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1、小学科学低学段实验教学案例研究摘要：在小学科学低学段开展实验教学案例研究，开发出探究性、观察性、对比性实验教学案例；根据梳理实验活动、“设计实验教学过程等案例开发的流程，在实践研究中开发出小学科学低学段实验教学案例集，共收录12篇典型案例。该案例集内容包括“实验活动、“教学设计、“教学案例（反思）、教学实录及点评四个版块。并初步提炼出低学段实验教学策略，促区域教师共同发展，在全市推广和应用该课题研究成果，取得一定的社会价值。关键词：小学科学；低学段；实验教学；案例研究引言：随着科学新课标的颁布和实施，科学课走进了低学段课堂。2017年9月秋季，XX市各小学低学段开设了科学课程，选用的教材版本是
2、苏教版。科学作为一门以科学探究为主要方式的实践性课程，实验是科学课的重要内容。低学段小学生年龄小，注意力很容易分散，不能长时间地关注课堂学习。他们刚刚走进小学，识字量少，更不会写，又是第一次接触科学课，对科学实验更没有任何概念，听说读写和自我管理能力都极为有限，小组合作意识很淡，更不会安安静静地做实验，不懂得如何去倾听，自我控制能力弱。这些现象和问题都会干扰科学实验活动的开展,造成低学段学生在实验活动中争抢、吵闹，甚至是打闹等现象，使得科学实验活动不能有序、有效地开展。那么，在低学段科学教学中，如何减少并降低这些干扰？如何根据学生的年龄特点和认知规律，有的放矢地指导低学段的学生开展实验活动？这
3、些都是新课程标准下科学实验教学中需要教师思考和尝试解决的实际问题。基于以上背景，XX市教育科学研窕院从新标准和新教材实施角度进行实践研究，多次组织开展低学段教学观摩活动。XX小学科学教研组认真开展低学段实验教学工作，多次在市、区教学研讨活动中展示和汇报，获得一致好评。因此提出小学科学低学段实验教学案例研究课题。该课题于2021年4月顺利结题，取得了丰硕的研究成果，获得良好等级。一、研究目标通过本课题的实践研究，在低学段开展探究性、观察性、对比性实验教学研究,指导科学教师在低学段开展实验教学活动，训练低学段学生开展实验教学的基本能力，养成良好地实验习惯，提高低学段学生的科学实验能力，培养学生科学
4、素养。二、研究内容、方法本课题以苏教版小学科学一、二年级教材为研究对象，运用行动、案例、经验总结法等研究方法，在小学科学低学段开展实验教学实践研究，形成探究性、观察性、对比性三种类型实验教学典型案例，初步提炼出在小学科学低学段开展实验教学的策略。三、研究技术路线本课题研究技术路线遵循”研究到实践的原则，在实践中进行研究，在研究中发现规律，再去实践中应用。在课题研究中，运用行动研究方法和案例分析法等方法，在小学科学低学段实验教学中开展实践研究，梳理低学段实验教学内容,选取以探究性、观察性和对比性实验为主的科学实验活动开展相关案例、课例研究,撰写低学段实验教学论文、案例等，汇编小学科学低学段实验教
5、学案例研究结题成果汇编小学科学低学段实验教学案例集成果册。四、主要成果1 .梳理出苏教版小学科学低学段实验教学内容及类型低学段科学教材共48课，课题组教师根据实验教学中侧重于探究、观察和对比的特点，将小学科学低学段实验教学内容分为探究性、观察性和对比性。其中，以探究性为主的实验教学有28课，占低学段教学内容的58%；以观察性为主的实验教学有15个，占32%；以对比性为主的实验教学有5个，占10%。2 .小学科学低学段实验案例开发流程(1)梳理实验活动。教师设计实验教学之前，认真研读教材，精心选择实验教学内容，梳理实验活动，从实验活动的设计、器材的选择和准备、活动开展步骤与方法等方面进行逐一的梳
