實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化策略

〔摘" "要〕" 本文聚焦基于核心素養(yǎng)的小學(xué)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)優(yōu)化策略。通過緊扣核心素養(yǎng)，優(yōu)化目標(biāo)設(shè)計(jì)；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生興趣；改進(jìn)教學(xué)方法，提升教學(xué)效果；完善評(píng)價(jià)體系，促進(jìn)全面發(fā)展等優(yōu)化策略，為學(xué)生營(yíng)造優(yōu)質(zhì)的探究環(huán)境，助力核心素養(yǎng)在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的有效落實(shí)，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，為其未來發(fā)展筑牢根基。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；核心素養(yǎng)；探究實(shí)驗(yàn)；優(yōu)化；策略

〔中圖分類號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " 〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2025）24" " 0085-03

小學(xué)3～4年級(jí)的學(xué)生正處于小學(xué)階段的關(guān)鍵時(shí)期，也可以說是過渡時(shí)期，這個(gè)階段的學(xué)生已經(jīng)積累了一定的知識(shí)技能，對(duì)很多新鮮事物充滿好奇，尤其對(duì)充滿神秘感的科學(xué)實(shí)驗(yàn)充滿興趣，所以教師要恰到好處地利用學(xué)生的這種心理，積極優(yōu)化小學(xué)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方案，提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

一、基于核心素養(yǎng)優(yōu)化探究實(shí)驗(yàn)的意義

（一）啟蒙科學(xué)興趣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度

小學(xué)3～4年級(jí)的學(xué)生對(duì)新鮮事物尤其是充滿未知的科學(xué)世界充滿好奇，而科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)恰好打開了通往科學(xué)世界的大門，這對(duì)于學(xué)生來說可謂是啟蒙科學(xué)興趣，激發(fā)探索熱情。正所謂“興趣是最好的老師”，教師要恰當(dāng)利用好學(xué)生的獵奇心理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。學(xué)生的科學(xué)興趣往往具有實(shí)效性，教師一旦激發(fā)出了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就要想辦法讓學(xué)生繼續(xù)保持這種探索熱情，盡量調(diào)整探究實(shí)驗(yàn)的難度，避免學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒。所謂科學(xué)態(tài)度是指無論是教師還是學(xué)生都要遵循嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的原則，養(yǎng)成尊重科學(xué)、尊重事實(shí)、勇于探索、堅(jiān)持不懈的科學(xué)素養(yǎng)，這種科學(xué)態(tài)度歷經(jīng)時(shí)間的沉淀，會(huì)逐漸衍生成一種科學(xué)精神定格在學(xué)生的品格之中。

（二）培養(yǎng)科學(xué)思維，提升學(xué)生實(shí)踐能力

小學(xué)3～4年級(jí)學(xué)生的思維模式尚未形成完整體系，是一個(gè)逐漸成長(zhǎng)、不斷豐富其內(nèi)涵的過程。這個(gè)階段的學(xué)生需要教師一步一步地向其灌輸科學(xué)知識(shí)技能，引領(lǐng)學(xué)生逐漸形成相對(duì)成熟的科學(xué)思維模式，進(jìn)而將科學(xué)思維運(yùn)用到實(shí)踐中，提升自己的綜合實(shí)踐能力。換言之，探究實(shí)驗(yàn)是推動(dòng)學(xué)生科學(xué)思維與實(shí)踐能力進(jìn)階的核心要素，對(duì)于學(xué)生的成長(zhǎng)有著不可替代的作用。探究實(shí)驗(yàn)一方面?zhèn)戎匾龑?dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度思考，另一方面注重引導(dǎo)學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)操得出結(jié)論。探究實(shí)驗(yàn)在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度思考時(shí)不僅強(qiáng)調(diào)思考的深度，更加強(qiáng)調(diào)思考的維度，要求教師著重培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，跳出思維定式。引入思維腳手架理論，為學(xué)生搭建逐級(jí)上升的思維支架。探究實(shí)驗(yàn)在引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)操時(shí)強(qiáng)調(diào)“實(shí)踐出真知”。教師要善于鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出假設(shè)，然后將設(shè)想轉(zhuǎn)化為實(shí)際操作，在操作中不斷調(diào)整優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程，進(jìn)而對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行反思總結(jié)得出結(jié)論。這一整套實(shí)驗(yàn)過程融合了觀察、思考、想象以及動(dòng)手實(shí)操等多種綜合能力的鍛煉，促進(jìn)學(xué)生綜合實(shí)踐能力全面提高。

