深耕实验课堂 赋能科学探究——浅谈提高小学科学课堂实验教学效果的策略

摘要

小学科学是一门以实验为基础的基础性学科，实验教学是科学课堂的核心载体，是培养学生科学探究能力、创新思维和科学素养的关键途径。在新课标背景下，科学教学不再局限于知识灌输，更注重引导学生通过动手实践、自主探究发现科学规律。但当前小学科学课堂实验教学仍存在器材利用低效、实验流程形式化、学生参与度不均、探究深度不足、评价体系单一等诸多问题，严重制约了课堂教学质量，阻碍了学生科学核心素养的发展。本文结合小学科学教学实践，分析当前课堂实验教学存在的普遍问题，从课前精准筹备、课堂优化实施、学生主体激活、多元评价构建、课后复盘提质五个维度，系统阐述提升小学科学课堂实验教学效果的有效策略，旨在打造高效、深度、趣味的科学实验课堂，助力学生形成科学思维、掌握探究方法、树立科学精神。

关键词

小学科学；实验教学；课堂效果；探究能力；教学策略

一、引言

《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确指出，科学课程要立足学生核心素养发展，以探究实践为主要学习方式，注重引导学生亲身经历科学探究过程。小学阶段是学生科学启蒙的关键时期，小学生好奇心强、具象思维占主导，生动直观、动手实操的实验课堂，是学生认识自然、理解科学、探索世界的最佳途径。科学实验不仅能够将抽象的物理、化学、生物知识具象化，降低学生的学习难度，更能有效锻炼学生的观察能力、动手能力、逻辑思维能力和创新创造能力，为学生终身科学学习奠定坚实基础。

近年来，随着素质教育的全面推进，小学科学学科的教学地位持续提升，各校逐步完善科学实验室建设、配齐实验器材，实验教学的普及率大幅提高。但在一线教学落地过程中，实验课堂仍普遍存在“重形式、轻探究”“重演示、轻实操”“重结果、轻过程”的乱象。部分教师实验教学设计僵化，照搬教材流程，缺乏创新优化；实验准备不充分，课堂操作混乱、耗时过长；学生实验流于形式，机械模仿操作，缺乏独立思考和自主探究；实验评价只关注实验成败，忽视学生的过程性成长。这些问题导致实验教学的育人价值无法充分发挥，课堂实验效果大打折扣。因此，探索科学有效的实验教学优化策略，全面提升小学科学课堂实验教学质量，是新时代小学科学教学改革的重要课题。

二、小学科学课堂实验教学现存核心问题

（一）实验课前筹备不足，课堂开展效率低下

课前充分筹备是高效实验课堂的前提，但在日常教学中，多数教师存在课前准备流于表面的问题。一方面，器材准备缺乏精细化，部分教师仅简单核对器材数量，未提前调试器材性能，课堂中频繁出现器材损坏、装置漏气、测量工具失准等问题，导致实验中断、数据偏差，浪费大量课堂时间。同时，器材搭配固化，完全照搬教材实验方案，未结合学情优化器材，部分器材操作难度过高，低学段学生无法独立完成，降低实验参与度。

另一方面，教学设计缺乏深度，多数教师的实验教学设计仅聚焦“完成实验流程”，未明确实验重难点、学生探究任务、能力培养目标。课前未预设学生操作失误、实验失败等突发情况，缺乏应急方案，当课堂出现意外时，教师无法及时引导，导致课堂秩序混乱，实验教学节奏失控。此外，教师忽视学生课前预习引导，学生对实验原理、步骤、目的一无所知，课堂上只能被动听从教师指令，无法主动参与探究。

（二）实验教学模式固化，学生主体地位缺失

当前小学科学实验课堂仍以传统教学模式为主，演示实验多、学生实操少是普遍现状。部分教师受课堂时间、器材数量、课堂纪律等因素限制，为快速完成教学任务，全程采用教师演示、学生观看的模式，学生只能被动观察，没有动手操作、亲身体验的机会。即便是分组实验，也多为“流水线式”机械操作，教师统一讲解步骤、示范操作，学生按部就班复刻实验，无需独立思考、自主设计，探究过程缺乏自主性和创新性。

同时，课堂存在参与两极分化的问题。分组实验中，能力较强的学生包揽全部操作，其余学生沦为旁观者、记录员，无法亲身动手实践。教师缺乏对学困生、内向学生的针对性引导，导致部分学生长期游离于实验探究之外，无法积累实验经验，科学探究能力难以提升。固化的教学模式让实验教学失去探究本质，沦为机械的技能训练，无法激发学生的探究兴趣。

（三）实验探究浮于表面，思维培养深度不足

科学实验的核心价值不在于得到标准化的实验结果，而在于引导学生在操作、观察、思考、质疑、验证的过程中锻炼科学思维。但当前多数课堂实验重结果、轻过程，教师过度追求实验成功、数据标准、结论统一，忽视学生的探究思考过程。