6、理，做好实验活动的预案，对实验中可能出现的各种情况做好预设，最终形成一份完善的实验活动方案。探究性实验活动的梳理侧重探究活动内容之间的衔接，使其更加符合低学段学生的年龄特点和认知水平，让学生在每个探究活动中培养探究技能。观察性实验活动注重观察方法、观察层次、观察记录的剖析，培养学生有序、有效地观察，学会简洁有效的记录方法，从而提高学生的观察能力。对比性实验活动帮助学生学会选择对比因素，控制一个变量，保持其他一致，初步意识到实验要公平公正，方能科学、有效。由于低学段学生的自主实验设计能力薄弱。因此在实验教学中，教师引导、帮扶的主体作用多一些，让低学段学生在刚刚迈入小学阶段，给他们一副小拐杖，借助
7、教师的“引和“扶”，第一次开展真正意义上的科学探究活动，让他们慢慢学会如何开展科学探究，学会分工和小组合作，遵守实验规则，逐渐养成良好的实验习惯。相信学生经历过低学段的扎实有效的实验活动，他们会慢慢成长，会逐渐脱离小拐杖，甚至会扔掉“小拐杖，变得独立而自主，独立地开展科学探究活动。（2）设计实验教学过程。根据教材中实验教学内容，从实验器材的准备和实验活动的指导、开展、规则、提醒等方面深入考虑，精心设计出符合低学段学生的年龄特点和认知规律的实验教学整体流程。每一个实验教学过程的设计可以为课堂上实验活动的开展提供一份详尽和可操作性强的文字预案，为实验教学开展提供蓝图。实验教学过程的设计包括:教学内
8、容、教学目标、重难点、教学准备、实验器材、教学过程、板书设计。此外,在教学过程实验活动的设计中，课题组会标注出实验教学和方法指导。根据每一类型的实验特点，标注的侧重点也不同。“探究性实验，以实验活动指导和“实验方法指导为主；“观察性实验以“观察活动和“观察方法指导为主；“对比性实验以对比活动、“对比方法指导为主。（3）设计实验教学课件。低学段学生识字量有限。为了便于实验教学活动的开展，每一个实验活动配以简洁明了的课件，辅助介绍实验活动的步骤、方法和要求等，能够起到事半功倍的效果。所以，每一个实验教学，课题组会认真制作教学课件。课件以图为主，加以少量注拼音的文字。每一个实验活动课件数量基本在5张
9、以内，引导学生了解实验探究的方法、步骤、规则等。（4）认真撰写实验教学反思。这是课题研究案例成果的基础和蓝本。实验教学活动开展结束后，教师要及时反思活动中的亮点和问题，认真思考，为其他老师开展这个实验活动提供丰富的经验。（5）整理教学实录及点评。教师整理课题研讨课教学实录，再现实验教学精彩的过程；课题组老师加以点评，发现课题研究的亮点与问题，作为课题研究的过程性资料，更是最真实的研究成果。3 .开发低学段实验教学案例（1）低学段以探究性为主的实验教学案例探究性实验教学案例共收录了暗箱里的秘密、明亮与黑暗、形状改变了、找空气四篇典型案例。每一篇案例以“实验活动、“教学设计等四个版块，详实地展示了
10、每一个典型案例的探究实验活动的设计、实施、指导等，让低学段小学生在教师引导下开展科学探究活动，获得科学探究技巧，掌握科学探究技能,从低学段培养学生科学素养。暗箱里的秘密是苏教版小学科学一年级上册第三单元用大脑思考第二课。本课对看不见摸不着的事物内部进行猜想，这样的思维方式我们称为解暗箱。面对着一个个的暗箱，科学家会用各种方法观察、探测、实验，搜集来自暗箱里的各种信息。本课设计了认识暗箱和解暗箱两个探究实验活动（图2-3）,引导学生像科学家那样通过密闭的事物外在的表象，进行推测该事物内部的境况。进而解开暗箱。以狡兔三窟动画片，画出兔子逃跑路线，让学生知道这就是暗箱，进行初步的解暗箱。猜猜暗箱里的
11、障碍物在什么位置，这是一个完整的解暗箱”探究活动。为了让一年级小学生科学有序地解开暗箱的秘密，运用了“思维建模的方法。即在动手之前，先训练学生思考：如何判断障碍物一一海绵的位置？学生在教师的引导下，所能想到的方法是听弹子在暗盒里滚动的声音。想到了听声音的方法，与判断海绵的位置，还是有思维距离的。那么如何判断海绵的位置呢？继续引导引导学生听弹子碰到和没有碰到海绵的声音是不同的。学生发现，当弹子滚到A点的位置时，发出的声音是清脆的；而当弹子滚到C点的位置时，却发出沉闷的声音。教师引导学生思考为什么弹子滚到A点和C点的时候，为什么会发出不同的声音？学生根据自己的生活经验，判断出弹子遇到海绵会发出闷闷
