科學總動員 共筑素養夢

摘要：利用家庭實驗室的生活性、趣味性、靈活化等特點，探索優化學生、家庭、社區和學校共育環境的策略，搭建家庭實驗室的推進、指導與交流平臺，突出與情緒相關的實驗內容選擇，創新分段式實驗指導，壓緊科學知識與生活的聯系程度，讓學生能夠進得來、迷得上、有收獲，達到提升學生科學核心素養的目的。

關鍵詞：共育 小學科學 家庭實驗室

好的作業能夠貫穿整個科學教學過程，深度切合教學的各個層面，從而客觀地反映學生的學習情況，提高學生的科學學習能力。在淡化作業數量、提高作業質量的政策背景下，我們在創新家庭實驗室的同時，通過挖掘作業實施中存在的困難節點，進行了家、校、社區共育背景下實驗作業的創新實踐，力求三者協同，創造和諧、主動、高效的科學作業模式。

一、家庭實驗室的必要性

經過對比研究發現，作為鄉鎮小學，我校學生在知識的積累、現象的觀察、問題提出的數量和質量、探究的科學性和持續時間等能力水平上都存在一定差距。科學素養水平盡管不是天生的，但在生活與課堂中被越拉越大，這就要求我們在兼顧課堂教學的同時，試著把科學學習延伸至學生的生活。

眾所周知，科學課程的展開一般遵循創設情境—提出問題—猜想與猜測—實驗（實驗方案設計、實驗操作、數據分析、得出結論）—知識拓展與延伸的路徑。而在極短的課堂教學中會忽略部分學生意見、會簡化實驗流程、會壓縮知識的拓展細節等。課堂教學形式在一定程度上也會破壞科學研究的正常流程、知識體系，損傷學生科學研究的積極性與自尊心。這些未完成的實驗、欠缺的知識體系需要在課外組織完成。

家庭實驗室是課堂教學的有效補充，更能引起學生的研究興趣，具備研究更自由、研究時間更長的優勢。此外，家庭實驗室還為親子活動增添了內容與形式，便于創設有利于科學學習的家庭氛圍，提高社會的整體科學學習水平。

二、家庭實驗室的實施要素

1. 任務驅動

秉承實踐出真知的設計理念，在分析學生的基礎與最近發展區的基礎上選擇適合學生研究的家庭實驗項目。

（1）從課堂出發，鞏固課堂知識 此類任務著重以學生的課堂學習內容為基礎，適當設置鞏固和延伸課堂學習的任務，形成課外學習與課堂學習的相互促進結構。①觀察實踐類，涉及種植飼養，如觀察蠶寶寶（昆蟲的發育過程）、金蟬脫殼（蟬蛻過程）、蝌蚪的成長（兩棲動物的成長過程）、綠豆發芽（種子發芽過程與伴隨的向性運動）、多肉植物的繁殖過程等；環境觀察，如風（風力與風向）、溫度變化、月相變化、星空變化、日影變化、污染問題等觀察項目等。②資料收集類，如地震的成因、恐龍的滅絕原因、最新科學成就、什么是克隆等，需要教師與家長提供一部分資源，并與學生進行交流與分辨，防止偽科學的錯誤引導。③動手實驗類，大致分為課本規定實驗、相似實驗和拓展實驗。

（2）從興趣出發，開展研究性學習 前述項目的研究方向與內容是教師下達的，學生只是帶著現成的任務進行學習，忽視了學生科學學習的主體地位，弱化了他們主動發現問題的意識。為此，我們添加了學生無意中發現、主動思考、承載著學生個人關注點和興趣點的主題進行補充，比如瓢蟲都有幾個星？蛹與蛾子有什么關系？我的魚兒咋死了？薯片怎樣才能碎得少等。

