【小学科学课题】四维开放:小学开放式主题实验室的构建策略研究

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【摘要】实验与创新是科学教学永恒的话题，而实验操作是学生进行科学探究学习的主要方式。由于传统班级授课模式无法兼顾个体差异，加之传统课堂时间无法满足学生探究热情以及实验室资源使用率低下，使得学生学习动力不足、效果较差、能力较弱。基于以上原因以及现阶段 "双减" 背景下，为培养学生的科学素养，笔者提出了小学开放式主题实验室的构建策略，即营造主题环境，有效整合资源；设计开放式主题实验室，探索学习新路径。同时还提出了评价实验岗位、评价实验过程和评价实验作业三个评价策略，希望通过此研究能促进学生形成个性化的学习方法。

【关键词】开放式主题实验室

一、研究缘起

（一）小学科学实验探究现状审视

小学科学课程在培养学生科学素养和科技创新能力的过程中起着非常关键的作用。在 "双减" 政策的实施背景下，小学科学实验教学如何才能实现改革与创新，如何满足学生的实验需求成为我们必须要探索的重要课题。"双减" 不仅是为学生减负，更重要的是以学生为本，以实践为依托，通过自主教学的方法提升学生的自主学习能力，让学生全面发展。笔者近几年一直担任小学中高段的科学教学工作，发现学生在实验探究方面还存在诸多问题，现加以说明。

1. 传统班级授课模式中，无法兼顾学生个体差异

实验是辅助学生探究科学世界的一种手段，通过实验，学生在收获知识的同时，还能体验到探究过程的快乐，从而激发学生对科学的兴趣。但是学生因能力不同、原有认知储备不同、动作快慢不同等，使得不同学生在课堂教学中的实验理解水平、实验完成程度等有所不同，如果没有机会拉齐，长此以往就可能使学生群体发生学习分化，造成部分学生对科学不感兴趣等。

2. 受传统课堂时间所限，部分内容学生实验无法课内完成

科学课的学习常常会因 40 分钟的教学时间所限而意犹未尽，孩子们的 "奇思妙想" 也常会因身边材料或者探究条件的限制而无法实施研究。学生希望能在课余时间延续研究，包括一些实验，如未完成的希望能完成，感觉一次不够的希望多做几次观察更深入细致，更有利于学习深入理解。

3. 传统学习模式下，非科学课时段各类实验资源使用率低下

笔者对所任教的六年级共 225 名学生进行了问卷调查，如右图，六年级 6 个班课余时间一次都没有去过实验室的学生占很大比例。新课内容的结束意味着实验室从此以后开始闲置，慢慢成为陈旧的摆设，造成了资源的严重浪费。

另外因主客观因素，课堂中无法保证每位学生亲身参与亲自动手，而开放实验室可以为学生提供二次学习机会。

（二）小学开放式主题实验室构建策略研究的价值意义

1. 形式多样，激发科学学习兴趣

开放式主题实验室以学生喜爱的 "教室外" 的实验为载体，主要包括实验室的实验、户外的实验、家庭的实验等表现方式，中间串联科学知识，形式多样，内容有趣，符合小学生的思维特征和学习需要，激发学习兴趣。

2. 内容开放，促进科学思维形成

传统的科学实验室一般只在新课授课时学习教材实验才会用到，开放式主题实验室突破现有的形式单一、内容局限，在学生参与各种实验的过程中，构建科学知识体系，驱动学生自主学习和思考。同时也为小学科学实验教学提供新的学习材料范式，培养科学思维方法，让学生收获科学学习的乐趣和意义。

3. 时空自由，积累科学应用经验

通过实现时间自由、空间自由，开放实验室可以突破课内知识、课后知识和生活实践脱节的问题，打通科学和生活的联系，将科学与生活相联系，在此过程中积累应用经验。

二、研究设计

（一）操作定义

四维开放—— 开放式不仅包括空间的开放，还包括时间上的开放。不仅包括传统意义上的室内实验，还包括户外实验或家庭实验。通过开放实验室，学生获得更多的自由去经历科学探究和探索。

主题实验室—— 实验室是培养学生实践能力和创新精神的重要基地，而开放式主题实验室是一种开放的实验室教育，是培养学生科学素养的重要环节。它以学生为教学主体，使学生能够充分发挥主观能动性，从实验室有限的空间和实验课有限的时间扩展出来，激发学生主动学习的积极性。笔者所思考的开放式主题实验室的构建如上图所示。

（二）研究历程

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