“五維聯動”提質增效

〔摘" "要〕" 小學科學課程是一門體現科學本質的綜合性課程，旨在培養學生科學素養。有效推進科學實驗教學，是激發學生科學興趣、提升學生動手能力和培養學生科學素養的重要手段。本文基于科學素養培育視角，首先闡述了小學科學實驗教學的意義及特點，指出了實驗教學的重要性。其次，從教師因素、學生因素和其他因素發現影響小學科學實驗教學高效開展的問題。最后，提出“五維聯動”提質增效策略體系，助力小學科學教育實現質效的雙重提升，在教育“雙減”中切實做好科學教育加法。

〔關鍵詞〕" 小學科學；實驗教學；提質增效；科學素養

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

小學科學課程旨在培養學生科學素養，實驗教學則是實現這一目標的重要手段?！督逃康仁瞬块T關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》明確指出，要深化實驗教學改革，提升實驗教學質量。通過實驗，學生能夠將抽象的科學知識具象化，在親身體驗中理解科學原理，掌握科學方法，激發對科學的興趣與探索的欲望。然而，當下小學科學實驗教學在實施過程中仍面臨諸多挑戰，制約了實驗教學功能的充分發揮。因此，積極探索高效的實驗教學實踐策略是一項重大且刻不容緩的任務。

一、實驗教學的意義及特點

《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）指出，要重視實驗教學，努力創設適宜的學習環境，促進學生積極參與、主動探究，引導學生做好每一個實驗。因此，推進小學科學課堂實驗教學的高效開展，對于激發學生學習科學的主動性、提升學生的動手實踐能力以及培養學生的科學核心素養顯得尤為重要。

（一）激發學生學習科學的興趣

認知心理學研究表明，小學生的有效注意力僅15～20分鐘，但對感興趣的內容專注時長可延長至40分鐘以上。在學習教科版科學六年級下冊《廚房里的物質與變化》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。學生對此產生強烈的好奇：“為什么會產生這樣的變化？”教師順勢引出課題。這一教學過程充分激發了學生的學習興趣。

（二）提升學生的動手實踐能力

奧蘇貝爾的有意義學習理論認為，教師要在教學中提出新的元素，在學生將其與認知結構中已有的知識基礎進行遷移的過程中，逐步納入新的元素。在科學課堂上，意味著小學生通過活動、問題或模型來擴展他們的認知。例如，在教學教科版科學四年級下冊《種子的傳播》一課時，學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，在有意義的學習過程中，提升他們的動手實踐能力，最終建立結構與功能的跨學科概念。

（三）培養學生的科學核心素養

《課程標準》指出，義務教育階段科學課程應注重培養學生的探究實踐、科學思維和態度責任等科學素養，實驗正是實現培養學生科學素養的有效方法。例如，在教學教科版科學四年級下冊《里面是怎樣連接的》一課時，教師引導學生推測暗盒可能的連接方式，并相機與數學中學過的枚舉問題聯系，引導學生按照順序，不重復、不遺漏地進行檢測，落實學生思維能力以及科學核心素養的培養目標。

二、影響實驗教學高效開展的因素

（一）教師因素

在小學科學教學中，部分教師重視理論，卻輕視實驗教學的重要性，造成學生在整個課堂學習中一知半解。一些教師課前準備不足，如未進行預實驗、實驗設計不完善等，導致實驗效果不好。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，導致學生學習科學的積極性欠佳。

（二）學生因素

在核心素養理念指導下，小學科學實驗教學雖然開始重視學生主觀能動性的發揮，但往往部分學生自制力不足，未聽清實驗要求就急于操作，導致實驗低效甚至無效。有的學生未養成動手記錄實驗現象的習慣，收集與整理信息的能力薄弱，造成科學課常常表面熱烈，但學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系。

（三）其他因素

隨著時代的發展，教學方法、手段不斷更新。受“大班額”等因素的影響，探究式教學無法真正有效開展；學校實驗室、功能室等基礎設施較為缺乏，實驗設備配套不全，有些課程的教學內容無法完成，僅靠教師講授，無法展開有效實驗，因而出現教學低效或無效的局面。

三、實驗教學“五維聯動”提質增效策略

通過構建小學科學實驗教學“五維聯動”提質增效策略體系，系統培育學生科學素養，并多方舉措協同推進，可有效解決當前小學科學實驗教學面臨的問題。

（一）科學設計實驗教學內容

教師首先應深入研讀《課程標準》，明確各年級實驗教學的具體要求，結合學生已有的知識經驗，制定精準、可操作、可檢測的實驗教學目標。例如，在教科版科學四年級下冊“莖和葉”實驗教學中，教師可根據《課程標準》中對學生觀察能力培養的要求，以及四年級學生形象思維為主、好奇心強但觀察缺乏系統性的學情，將實驗目標設定為：學生能運用多種感官觀察葉子的外部形態特征，并用簡單的語言進行描述概括；通過對比不同植物葉子，發現葉子的相同點和不同點，培養觀察與比較能力。教師還要改變傳統“灌輸式”教學模式，設計具有探究性的實驗環節，引導學生主動參與。以教科版科學四年級上冊“聲音是怎樣產生的”實驗為例。教師可先創設情境，播放不同聲音，引發學生思考聲音產生的原因，讓學生做出假設。接著，為學生提供橡皮筋、鋼尺、鼓、音叉等材料，讓學生分組自主設計實驗，驗證假設。在實驗過程中，學生通過拉橡皮筋、撥動鋼尺、敲擊鼓面和音叉等操作，觀察物體振動的現象，結合現象思考聲音產生的本質。教師還可以將實驗巧妙地設計在解決問題的情境中，設計具有挑戰性的問題。可以是請作為“小小工程師”的你們為學校的足球教練設計一個塔臺模型，來方便教練更好地觀察隊員訓練；可以是邀請“小小地質學家”來扮演不同類型的土壤樣本，引導學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