在实验过程中，教师缺乏启发性提问和思维引导，学生只关注“实验有没有成功”“数据是否正确”，不会主动观察实验现象、分析实验误差、思考实验原理。面对实验失败、数据异常等情况，教师大多直接告知原因、修正数据，不让学生自主排查问题、分析原因，错失思维训练的最佳契机。长此以往，学生形成“唯结果论”的思维定式，缺乏质疑精神、探究意识和创新思维，无法真正掌握科学探究的方法。

（四）实验评价体系单一，育人导向作用薄弱

教学评价是优化实验教学、激励学生成长的重要手段，但目前小学科学实验课堂评价体系存在明显缺陷。一是评价主体单一，以教师单向评价为主，缺乏学生自评、小组互评，无法全面反映学生的真实表现。二是评价内容片面，评价标准仅聚焦实验结果是否正确、实验操作是否规范，忽视学生的课堂参与度、合作能力、思考过程、创新尝试、探究态度等核心素养表现。

三是评价方式固化，以口头表扬、对错判定为主，缺乏量化评价和过程性记录，评价没有针对性、没有层次性，对优秀学生无法起到激励提升作用，对学困生无法精准指出问题、引导改进。单一的评价体系无法发挥诊断、激励、导向的育人功能，导致学生无法清晰认知自身不足，实验探究能力难以持续提升。

（五）课后复盘机制缺失，教学优化迭代缓慢

高效的实验教学需要“课前设计、课中实施、课后复盘”的完整闭环，但多数教师只关注课堂教学实施，忽视课后复盘优化。课堂结束后，教师不梳理本节课实验教学中存在的问题，不总结成功经验，对实验失败原因、学生易错点、课堂低效问题不做系统分析，导致同类问题反复出现。同时，缺乏课后拓展延伸，实验课堂结束即教学终止，没有结合生活实际设计拓展实验、探究任务，无法实现课堂知识的迁移运用，导致实验教学与生活脱节，学生无法学以致用。

三、提升小学科学课堂实验教学效果的实践策略

（一）精细化课前筹备，筑牢高效课堂基础

课前筹备是提升实验课堂效果的第一道关口，教师需从器材调试、教学设计、学情铺垫三个维度精细化准备，规避课堂低效问题。

首先，精准筹备调试实验器材。教师在课前1-2天完成全套实验器材的清点、调试、组装与测试，排查器材故障。针对易损坏、精度不足的器材提前备用，对操作难度大的器材进行简化优化，适配小学低、中、高不同学段学情。例如三年级电路实验，替换复杂的接线器材，采用卡扣式简易电路元件，降低学生操作难度；对于蒸发、加热等存在安全隐患的实验，提前配备防护工具，划分安全操作区域，明确安全操作规范。同时，合理分配小组器材，保证每组器材充足，实现人人可操作、人人能参与。

其次，深度优化实验教学设计。教师立足新课标核心素养目标，结合教材内容和学生认知规律，制定精细化实验教学方案，明确实验教学的知识目标、能力目标、素养目标，细化实验流程、重难点突破方法、课堂提问设计、突发情况预案。打破教材固有流程的束缚，根据学情适度调整实验步骤，简化繁琐流程、增加探究环节。同时，预设课堂常见问题，如器材操作失误、实验数据偏差、实验现象不明显等，提前设计引导方案，确保课堂问题可快速解决。

最后，做好课前学情铺垫。通过前置作业、微课预习、课堂提问等方式，让学生提前了解实验主题、实验原理、实验器材和基本步骤。布置简单的前置探究任务，引导学生结合生活经验猜想实验现象、预判实验结果，带着疑问和思考进入课堂，为课堂深度探究做好铺垫。

（二）创新课堂教学模式，凸显学生主体地位

新课标强调学生是课堂的主体，实验教学必须摒弃“教师主导、学生被动”的传统模式，构建“自主、合作、探究”的课堂模式，让学生成为实验的参与者、探究者、创造者。

第一，合理配比演示实验与分组实操。对于危险性高、难度极大、器材稀缺的实验，采用教师精准演示、重点讲解的模式，配合高清实验视频放大实验现象，帮助学生清晰观察；对于基础探究类实验，全面推行全员分组实操，遵循“组内异质、组间同质”的原则分组，兼顾不同能力层次学生，每组明确操作员、记录员、观察员、汇报员等岗位，实行岗位轮换制，确保每位学生都能参与动手操作、观察记录、思考汇报，杜绝“旁观者”现象。

第二，推行开放式自主探究实验。改变“按步骤复刻实验”的固化模式，适当放开实验权限，让学生自主设计实验方案、自主组装器材、自主控制变量、自主记录数据。例如在《种子的发芽》实验中，不统一规定实验条件，让学生自主设置水分、温度、光照等变量，自主设计对比实验，通过自主探究得出实验结论，充分锻炼学生的实验设计能力和自主探究能力。

第三，强化课堂分层指导。课堂巡视过程中，教师针对性开展分层教学，对能力薄弱的学生，重点指导器材操作、实验步骤，帮助其完成基础实验；对能力较强的学生，提出拓展性探究问题，鼓励其优化实验方案、创新实验操作、探索更多实验现象，让不同层次的学生都能在实验中获得成长与收获。