2. 家、校、社區的組織保障

（1）校內教研團隊 以學校科學組為研究主力，負責項目的任務設計、推送資料的準備，并培訓其他科學專業能力較強的社區教師。

（2）發揮地緣優勢，打造學習濃厚氛圍 ①將班級小組改為按學生居住地區（7 個小區）劃分的小組。按學校科學專業技術能力較好的教師家庭住址就近進行分配，負責線上與線下社區內的溝通。②借助家長會開展家庭實驗室動員，取得家長的理解與支持，同時結合個人喜好與素養等產生社區內的家長志愿者。③在社區內建立多個任務小組，由家長志愿者進行器材協調與活動組織，優秀學生牽頭領導組內學生實驗交流。

3. 幫助與激勵機制

（1）社區就近互助 家庭實驗室開展的困難主要集中在兩個方面，一是儀器的準備，有些儀器超越了學生的準備能力，稍加家長的惰性，實驗就注定失敗；二是實驗中的擱淺現象，在活動起始階段，學生充滿了激情與興趣，而隨著實驗內容深度增加，困難增多了，興趣轉移了，實驗室開放活動面臨“中途擱淺”的可能。根據上述問題，我們在實驗室運作中采用跟蹤激勵與幫助策略，借助互助提供實驗器材與經驗交流會等形式，提升社區內科學實驗參與水平。

（2）晉升機制 孩子與成年人一樣，要想持續進行實驗活動就需要建立一套層次分明的鼓勵機制。我們在家庭實驗進展的不同階段，設計不同的展示載體，持續激發學生的實驗熱情，如課堂交流會、班級展示墻、“科學之星”展示牌、主題活動等，引導實驗研究展開、深化并指導跟進，促進學生有形研究成果的形成。在長時間的活動中設置“科學新人”“科學達人”“科學之星”“科學導師”系列機制，對應在社區群、社區宣傳欄、學校展示欄、國旗下講話進行宣傳與激勵。在這種潛移默化的學習氛圍中，孩子們不僅分享了實驗研究的魅力，還從他人的經驗中獲得了實驗方法的指導。

（3）競賽平臺 只有讓知識與能力深入學生的認知本體，滲透到學生的行為，才能真正成為學生創新與發展的基石。為此，我們不斷拓寬“用”的渠道，聚焦科學研究能力的提升，創新科學節活動方式，通過“科學小博士”百科知識競賽、“小小發明家”科學創新推介會、家庭實驗室展示與現場比賽活動，遴選優秀作品參加各級科技創新大賽、創客節，促使學生的科學研究能力從不同層面得以發展與提高，讓學生享受到成功的喜悅，更加積極地參與到實驗過程中。

三、家庭實驗室實施示例

1. 前期準備：教材梳理，統整課程資源

學期初，科學教師全面梳理青島版小學科學教材與其他版本教材（提供實驗項目補充），結合教材前伸和后延性活動，從教材拓展類實驗入手，深入挖掘家庭實驗室的課程資源，表1 列出了以青島版小學科學3 年級上冊教材為例的部分家庭實驗項目。

2. 發送任務

家庭實驗室活動的開展離不開家長的全力支持，但也不能把支持變為負擔。為克服農村學校學生家長文化素質參差不齊的問題，確保活動順利開展，鼓勵家長積極參與活動，我們先后通過多種方式對家長進行信息交流平臺使用培訓，讓家長成為學生開展家庭實驗室實驗的“第二導師”。

（1）紙制家校致函 文本式《家校通函》是我校在家庭實驗室建設初期采取的加強家校溝通、增強教育合力的有力舉措。每期家庭實驗室活動，科學教師都會精心策劃、制作、發放文本式《家校通函》，從實驗地點選擇、實驗項目推介、實驗材料準備、實驗成果呈現4 個方面將該期家庭實驗室活動的構想、方法及時傳遞給家長（主要為少量網絡不暢通家庭），并針對實驗中可能出現的困難與安全提出了建議，進行有針對性的活動指導。

（2）官網通函方式 突破時空限制，開辟家校結合的綠色通道“網上科學”，設立了“操作指南”“規定實驗”“自主實驗”“博覽天下”“翻轉課堂”“開放實驗室”等欄目，依托網絡積極營造研究氛圍。