（三）促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作，提升學(xué)生合作能力

許多探究實(shí)驗(yàn)不是一個(gè)人的獨(dú)角戲，而是需要學(xué)生通過小組合作的方式共同完成。在小組中，每個(gè)學(xué)生都有自己的任務(wù)，大家分工合作，互相幫助，向著共同的目標(biāo)前進(jìn)。學(xué)生通過小組合作的方式逐漸意識(shí)到個(gè)人的力量是有限的，只有大家都發(fā)揮所長(zhǎng)，齊心合力才能探索到科學(xué)的奧秘。在合作過程中，小組成員難免會(huì)因?yàn)楦鞣N原因產(chǎn)生摩擦，科學(xué)合理地處理這些摩擦有助于學(xué)生形成包容、互助的意志品質(zhì)，在這個(gè)過程中逐步提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，創(chuàng)造共贏局面。

二、基于核心素養(yǎng)優(yōu)化探究實(shí)驗(yàn)的策略

（一）緊扣核心素養(yǎng)，優(yōu)化目標(biāo)設(shè)計(jì)

教師在設(shè)計(jì)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)時(shí)，要深度融合科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任四個(gè)維度的核心素養(yǎng)。一方面，引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)意識(shí)，形成系統(tǒng)的科學(xué)思維模式，明確學(xué)生需要掌握的核心知識(shí)，幫助其構(gòu)建系統(tǒng)的知識(shí)體系；另一方面注重培養(yǎng)學(xué)生的探究精神，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱愛以及對(duì)社會(huì)和環(huán)境的責(zé)任感。以教科版科學(xué)四年級(jí)下冊(cè)“電路連接”實(shí)驗(yàn)為例，教師不僅要設(shè)定引導(dǎo)學(xué)生掌握電路連接方法、理解電流原理的科學(xué)觀念目標(biāo)，還要設(shè)定鍛煉學(xué)生分析電路故障、設(shè)計(jì)不同電路連接方式的科學(xué)思維目標(biāo)；同時(shí)更要設(shè)定培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作、團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成電路搭建的探究實(shí)踐目標(biāo)；最后也要設(shè)定學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、節(jié)約用電的態(tài)度責(zé)任目標(biāo)。通過明確且多元的目標(biāo)導(dǎo)向，讓實(shí)驗(yàn)更具針對(duì)性和育人價(jià)值。

（二）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生興趣

小學(xué)3～4年級(jí)學(xué)生的基本特點(diǎn)是好奇心強(qiáng)，掌握了一定的科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和技能但尚不完善，同時(shí)自律能力相對(duì)較差。基于以上特點(diǎn)，教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必貼合這個(gè)階段學(xué)生的實(shí)際情況，為學(xué)生量身打造實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。在契合學(xué)生認(rèn)知的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上融入創(chuàng)新元素，最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。創(chuàng)新即打破原有的常規(guī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生從不同的思維角度去探究實(shí)驗(yàn)，要鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中積極融入新奇的想法，勇于大膽嘗試新的實(shí)驗(yàn)方法，努力維系學(xué)生的學(xué)習(xí)熱忱。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要方法有創(chuàng)設(shè)情境法和增加趣味性元素法。其中，創(chuàng)設(shè)情境法指的是教師結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)合理的科學(xué)實(shí)驗(yàn)情境，引導(dǎo)學(xué)生身臨其境，在特定的情境中進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究。比如，在《簡(jiǎn)單電路》的課堂教學(xué)中，教師可以設(shè)置維修燈具的情境，請(qǐng)學(xué)生假設(shè)自己就是“小電工”，要求學(xué)生找出造成電路故障的原因并進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù)。教師通過模擬維修燈具的場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地探究電路連接的原理和方法，激發(fā)學(xué)生解決問題的興趣。增加趣味性元素法則指的是教師在實(shí)驗(yàn)探究過程中增加一些具有趣味性的元素，從擬人的角度賦予科學(xué)實(shí)驗(yàn)以人的靈魂，設(shè)計(jì)新奇有趣的實(shí)驗(yàn)方式，提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探究的積極性。比如，在教科版科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)《植物的一生》課堂教學(xué)中，“一生”二字已經(jīng)賦予了植物靈魂，以“人”的視角展開了對(duì)植物生命的探索。教師可以向?qū)W生展示植物生長(zhǎng)的“魔法盒”，“魔法盒”里面已經(jīng)有開始萌芽的種子。當(dāng)學(xué)生看到這些可愛的小嫩芽時(shí)，就會(huì)非常好奇植物的種子是如何在這個(gè)小盒子中生長(zhǎng)的。此時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣已經(jīng)被激發(fā)出來了，教師再適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生自己在“魔法盒”中播種種子，通過澆水施肥觀察種子的成長(zhǎng)過程。“魔法盒”講述了植物神奇的“一生”，這種充滿趣味性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，能夠吸引學(xué)生的注意力并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

