注重理论与实践相结合设计《形形色色的植物》实验教学

〔摘""要〕"本文以《形形色色的植物》教学案例为切入点，探讨了小学科学实验课程在培养学生学科核心素养中的实践路径。通过明确教学目标、优化实验设计和合理实施教学，案例有效提升了学生的科学探究能力、逻辑思维能力和合作能力，并激发了学生对科学探究的兴趣和社会责任感。本研究为小学科学实验教学提供了可操作的实践范例，并为学科核心素养的有效落实提供了理论支撑与实践参考。〔关键词〕"小学科学；实验；学科核心素养学科核心素养是指学生在特定学科领域应具备的关键能力和必备品格。在科学教育中，核心素养主要包括科学探究能力、科学思维能力、科学态度与责任等方面。《义务教育科学课程标准（2022年版）》强调，科学课程应注重培养学生的探究精神和实践能力，鼓励学生通过实验和探究活动，理解科学概念，掌握科学方法，形成科学思维。这对科学实验教学提出了更高的要求，要求教师在教学设计中融入核心素养的培养目标，注重学生实践能力和创新思维的培养。本文遵循“小切口深挖掘”的原则，以教科版六年级下册科学课程中的《形形色色的植物》教学案例为切入点，深入探讨在学科核心素养背景下，如何设计和实施科学实验课程。通过具体的教学实践，分析如何在实验教学中有效培养学生的科学探究能力、思维能力和科学态度。一、学科核心素养下小学科学实验的教学目标（一）学生科学探究能力的培养科学探究能力是学生理解科学本质、掌握科学方法的核心能力。通过科学实验，学生能够在具体情境中主动提出问题，设计并实施实验方案，从实验中获取数据并分析总结规律。例如，在《形形色色的植物》教学案例中，通过对植物子代与亲代形态特征的观察，学生需要提出有关遗传和变异的假设，并通过实验验证这些假设。这种基于问题的学习过程，不仅激发了学生的好奇心，还提升了其探究能力，为后续学习奠定了坚实基础。（二）学生科学思维能力的锻炼科学思维能力是学生在科学学习过程中形成的逻辑推理、归纳分析和批判性思考能力。在实验教学中，教师应通过设计结构化的任务，引导学生从观察现象到抽象概念的思维迁移。例如，通过对植物遗传和变异特征的归纳，学生需要分析形态变化的规律性并总结其科学意义。这一过程中，学生的逻辑推理能力和综合判断能力得到了有效锻炼，为解决复杂问题提供了认知工具。（三）学生科学态度与社会责任的树立科学实验不仅是一种认知活动，更是培养学生科学态度和社会责任的重要平台。在小组合作实验中，通过明确分工与合作，如材料分发、实验操作、数据记录等角色的轮换，学生能够感受到集体协作的重要性，从而增强合作意识。同时，通过实验中获得的成就感，学生逐步建立对科学探究的兴趣和积极态度。此外，学生通过研究遗传与变异等现象，能够认识科学研究对社会发展的价值，从而激发其关注社会问题、运用科学知识解决实际问题的责任意识。二、《形形色色的植物》实验教学设计理念（一）主题选择的依据在科学教学中，主题选择是实现课程目标和核心素养培养的关键环节。《形形色色的植物》作为小学科学课程的重要内容，紧密契合课程标准的要求，适合学生的认知特点与生活经验。通过观察植物的形态特征，学生能够直观地感知遗传与变异的现象，这一主题不仅贴近生活实际，还具有重要的科学教学价值。同时，遗传与变异现象是生物学研究的核心概念之一，其科学性和趣味性能够激发学生的好奇心和探究兴趣，为实验教学提供了良好的切入点。（二）教学内容与学科核心素养的结合教学内容的设计需要围绕学科核心素养的目标展开，将科学探究能力、科学思维能力和科学态度的培养融入实验环节。在《形形色色的植物》案例中，教师通过设计观察与分析的任务，引导学生自主提出问题、规划实验步骤，并在实验过程中记录和分析数据，促进其深度思考与主动探究。任务驱动的教学模式能够促使学生在完成具体任务的过程中形成科学思维，并在合作与讨论中提升科学探究能力。同时，实验环节的层层递进能够帮助学生在操作实践中逐步掌握科学概念，真正实现学科核心素养的落地。（三）因材施教与分组策略为了照顾学生个体差异，实现教学的公平性与有效性，《形形色色的植物》实验案例注重因材施教与科学分组。根据学生的认知能力和实践水平，教师可以合理分配实验任务，将能力较强和较弱的学生混合分组，以促进组内互助与协作。在任务分配上，教师可以根据实验难度层层推进，例如让能力较强的学生完成对植物特征更细致的记录与分析，而能力较弱的学生则承担较为基础的实验任务。通过分层合作，不同层次的学生都能在实验中获得成就感，并从中体验到科学探究的乐趣。三、《形形色色的植物》实验教学设计实施（一）课前准备课前准备是实验教学顺利开展的基础。在本案例中，首先需要明确实验目标：通过观察植物亲代与子代的形态特征差异，理解遗传与变异现象的基本规律。