一個簡單的實驗方案，準(zhǔn)備在陽光充足和陽光不充足兩種條件下種植相同種類的植物，并比較它們的生長情況。

搜集證據(jù)。學(xué)生按照實驗方案，種植兩組相同的植物，并定期進(jìn)行觀察和測量，記錄植物的生長情況，如葉片顏色、數(shù)量，植株高度等。

處理信息。學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，發(fā)現(xiàn)在陽光充足的條件下，植物生長更加茂盛，葉片綠色更濃，數(shù)量多，植株高度明顯超過對照組;而在陽光不足的條件下，植物生長緩慢，葉片顏色變得蒼白，數(shù)量漸少。

得出結(jié)論。根據(jù)實驗結(jié)果，學(xué)生得出結(jié)論：陽光是植物生長所必需的條件，陽光充足可以促進(jìn)植物的生長。

表達(dá)交流。學(xué)生將實驗結(jié)果通過口頭交流、書面記錄數(shù)據(jù)展示的形式進(jìn)行了表達(dá)，展示了實驗過程和結(jié)論，并分享了自己的實驗經(jīng)驗。

反思評價。學(xué)生對實驗過程和結(jié)果進(jìn)行評價和反思，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，如在實驗中要注意控制其他因素的影響，以及實驗設(shè)計的合理性等。

在整個實踐過程中，教師和學(xué)生雙主體共同發(fā)揮作用，通過完成“八環(huán)”，提升學(xué)生在三個思維層次的能力進(jìn)階。學(xué)生不僅提升了觀察和測量能力及模型構(gòu)建、推理論證、創(chuàng)新思維的能力，還積累了植物生長的數(shù)據(jù)，理解植物生長的原理，為今后的科學(xué)學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)。

綜上所述，“雙主體·三階八環(huán)”分組實驗教學(xué)策略為小學(xué)科學(xué)教學(xué)帶來了新的思路和方法，促進(jìn)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)和深度思考，有助于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和實踐能力。但是，在實踐過程中也面臨著一些挑戰(zhàn)和問題，如學(xué)生在實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析方面可能存在困難，需要教師提供更多的指導(dǎo)和支持。此外，學(xué)校教學(xué)資源和實驗設(shè)備的限制也可能影響到實驗教學(xué)的質(zhì)量和效果。因此，未來學(xué)?？梢赃M(jìn)一步完善教學(xué)資源和實驗設(shè)備，采取更優(yōu)化措施。教師需要不斷提升自己的教學(xué)能力和科學(xué)素養(yǎng)，提高實驗教學(xué)的質(zhì)量和水平，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

總之，通過“雙主體·三階八環(huán)”分組實驗教學(xué)策略的初步探索，可以為小學(xué)科學(xué)教育的改革和發(fā)展提供一些新的思路和方法。希望在未來的實踐中，能夠為小學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新思維培養(yǎng)做出更大的貢獻(xiàn)。

本文系山東省教育發(fā)展研究微課題《基于科學(xué)思維力培養(yǎng)的鄉(xiāng)村小學(xué)分組實驗教學(xué)策略研究》（課題批準(zhǔn)號：FJ298）的階段性研究成果。（課題主持人：李其勇）

（作者單位：臨清市煙店鎮(zhèn)聯(lián)校）