（三）改進(jìn)教學(xué)方法，提升教學(xué)效果

教師在教學(xué)過程中要秉持終身學(xué)習(xí)的職業(yè)道德情操，不斷進(jìn)行自我反思，逐漸改進(jìn)教學(xué)方法以提升教學(xué)效果。教師對(duì)于教學(xué)方法的探索不應(yīng)僅僅來源于理論，更多的應(yīng)該來源于實(shí)際的科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究過程。傳統(tǒng)的教學(xué)方法多是教師講、學(xué)生聽，這樣的教學(xué)方法忽視了學(xué)生的主體地位。教師應(yīng)該嘗試從講授法逐漸向引導(dǎo)法轉(zhuǎn)變，通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究引導(dǎo)學(xué)生自主思考。比如，教師在講授教科版科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)“聲音的傳播”時(shí)，不再像從前一樣直接給出答案，而是通過設(shè)計(jì)“真空罩中的鬧鐘”的科學(xué)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考：聲音能否在真空中傳播？引導(dǎo)學(xué)生觀察鬧鐘鈴聲隨著空氣被抽出逐漸減弱的過程，總結(jié)出聲音傳播需要介質(zhì)的結(jié)論。學(xué)生通過觀察思考所得出的結(jié)論一定要比教師直接灌輸?shù)拇鸢父由钊肴诵模哺右子诶斫狻Ｔ谝酝慕虒W(xué)過程中，學(xué)生習(xí)慣獨(dú)自完成學(xué)習(xí)任務(wù)，這種學(xué)習(xí)方式不利于學(xué)生集思廣益、交流溝通。所以教師可以變個(gè)體學(xué)習(xí)為小組合作，從學(xué)習(xí)形式上改進(jìn)教學(xué)方法。小組合作的學(xué)習(xí)方式不僅可以促進(jìn)學(xué)生交流分享自己的想法，還能提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。以教科版科學(xué)四年級(jí)下冊(cè)“植物的蒸騰作用”實(shí)驗(yàn)為例，教師將學(xué)生分成不同的小組，分別負(fù)責(zé)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料、操作實(shí)驗(yàn)過程、觀察記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。每個(gè)小組都有自己的學(xué)習(xí)任務(wù)，大家分工合作，各司其職，對(duì)于所發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行交流討論，如此不僅鍛煉了學(xué)生合作交流的能力，還大大提高了學(xué)生的成就感。

隨著AI技術(shù)融入課堂教學(xué)，教師可以借助數(shù)字化工具輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)。利用AI技術(shù)模擬一些具有危險(xiǎn)性的科學(xué)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生通過直觀演示的方式更好地理解抽象的科學(xué)概念。比如，教師在講解教科版科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)“地球的結(jié)構(gòu)”時(shí)可以引入AI技術(shù)，動(dòng)態(tài)展示地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生通過觸摸電子屏幕進(jìn)行縮放等功能自主操作，探索地球不同的圈層。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生輸入不同的條件，如深度、溫度變化，模擬地球內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)改變，輔助學(xué)生理解復(fù)雜的科學(xué)原理。數(shù)字化教學(xué)方法是對(duì)教師教學(xué)方法的一次徹底革新，助力教師提升教學(xué)效果。