为实现这一目标，教师应提前准备多种植物的实物样本（如豌豆、玉米等），或利用高清图片、视频等多媒体资源以弥补实物样本的不足。同时，为保障实验的科学性和操作性，可准备显微镜、放大镜、观察卡等工具，帮助学生更细致地记录特征。此外，根据学生的能力水平，教师可将班级划分为若干小组，并分配明确的角色，如材料分发员、记录员和分析员等，确保每个学生在实验中都有具体的参与任务。分组策略既能促进小组成员间的互助合作，也能为学生提供多样化的实践体验。（二）课堂教学环节导入环节：创设情境。在导入阶段，教师通过展示两种外形差异明显的植物（如豌豆种子颜色、玉米粒形状等）提问：“为什么同一类植物会有这么大的差异？这些差异从何而来？”这一问题将学生的注意力迅速聚焦到实验主题上。同时，教师可以补充生活中常见的实例（如不同品种的苹果），帮助学生建立与生活经验的关联。通过情境创设，学生的学习兴趣被充分激发，为后续实验奠定良好的认知基础。实验环节：逐步深入地实践探索。实验1：观察植物形态特征。在教师指导下，每组学生选取预先准备好的植物样本（如两种不同颜色的豌豆或玉米），利用显微镜或放大镜对植物亲代和子代的外形特征进行观察。每组成员通过观察记录植物的形状、颜色、大小等特征，将数据整理后以表格或图示的形式展示在观察卡上。通过实际观察，帮助学生直观感知遗传现象的存在，并初步认识到植物在亲代与子代间特征传递的规律性。此环节还培养了学生的数据记录和图示表达能力。实验2：总结遗传与变异规律。在完成数据记录后，学生以小组为单位展开分析和讨论，尝试归纳出遗传与变异的基本规律。例如，通过对比不同植物样本，学生可能会得出“子代继承了亲代的部分特征，但也存在一定差异”等结论。在此基础上，教师引导学生进一步思考变异产生的原因，提出假设（如环境影响、突变等）。通过数据分析与小组讨论，引导学生以科学思维方式解释现象，初步建立遗传与变异的概念框架。同时，这一过程能够增强学生的逻辑推理能力和团队合作意识。讨论总结环节。在各小组展示实验结果后，教师结合学生的观察与结论，进一步归纳遗传与变异现象的科学意义。例如，通过解释孟德尔遗传定律的基础原理，引导学生理解遗传学在现代农业和生物技术中的实际应用。此外，教师可以补充植物育种和环境适应性研究的案例，帮助学生认识科学实验对社会发展的价值。讨论总结不仅深化了学生对实验内容的理解，还为他们未来的科学探究提供了启发。（三）课后拓展课后活动是课堂教学的重要延伸，旨在帮助学生巩固和拓展所学内容。教师可布置学生在家庭或社区中观察植物特征，例如比较家庭种植的蔬菜或花卉的遗传变异现象，并用文字和图片记录观察结果。此外，推荐学生阅读相关科普读物，如《奇妙的遗传学》，进一步加深对遗传与变异规律的理解。这些活动不仅增强了学生的自主探究能力，还将科学知识与日常生活紧密联系起来，提升了学生的综合素养。四、《形形色色的植物》实验教学效果分析（一）学生核心素养的提升通过《形形色色的植物》实验案例，学生在探究能力、科学思维能力和合作能力等方面获得了显著提升。在探究能力方面，学生通过观察、记录和分析植物亲代与子代的形态特征，逐步掌握了科学实验的基本流程，包括提出问题、设计实验和验证假设。这种基于实践的学习过程使学生的科学探究能力得到了有效锻炼。在科学思维能力方面，学生通过归纳遗传与变异规律，培养了从现象到本质的逻辑推理能力，以及基于数据进行分析和总结的能力。此外，小组合作的任务设置有效提升了学生的团队协作能力，使其在讨论和分工中体会到协作的重要性，进一步增强了沟通与协作能力的综合发展。（二）分组与分工对课堂效果的促进合理的分组与科学的任务分工在课堂中发挥了积极作用。通过将不同能力层次的学生混合编组，教师有效缩小了学生间的学习差异，鼓励了组内的互助合作。在任务分工方面，材料分发员、操作员和记录员等具体角色的设定，使学生能够明确自身职责，增强了课堂的秩序性和实验的有效性。此外，角色轮换的方式确保了每个学生均能体验不同的实验环节，从而获得全面的技能发展和深刻的实验体验。这种分工协作的模式，不仅提高了课堂效率，也极大提升了学生的参与感与成就感。（三）学生科学态度的养成实验教学在激发学生科学兴趣、树立科学态度方面具有显著成效。在《形形色色的植物》实验过程中，学生通过对植物形态特征的观察和分析，逐步形成了对自然现象的探索兴趣和对科学知识的求知欲。实验中明确的任务与清晰的目标，使学生在完成实验任务时获得了成就感，这种正向体验进一步增强了其对科学探究的兴趣。与此同时，小组讨论与成果展示环节为学生提供了表达和分享科学见解的机会，帮助学生建立起自信心与责任意识。更重要的是，学生在实验过程中体验到科学探