探究科學實驗小組的有效分組模式

劉桂芬

摘 要：隨著實驗室硬件的改善，科學老師提出用心經營科學科組的實驗課堂，不滿意目前的實驗課堂狀態，過于機械和隨意。探究適合本校的實驗有效模式，重點是針對實驗小組的有效性。

關鍵詞：科學實驗有效分組

《初中化學新版課程標準解析與教學指導》關于如何開展科學探究活動是這樣闡述：讓學生有更多地機會主動地體驗科學探究地過程，在知識的形成、相互聯系和應用的過程中養成科學探究的態度，學習科學探究方法，在“做科學”的探究實踐中培養學生的創新精神和實踐能力。現代教育中的“科學”不只是靜態的科學結論，而且包含動態的科學過程。所以，科學的本質是一種探究活動，它的本質特征就在于向未知發起挑戰，利用人類的已知探究未知領域?？茖W是探究過程和只是結論的統一，學習科學的最有效方式就是“做科學” [1]。在我國傳統的科學教育中 ，并沒有十分明確地提出小組合作學習。這種狀況由于新的科學教育標準的推出而有了改變[2] 。新的科學課程標準在其教學建議部分指出：“鼓勵學生合作學習 ，利用協作性的小組形式開展探究活動 ，使每個人都能參與小組工作 ，使學生認識到小組的成員在探究活動中各有所長 ，其知識和技能可以互補 ，通過這種活動培養學生的協作精神” [2] 。

一、前期狀況

1.科學實驗小組概況

2015年之前，物理、化學、生物合并為一個學科，稱為科學，一名老師任教。涉及的實驗課，由于教師本身的專業限制，學校各科目實驗室也未能完善，各種困難，導致學科學生實驗開展不如人意。如筆者大學所學科目為化學教育，對化學專業知識較為熟悉，而物理生物的專業素養稍弱。學校物理化學生物各一個實驗室。錯開時間上課，勉強每個班都能到實驗室上課。各個科目都有相應的課程標準要求的學生必做實驗以及教師演示性實驗。學生必做實驗，一般是在實驗室進行，筆者所進行的學生實驗，更多的是完成任務性的操作，為了做這個實驗而去做，對于學生實驗的組織模式缺乏思考和實踐。一般開展模式，都是把學生帶到實驗室，直接按照教室的前后座臨時組建實驗小組，或者隨意座位臨時組建實驗小組。教師和學生的目的都直奔實驗操作過程，而輕視實驗結果的分析，對于學生實驗的形成性評價更是少。這種實驗組織模式，筆者認為是隨意實驗，機械組織。

2.隨意組織實驗的弊端

筆者認為前期的科學實驗組織非常亂，純碎是為了完成實驗而去實驗室。物理、化學、生物學科雖都歸為自然科學，但各學科本身的學科素養，涉及的學生實驗要求，操作規范等等完全不相同。若老師在引導過程沒有注重組織的科學性，則難以培養學生的自然學科素養。同時，過于隨意的實驗組織對學生的學習興趣打擊較大，學生在實驗過程中絲毫不能體驗到合作、探究、交流、歸納，反思等等過程，整個過程沒有自發的參與學習，更多的是被動參加，知識與能力的養成，無從評估，缺乏實驗過程的合作、探究與交流，情感態度與價值觀的養成這塊基本空白。久而久之，沒有挑戰，沒有目標，按部就班地完成，學生對所謂的學科實驗自然失去興趣。

二、分科教學后實驗狀況

分科教學后，學校實驗硬件不斷改善，教師對于組織學生實驗的熱情也空前高漲。對學生實驗的關注度不斷加強，居于生本教育的思想，無論是物理、化學、還是生物學科以及小學科學學科，都將實驗活動過程，學生才是探究活動體驗的主體這個位置擺正。只要明確是學生實驗，各備課組基本都有策劃，組織學生到實驗室做實驗。這個階段，教師關注得更多的是保證學生能到實驗室做實驗以及教師自身對實驗教學過程的設計，教學效果的提升。走進各班的實驗課堂，有固定的實驗小組人員的搭配。一搭配，一組合就是一個學期，也有一些班級的實驗小組是跟班主任所安排的管理小組是一致的，沒有任何改動，直接搬用。明顯地，這個階段，教師比較滿足與實驗條件的改善，還未開啟對實驗小組有效性的思考與探索。對于實驗效果的評價也還沒有系統的梳理，處在表面感知階段。沒有基于實驗教學的特殊性，思考實驗小組與班級管理小組的異同，針對性弱。

三、針對實驗教學的分組模式

隨著實驗室硬件的改善，科學老師提出用心經營科學科組的實驗課堂，不滿意目前的實驗課堂狀態，過于機械和隨意。探究適合本校的實驗有效模式，重點是針對實驗小組的有效性。經過兩年的上課實踐對比，筆者和同事們對實驗課堂的分組有一些實踐心得。

第一階段：調查階段

調查階段主要是面對學生和教師。每一個年級學生展開關于“你心目中的實驗課堂”的問卷調查，調查的目的是了解學生對實驗課堂的想法，例如：你喜歡物理/化學/生物實驗課嗎？你喜歡現在的實驗課堂嗎？你喜歡實驗課堂的原因是什么？你現在的實驗課堂有分組嗎？你喜歡你所在的實驗小組嗎？你喜歡跟什么樣的人同個小組？在現在的小組你有明確的任務嗎？對于小組分給你的任務，你積極完成嗎？你對目前的實驗課堂有什么建議？老師進入實驗課堂并且隨堂訪談相關的學生，內容主要是聊學生在實驗課上的收獲以及主觀感受。針對教師的調查問卷，主要是了解教師現階段對于實驗課堂的整體看法，有無改進的想法與創新的做法，對實驗小組的探索動機等等。例如：你滿意你現在的實驗課堂嗎？你的實驗課堂有小組合作學習嗎？小組是怎么組合的？小組合作探究進行的效果好嗎？你覺得可改進的點在哪里？