（四）完善評(píng)價(jià)體系，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展

完善評(píng)價(jià)體系主要包括三個(gè)方面：第一，評(píng)價(jià)主體多元化。評(píng)價(jià)主體不僅僅包括教師評(píng)價(jià)，還包括學(xué)生自評(píng)和學(xué)生互評(píng)。教師評(píng)價(jià)側(cè)重專業(yè)性的方法指導(dǎo)，學(xué)生自評(píng)側(cè)重學(xué)生自我反思，學(xué)生互評(píng)則側(cè)重彼此之間的交流溝通。評(píng)價(jià)主體的多元化有利于為學(xué)生提供全面反饋，增強(qiáng)評(píng)價(jià)的可信度。不同評(píng)價(jià)主體代表不同的評(píng)價(jià)視角，能夠?qū)⒉煌脑u(píng)價(jià)結(jié)果相互印證補(bǔ)充，降低主觀偏見，使評(píng)價(jià)更加客觀公正，結(jié)果更具說服力。第二，評(píng)價(jià)內(nèi)容多元化。評(píng)價(jià)內(nèi)容涉及學(xué)生學(xué)習(xí)情況、課堂表現(xiàn)情況、學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)態(tài)度等方面，打破以往單純以學(xué)習(xí)成績(jī)論優(yōu)劣的局面。每個(gè)學(xué)生的長(zhǎng)短板是不一樣的，評(píng)價(jià)內(nèi)容的多元化尊重了學(xué)生個(gè)體差異，有利于促進(jìn)學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升。第三，評(píng)價(jià)方式多元化。將形成性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，既能夠關(guān)注到學(xué)生在課堂提問、作業(yè)批改、小組討論等過程中的表現(xiàn)和進(jìn)步，又能夠檢驗(yàn)學(xué)生在一個(gè)階段結(jié)束時(shí)的學(xué)習(xí)成果。教師還可以將定性評(píng)價(jià)與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合，分別通過文字描述和數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的方式評(píng)價(jià)學(xué)生的優(yōu)缺點(diǎn)，準(zhǔn)確地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和發(fā)展水平。比如以教科版科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)“聲音的奧秘”單元教學(xué)為例，融入評(píng)價(jià)多元化理念，教師觀察學(xué)生在聲音傳播實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)情況，從專業(yè)角度點(diǎn)評(píng)其操作規(guī)范性與實(shí)驗(yàn)結(jié)論總結(jié)的準(zhǔn)確性。在制作小樂器后，學(xué)生對(duì)照制作要求，反思自己對(duì)聲音高低、強(qiáng)弱原理的運(yùn)用，完成自評(píng)。小組討論聲音的特性時(shí)，學(xué)生互評(píng)彼此的參與度、觀點(diǎn)創(chuàng)新性和對(duì)他人意見的接納程度。不僅評(píng)估學(xué)生使用實(shí)驗(yàn)器材的熟練程度，還觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中面對(duì)困難時(shí)的堅(jiān)持程度，以及對(duì)聲音探索的熱情和好奇心。教師可以通過選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題的形式檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)聲音知識(shí)的記憶與理解，或者讓學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)并完成聲音傳播速度與介質(zhì)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，考查其操作技能。多元化的評(píng)價(jià)體系能夠促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

三、結(jié)語

基于核心素養(yǎng)優(yōu)化小學(xué)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)是提升教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵路徑。通過緊扣核心素養(yǎng)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略，從科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任四個(gè)維度出發(fā)，讓實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)更具全面性與導(dǎo)向性，使學(xué)生在知識(shí)學(xué)習(xí)中發(fā)展多元能力。通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生興趣的優(yōu)化策略，摒棄傳統(tǒng)單一的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑Y(jié)合生活現(xiàn)象與趣味元素設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。通過改進(jìn)教學(xué)方法、提升教學(xué)效果的優(yōu)化策略，采用項(xiàng)目式、問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，替代傳統(tǒng)灌輸模式，鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，讓學(xué)生在解決問題過程中掌握科學(xué)知識(shí)與技能。通過改善評(píng)價(jià)體系，促進(jìn)全面發(fā)展的優(yōu)化策略，構(gòu)建多元評(píng)價(jià)體系，除知識(shí)技能考核，還關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)態(tài)度、創(chuàng)新思維與合作能力。綜合教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)與互評(píng)，全面考量學(xué)生表現(xiàn)。這些優(yōu)化策略相互關(guān)聯(lián)，為學(xué)生打造優(yōu)質(zhì)的科學(xué)探究環(huán)境，助力學(xué)生掌握知識(shí)、提升能力、塑造科學(xué)精神，讓核心素養(yǎng)在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中落地生根。

【本文系廣西教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2023年度專項(xiàng)課題“基于核心素養(yǎng)提升的小學(xué)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略研究”的研究成果，課題編號(hào)：2023ZJY784】

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