生活中有很多現成的材料可以用來輔助科學教學。這些學生熟悉的材料，不僅簡約經濟，而且易獲得。以教科版科學五年級上冊《我們的水鐘》、教科版科學五年級下冊《設計制作我們的小船》、教科版科學六年級上冊《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。在制作生態瓶的過程中，塑料瓶就是一個生態系統的“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，教師在引導學生觀察植物的光合作用供氧和魚類呼吸排泄等物質循環的過程中，幫助學生建立生態系統的科學概念。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，引導學生觀察水位上升現象，拿掉熱毛巾后，水位下降。教師順勢提問，為什么會產生這樣的現象，從而激發學生的學習興趣。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、驅動小車，模擬肌肉與關節模型等。這樣的生活化取材既易獲取，又方便學生操作，有利于在實踐探究中培養學生解決問題的能力，提升學生的科學素養。

（三）豐富科學實驗教學路徑

當下，小學科學實驗的教學形式多見于教師演示實驗、學生實驗、小組合作實驗等。教師在熟練開展上述實驗教學形式的前提下，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，也可以積極組織學生開展課外活動，還可以利用科技館等館校資源、社區資源補充實驗。例如，在講解火山噴發的成因及作用時，教材上的模擬實驗具有一定的危險性，學生也很難對火山產生直觀的聯系。虛擬實驗室的運用打破了學生學習空間的壁壘，利用程序化的操作模擬火山噴發的過程，讓學生對火山噴發的成因有了清晰的認識。在學校科技節活動中，可以設置多樣化的比賽，如“我們的過山車”“胡蘿卜高塔”等，將教學活動延伸至課外活動，以賽促學，激發學生學習科學的積極性。此外，鼓勵學生在家中開展家庭實驗，將科學實驗從課堂延伸至家庭。教師布置家庭實驗任務，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和交流。在教學教科版科學五年級下冊“環境與我們”單元時，教師可借助社區資源，組織學生走進環保企業，引導學生分析實際的環境問題，感受環境問題與日常生活的緊密關系，從而樹立環境保護意識。教學日、地、月關系有關知識時，可以利用科技館等資源，帶領學生觀察日地月模型，幫助學生產生直觀的認知。教學教科版科學六年級上冊“工具與技術”單元時，也可以利用企業資源，在運用各類工具組裝實操的過程中，幫助學生認識工具與技術之間的關系。

（四）培養學生良好實驗習慣

良好的科學實驗習慣對于幫助學生理解科學知識、培養思維能力及高效開展實驗教學起著關鍵作用。有效的實踐策略，能更好地引導學生養成良好的科學實驗習慣。第一，要培養學生實驗前準備的習慣。例如，在教科版科學三年級上冊進行“物體的溶解” 實驗前，教師引導學生對照材料清單，逐一檢查實驗材料，確認鹽、糖等材料的數量和質量，教師要強調拿取時輕拿輕放，避免打碎器皿造成危險，培養學生謹慎對待實驗材料的習慣。第二，培養學生規范實驗操作的習慣。例如，在探究教科版科學五年級下冊“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，在學生的操作過程中，相機指導，及時糾正操作錯誤，確保每個學生能規范掌握酒精燈的使用步驟，為學生后續學習奠定基礎。第三，教師要強化學生實驗觀察與記錄的習慣。例如，在教科版科學四年級下冊“植物的生長過程”實驗中，教師引導學生從多個角度進行觀察。學生不僅要觀察種子是否發芽，還要關注幼苗的生長速度、植株的高度增長等。還可以指導學生設計表格，幫助學生養成記錄數據、獲取信息的習慣。教師應定期檢查學生的記錄，對記錄詳細、準確的學生給予表揚，對記錄不規范的學生進行指導，培養學生嚴謹的記錄習慣。第四，實驗結束后教師引導學生整理材料、開展研討。例如，在教科版科學六年級上冊開展“電能與磁能”實驗時，引導學生思考電磁鐵是怎樣“搬運”大頭針的，明確電磁鐵的特性，促進學生建立實驗操作與思維活動之間的有機聯系。

（五）采用多樣評價方式

教師在教學過程中要摒棄以實驗結果為單一評價標準的評價方式，構建以教育評價理論為基礎、多維評價角度并重的評價指標體系。例如，在評價學生“電路連接”實驗時，不僅要從實驗結果的角度關注學生是否正確連接了電路使燈泡發光，還要從實驗操作技能的角度考查學生在實驗過程中對電路元件的選擇是否規范，能否運用科學思維分析電路故障原因、是否有團隊協作精神、是否在實驗中有認真嚴謹的實驗態度等，并綜合運用教師評價、學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生反饋。學生自評可讓學生對自己在實驗中的表現進行反思與總結，互評則能促進學生相互學習、共同提高。

在實施科學教育“加法”策略的背景下，通過構建小學科學實驗教學“五維聯動”提質增效策略體系，可有效解決當前小學科學實驗教學面臨的問題，激發學生對科學實驗的興趣，培養學生的實踐能力、創新思維和科學精神，為學生未來的學習奠定堅實基礎，助力小學科學教育實現提質增效，在教育“雙減”中切實做好科學教育“加法”。

參考文獻

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