12、的声音，没有遇到海绵就会发出脆脆的声音。根据这一方法可以判断出海绵的位置。这样通过思维的建模方式，帮助一年级学生理清寻找海绵障碍物的方法，为解开暗盒秘密，找到一把最重要的“金钥匙（2）低学段以观察性为主的实验教学案例观察性实验教学案例共收录了认识感官、感官总动员、借助工具观察、做个小侦探四篇典型案例。每一篇案例以“观察活动、“教学设计等四个版块，通过观察活动、方法等指导，让学生学会有序、有效地观察，从而提高他们的观察能力，并用语言描述，学会表达能力。认识感官是苏教版小学科学一年级上册第二单元用感官观察第一课（图4-5）o观察活动包括四个小活动，分别用眼、耳、鼻、舌、皮肤来观察（用鼻、舌观察放在
13、了一起）。“用眼睛看观察实验活动中，采用两步观察，引导学生有序、有效地观察。第一步“找一找，是初初的看，大概地看，知道小动物的名称。再指着这只小动物，让学生再用眼睛看（观察），这是第二步的看一看。第二步的看，是细致地管,也即“观察，这只小动物形状、颜色、大小等。这是对小动物更进一步的“观察，从而获取这只小动物的外形特征的信息。教师采用了这两个层次的看，即“观察，由“寻找小动物的观察，迁移到“认识小动物的观察，一步一步地指导，一层一层地递进，让学生学会用眼睛观察的方法，观察一个未知的事物时，先整体观察大致的轮廓，再到局部的“观察，了解事物的细节，最后综合起来，我们就可以获取更多的信息，能够牢记事
14、物的特征。（3）低学段以对比性为主的实验教学案例对比性实验教学案例共收录了玩转小水轮、小小科学家等4篇典型案例。小学科学低学段的对比性实验不多，但是教材通过这些少量的对比性实验，向学生渗透公平意识，知道在对比性实验中，要控制一个变量，其他保持一致。当然,在对比性实验中，教师要做好很多引导，有意识地让学生知道对比性实验的关键是改变一个变量，其他保持公平，为学生进入中、高学段开展对比实验做好铺垫。由于低学段学生的感性认知和理性思维还处在启蒙阶段，所以他们对于对比实验“控制一个变量，其他保持一致的认知是很缺乏的。所以低学段的对比实验中的变量是由老师来控制的。如苏教版小学科学一年级上册第一单元走进科学
15、第一课小小科学家滚小球实验（图6-7）o这是学生科学第一课，是第一次做实验,更是第一次做对比实验，变量虽然是由老师来控制和掌握的，学生虽然只要按照要求实验操作即可。但是，模仿也是探究的一个起步。所以在整个过程当中，每一个实验步骤，每个实验环节，每一种实验方式都要让小学生来做一做，亲历探究，获得体验，激发探究乐趣。4 .开发出低学段实验教学案例集根据以上案例开发的流程，在实践研究中开发出低学段实验教学案例集，共收录12篇典型案例。该案例集内容包括“实验活动、教学设计、“教学案例（反思）、“教学实录及点评四个版块。实验活动版块，是将每一个案例中的教学内容有关实验活动单独梳理出来。一般小学科学低学段教材每课的案例中都有1-2个实验活动。其中，以探究性为主的实验教学案例第一版块是实验活动，以观察性为主的实验教学案例则是“观察活动，以对比性为主的实验教学案例是“对比活动。教师从教材中截取实验教学图片，根据实验教学内容准备相关实验器材，阐述该实验探究过程和方法、注意事项、指导过程等。教学设计版本包括教学内容、教学目标、教学重难点、教学准备、教学过程、板书设计和教学反思内容。教学内容是对每一课案例教学内容的整体阐述，根据这些教学内容制定了教学目标、教学重难点，课前准备实验器材、教学课件级视频等；教学过程则是重点对实验活动的设计、指导等。板书设计适合低
