小实验在小学科学课堂中的应用研究

当前科学教育改革强调实践能力培养的核心地位，小学阶段作为科学启蒙的关键期亟需创新教学模式。传统讲授式教学难以满足儿童认知发展需求，抽象科学原理常使学生产生理解障碍。实验教学通过具象化操作把抽象知识转化为可感知现象，这种教学形式符合儿童具象思维特征。国际科学教育研究指出，动手操作能深化概念理解并培养实证精神。我国小学科学课堂虽逐步增加实验比重，但对实验活动的系统化设计及深层教育价值的挖掘仍然不足。教师需要建立科学规范的实验教学框架，使实验真正成为知识建构的载体而非课堂点缀。本研究旨在探索小实验融入常规课堂的优化路径

一、精准设计实验目标，锚定科学素养发展

教师依据课标要求分层设定实验目标，能够将核心素养分解为可观测的操作行为。目标精准化避免实验活动的盲目性，确保每个环节服务于知识建构与能力进阶。实验目标被细化为观察描述、变量控制、结论推导等层级，使学生在有限课堂时间内聚焦关键科学概念的习得。教学效能的提升依赖于目标对认知阶梯的精准匹配，学生因而在动手操作中自然达成思维深化。

以四年级《摩擦力》教学为例，教师围绕“摩擦力的影响因素”设计小实验。课堂伊始，教师呈现木板、毛毡、玻璃三种平面及不同重量的小车，要求学生自主提出假设：“哪些因素可能改变小车滑动速度？”学生分组制定方案，通过控制材质类型与压力变量完成对比实验。教师引导学生用传感器记录小车运动时间，将数据转化为折线图；学生分析曲线趋势发现接触面粗糙度与压力大小对摩擦力的作用规律。实验报告需包含假设验证过程与生活实例拓展，如解释轮胎防滑设计的原理。目标导向的实验流程使得科学探究从操作上升至模型建构层次。

二、构建探究式实验流程，强化学生主体地位

小实验的核心价值在于将学习主动权移交学生，使其经历“问题—设计—验证—反思”的完整科学探究循环。教师通过提供结构化材料与开放式任务，激发学生提出原创性猜想。探究式流程打破传统“演示—模仿”的被动模式，学生在试错中修正认知，其批判性思维与协作能力通过实验互动获得实质发展。科学课堂因此转化为思维碰撞的实践场域。

在《简单电路》单元教学中，教师分发电池、导线、小灯泡及开关组件，要求学生“点亮灯泡并控制明暗”。学生尝试多种连接方式，部分小组发现闭合回路是通电基础，另有小组通过增加电池数量改变亮度。教师引入电流表测量不同电路的电流强度，引导学生建立电量与亮度的关联。当某组提出“能否用纽扣电池驱动马达”时，教师拓展材料供其验证能量转化规律。实验过程产生的非常规现象，如短路导致的导线发热，被转化为安全用电的生成性课题。学生通过记录实验日志归纳电路设计原则，其自主发现的知识具有更强的迁移性。

三、创新多元实验评价，驱动深度反思机制

科学的实验评价应超越结果校验，转向对探究过程与思维品质的持续追踪。教师设计包含操作规范性、方案创新性、数据分析力的多维量表，结合学生自评与小组互评形成动态反馈。评价机制的革新促使学生关注实验逻辑而非结论速成，其元认知能力在反思中持续进阶。实验报告被赋予证据论证的要求，科学表达由此成为素养落地的关键载体。

在《光的反射》实验探究中，学生借助激光笔、平面镜和量角器验证光线的反射特性。教师将半圆形刻度纸平铺于桌面，要求学生垂直固定镜面于圆心处，分别沿 30^∘. 、 45^∘ 、 60^∘λ 射角发射激光并标记反射光斑位置。学生小组通过视频记录操作过程，绘制入射角－反射角关系折线图，发现角度值始终相等的关键规律。某组学生因镜面倾斜导致数据异常，提出采用磁吸底座固定镜面的改进方案获得创新评价加分。迁移应用环节，学生设计双镜面潜望镜解释反射原理，并分析汽车后视镜的曲面设计如何扩大视野范围。评价表特别设置“误差归因”项，借此培养学生科学反思习惯。

结语：小实验作为科学素养培育的重要载体，其实效性取决于目标设计、主体参与、评价创新的三维联动。教师需从知识传授者转变为探究协作者，通过精细化任务激活深度思维。持续优化实验教学范式，既是落实科学教育本质的必然选择，更为创新人才的早期培育开辟实践路径。教育工作者应当把握探究式学习的核心理念，使小实验真正成为点燃科学火种的启蒙火炬。

参考文献

[1]苗璐.小实验在小学科学课堂中的应用理论研究[J].当代家庭教育,2022,(07):4-6.

[2]苗璐.小实验的设置与原则在小学科学课堂中的应用[J].新课程,2021,(44):200.

本文系 2024 年江苏省中小学课程教学深化改革项目“科学教育加法理念下的小学科创‘小实验’课程建设”内涵建设项目阶段研究成果。