（3）分段視頻指導 囿于學生及家長的理解差異、文本表述的不準確性，加之信息傳遞、視頻制作的日益完善，我們用拍攝視頻的方式，借助微信、釘釘等軟件進行傳播。可在實施過程中，發現學生因為通過視頻已經了解了實驗現象，從而對實驗本身缺乏興趣的問題，后續轉為錄一段前期實驗，約1 周后，再投放完整視頻的分段式指導策略。

（4）基于社區的指導方式 在新冠疫情爆發后，我們在網上學習、信息傳達的過程中發現社區學習小組的學習效果明顯，如果能夠打破班級束縛，充分利用好地緣優勢，利用社區的本校教師、家長志愿者將任務逐步分解，可以打造一個便于學生、家長交流的真實平臺，形成一個積極的科學學習環境。

3. 材料準備

①社區教師指導家庭建立實驗室，幫助他們制訂相應的實驗室規則，強調實驗安全事項，建立實驗時家長的陪伴制度。②自備材料階段：學習前期視頻，學生根據實驗項目自主準備實驗器材。③社區小組互助階段：器材準備出現問題時，及時在社區小組中反映問題，社區內成員提供必要的建議或借用部分器材。

4. 進行實驗

學生根據科學教師提供的視頻進行實驗，及時通過圖片、視頻或者口述等方式上傳交流群。教師根據學生的實驗現象找出問題，引導學生進行差異思考：“我的實驗現象是這樣，他的為什么是那樣？”教師根據時機，向學生提供后續視頻，幫助學生糾正實驗細節，并引發學生對實驗現象的思考。此時，最好的事情莫過于學生出現針對實驗問題的爭論了，在爭論過程中，學生可以不斷尋找支撐自己觀點的證據。

5. 實驗效果評價

按照實驗條件、器材準備、實驗效果、相關討論、互助交流、現象解釋進行評價。表2 為“瓶內吹氣球”實驗的評價細則示例。

四、家庭實驗室取得的成效

1. 學生層面

（1）家庭實驗成為學生學習的“興奮劑” 曾經的課堂，教師講實驗，學生記下想象的實驗現象，或通過觀察教師的演示實驗獲取短暫停留在腦海中的操作和現象，或在教師的指導下完成課本上的驗證性實驗。但隨時間的延續，這樣的教學已不能激發學生的學習熱情，逐漸失去對科學的好奇心。而家庭實驗一定程度上改變了現狀，增強了學生學習的趣味性和積極性。

（2）促使學生形成嚴謹的科學素養 家庭作為實驗環境，淡化了壓力，能充分發揮學生的想象力和主動性；另外拋開了教師的“狹小”范圍，培養了學生實驗的自主性，培養了學生的發現、探究、質疑的實驗能力。大多數學生在實驗操作中能得到較為客觀的評價，在分享其他人實驗成果的過程中不斷彌補自己的不足，逐步形成科學探究的習慣和能力，養成了良好的科學素養。

（3）促生學生的科研成果 家庭實驗室拓寬了學生的科學視野，也激發了學生的科學熱情。尤其在科學創新大賽效果顯著，連續3 年有學生獲得省級一等獎，獲得多項科技專利。

2. 家庭層面

自從成立了家庭實驗室，一改家長以往圍繞語、數、英展開輔導的老圈子，使家庭成為科普教育的基地，促使形成學習型家庭。記得有位家長說：“其實應該感謝家庭實驗室，它讓我對我家孩子更多了些佩服，也使我換了一個視角看待他！在科學學習上，我們都是‘在路上’”。

3. 教師層面

家庭實驗室提高了教師的科研能力，在指導學生家庭實驗、促進實驗進行、激勵學生實驗方面積累了寶貴的經驗，也使參與研究的教師初步探索了網絡環境下進行科學素養培養的方法，初步建立了一套完整的長效機制。家庭實驗室項目榮獲山東省優秀課程資源一等獎，同時衍生出多篇獲獎論文。

家庭實驗室帶動范圍廣，成效穩定，在一定程度上提升了學區范圍內的科學學習氛圍，既提高了親子關系，又建構了科學知識，促進了科學思維的發展，提升了科學核心素養。

參考文獻

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