（三）深化实验探究过程，聚焦科学思维培养

科学实验的核心是思维训练，教师要跳出“重结果、轻过程”的教学误区，聚焦探究全过程，通过提问、质疑、分析、总结，引导学生深度思考，培养学生的科学核心思维。

一是以问题链驱动深度探究。在实验全过程设计梯度化问题，实验前引导学生猜想假设，“你认为会出现什么现象？为什么？”；实验中引导学生细致观察、实时思考，“实验现象是什么？和你的猜想是否一致？出现偏差的原因是什么？”；实验后引导学生总结分析，“通过实验可以得出什么规律？实验中存在哪些不足？如何优化实验？”。通过层层递进的问题，引导学生全程动脑思考，让操作与思维同步推进。

二是善待实验失败，挖掘育人价值。实验失败、数据异常是课堂常态，教师无需追求实验百分百成功，反而要利用失败案例开展深度教学。当实验出现问题时，引导学生自主排查原因，从器材组装、操作步骤、变量控制、环境因素等方面逐一分析，让学生在纠错、复盘、重试的过程中，学会严谨的科学探究方法，培养求真务实、敢于探索的科学精神。

三是强化实验总结与知识建构。实验结束后，组织小组汇报、集体研讨，让学生自主分享实验现象、实验数据、探究结论，交流实验中的发现与困惑。教师结合学生的汇报，梳理实验原理、核心知识点，帮助学生将零散的实验经验整合为系统的科学知识，完成知识建构，真正实现“做中学、探中悟”。

（四）构建多元评价体系，发挥激励导向作用

完善的评价体系是提升实验教学质量的重要保障，教师需构建过程性、多元化、全方位的实验教学评价体系，实现以评促学、以评促教。

首先，丰富评价主体，建立“教师评价+小组互评+学生自评”的三维评价模式。学生自评聚焦个人操作、参与态度、收获不足；小组互评聚焦组员合作表现、操作规范性、创新表现；教师评价做整体总结、精准点评，全方位还原学生的课堂表现。

其次，拓宽评价内容，摒弃唯结果评价，将评价内容细化为五大维度：实验预习情况、器材操作规范性、课堂探究态度、小组合作能力、实验创新与问题分析能力，兼顾过程与结果、能力与素养。

最后，优化评价方式，结合量化评分与质性点评，制定科学实验课堂评分标准，对学生表现进行量化打分；同时针对学生的亮点与不足进行精准点评，表扬创新尝试、严谨态度，指出操作漏洞、思维短板，并给出具体改进建议。同时建立学生实验成长档案，记录学生每节课的实验表现、进步轨迹，让学生清晰看到自身成长，持续激发探究积极性。

（五）完善课后闭环体系，实现教学提质增效

高效的实验教学需要完整的闭环设计，教师要做好课后复盘、错题梳理、拓展延伸，实现课堂教学的持续优化和知识的迁移运用。

一方面，坚持课后复盘反思。每节实验课后，教师及时做好教学复盘，详细记录本节课出现的问题，包括器材问题、教学设计问题、学生探究问题、课堂管控问题等，分析问题成因，制定优化方案，更新教学设计。定期开展单元实验教学总结，梳理高频易错实验、重难点探究环节，形成标准化教学资源，规避同类问题重复发生，持续优化课堂教学模式。

另一方面，设计生活化拓展实验。立足生活实际，布置课后小实验、小探究、小发明作业，引导学生利用生活中的简易材料开展自主探究，将课堂实验知识延伸到课外。例如利用水杯、纸张探究大气压强，利用树叶、放大镜观察植物细胞，让学生明白科学源于生活、用于生活，培养学生学以致用的能力和自主探究的习惯。同时鼓励学生结合所学知识开展创意发明、科学小制作，全面提升科学创新能力。

四、结语

实验教学是小学科学课堂的灵魂，是落实核心素养育人目标的核心载体。提升小学科学课堂实验教学效果，不是单一的教学技巧优化，而是涵盖课前筹备、课中实施、思维培养、多元评价、课后复盘的全方位、系统性教学升级。作为一线科学教师，我们要立足小学生的认知规律和科学学科的教学本质，摒弃形式化、机械化的实验教学模式，深耕探究课堂，以精细化筹备夯实教学基础，以生本化课堂激活探究活力，以深度化思维落实素养培育，以多元化评价引领学生成长。

在新课标改革背景下，教师需持续更新教学理念、创新教学方法、优化教学策略，不断打磨实验课堂细节，挖掘实验教学的育人价值，让每一次实验操作都有思考、每一次探究都有收获、每一节课堂都有成长，真正让科学实验课堂成为学生探索真理、锻炼能力、启迪思维的沃土，助力学生科学核心素养稳步提升，为学生终身的科学学习和全面发展筑牢根基。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2] 张敬培.小学科学实验教学有效性提升策略研究[J].基础教育参考，2023(08)：45-47.

[3] 李艳.核心素养视域下小学科学探究式实验教学实践[J].科学咨询，2024(02)：189-191.

[4] 王建国.浅谈小学科学课堂实验教学存在的问题及对策[J].中小学电教，2023(11)：63-64.