通過這種簡單的調查問卷，了解學生對科學實驗課堂的想法。問卷調查顯示，45%的學生比較喜歡實驗課堂，原因是實驗課堂有動手操作的機會，還能展示個人的操作能力以及分享疑難點，35%的學生不喜歡實驗課堂，原因是覺得不知道實驗課堂要做什么，沒機會操作，沒什么可以分享，有20%的學生表示沒什么感覺，跟平時上課沒什么兩樣。結合平時與學生的談話，了解到學生對實驗課堂保持著高度的好奇心以及熱情。通過調查問卷了解到老師們對于實驗課堂有探究熱情，有自己的想法，但無實際行動，小組普遍采用原來班級的管理小組，懶得改動。

基于對師生了解，本科組提出了“探究科學實驗小組的有效分組模式”這個想法，計劃通過采取平行班不同的分組模式上實驗課，分析效果對比，尋找最適合科學實驗課堂的分組模式。目前已經有大量研究針對實驗小組的有效分組模式，例如小組的人數，大量的研究表明，比較適合的小組人數在4-6人之間，比較合理，能做到分工明確，活動有序[3]。在實驗條件充足的情況下，根據實驗難度情況，可以將小組人數做適當的調整。并不是所有的實驗課堂都需要4-6人的分組，例如生物實驗、一般的物理實驗基本都是2-4人的小組結構比較適合，而化學實驗小組，一般會需要4人。

1.物理學科：a、基本操作類實驗，大部分這類實驗對于學生的學科成績或者實驗過程設計要求較低，CCDD小組沒有表現出明顯的落后，小組內同等水平的四個人能參與到實驗中去。b、測定性實驗，要求學生掌握較牢固的相應章節知識，實驗流程建立在對已學公式的充分理解上，對于實驗過程有一定的設計能力，這類實驗，AABB分組的參與程度和效果最佳，ABCD的次之，CCDD最差，學科成績很大地影響了學生的實驗設計能力。c、探究性實驗，也是綜合性比較強的一類實驗。AABB在探究實驗中優勢最強，由于小組內成員的知識能力在相同或者鄰近的梯度，A類學生對B類學生是一種刺激也是一種幫助，整個小組的研究氛圍比較濃厚。ABCD小組的合作比較正常，基本都能參與進來，AB牽頭，促使CD層的學生向前，經觀察，如果實驗性質較難，總有一個學生會游離于實驗室之外，只能參與動手部分，而對于實驗的總結則表現得比較困難。CCDD分組在探究性實驗中表現得比較吃力，無法跟上同一個教學班級AABB的進度。

2.化學學科：化學實驗的特點是綜合性都比較強，氣體制備類實驗和粗鹽提純，學生往往都是已經學習了該類氣體的制備原理的基礎上，再去實驗室進行模擬行操作，只要能按照要求使用實驗器材，規范實驗步驟，無論是哪種分組都能進行模擬實驗。然而，實驗的本身并非僅僅指的是動手能力，還包括對實驗結果的總結和知識歸納。涉及到這部分內容，從遞交上來的實驗報告上可以看出CCDD小組的成員的作業質量較低，思路較混亂，ABCD中的CD層則表現得比CCDD的成員好，推測是ABCD小組中AB層次的學生影響了CD對于實驗結果的總結，此時ABCD組則表現出較為明顯的優勢。

3.生物學科：生物學科的實驗，相對于物理和化學來說，較為簡單，基本都是模擬操作類，并且通過實驗鞏固某類已學知識，單從課堂積極參與人數和學生的反饋來說，ABCD的班級或者AABB/CCDD的班級效果相當。對于這類實驗，CCDD小組的信心得到加強，而AABB小組的人員則顯得人數閑余。

更多老師傾向于ABCD型分組，從以上數據可以看出，這確實是最折中的分組模式。在生物實驗上或者在一些簡單的物理化學實驗上，建議給予CCDD類學生更多自主權，將主動思考、如何動手的權利交還這類學生，對這類學生的后續學習是一個很好的促動，相應地在此類實驗中，AABB小組可以拆分為兩個AB小組，特別是生物實驗，這種程度的學生兩個即可完成。可見，對于小組合作的人數，可以根據實際的實驗難易程度而定。有些較為簡單的物理和生物實驗可以2-3個人協作完成，這樣可以大大提高實驗器材的利用率和學生的參與度，減少游離于隊伍之外的學生人數。沒有絕對合理的分組模式，任課老師需要根據自己對該教學班的總體了解，結合實驗類型，以及了解學生對于實驗分組的意愿，綜合評價，做好實驗分組。

參考文獻

[1]任寶華.新版課程標準解析與教學指導：初中化學.[M].北京師范大學出版社，2012.

[2]王子苓.論科學教育中的小組合作學習的有效實施[J].合肥師范學院學報，2008，26（6）：88-90.

[3]姜方旺.合理分組的實踐與思考[J].新課程·上旬，2011，33-34.