一等奖 | 科学总动员 共筑素养梦——家庭实验室的创新实践

2022年“全国青少年科技教育工作者论文征集活动”获奖论文专栏

科学总动员 共筑素养梦

——家庭实验室的创新实践

杨濛濛／山东省威海市锦华小学

摘要：利用家庭实验室的生活性、趣味性、灵活化等特点，探索优化学生、家庭、社区和学校共育环境的策略，搭建家庭实验室的推进、指导与交流平台，突出与情绪相关的实验内容选择，创新分段式实验指导，压紧科学知识与生活的联系程度，让学生能够进得来、迷得上、有收获，达到提升学生科学核心素养的目的。

关键词：共育　小学科学　家庭实验室

好的作业能够贯穿整个科学教学过程，深度切合教学的各个层面，从而客观地反映学生的学习情况，提高学生的科学学习能力。在淡化作业数量、提高作业质量的政策背景下，我们在创新家庭实验室的同时，通过挖掘作业实施中存在的困难节点，进行了家、校、社共育背景下实验作业的创新实践，力求三者协同，创造和谐、主动、高效的科学作业模式。

一、家庭实验室的必要性

经过对比研究发现，作为乡镇小学，我校学生在知识积累、现象观察、问题提出的数量和质量、探究的科学性和持续时间等能力水平上都存在一定差距。科学素养水平尽管不是天生的，但在生活与课堂中被越拉越大，这就要求我们在兼顾课堂教学的同时，试着把科学学习延伸至学生的生活。

众所周知，科学课程的展开一般遵循创设情境-提出问题-猜想与猜测-实验（实验方案设计、实验操作、数据分析、得出结论）-知识拓展与延伸的路径。而在极短的课堂教学中会忽略部分学生意见、简化实验流程、压缩知识的拓展细节等。课堂教学形式在一定程度上也会破坏科学研究的正常流程、知识体系，损伤学生科学研究的积极性与自尊心。这些未完成的实验、欠缺的知识体系需要在课外组织完成。

家庭实验室是课堂教学的有效补充，更能引起学生的研究兴趣，具备研究更自由、研究时间更长的优势。此外，家庭实验室还为亲子活动增添了内容与形式，便于创设有利于科学学习的家庭氛围，提高社会的整体科学学习水平。

二、家庭实验室的实施要素

1. 任务驱动

秉承实践出真知的设计理念，在分析学生的基础与最近发展区的基础上选择适合学生研究的家庭实验项目。

（1）从课堂出发，巩固课堂知识

此类任务着重以学生的课堂学习内容为基础，适当设置巩固和延伸课堂学习的任务，形成课外学习与课堂学习的相互促进结构。

①观察实践类，涉及种植饲养，如观察蚕宝宝（昆虫的发育过程）、金蝉脱壳（蝉蜕过程）、蝌蚪的成长（两栖动物的成长过程）、绿豆发芽（种子发芽过程与伴随的向性运动）、多肉植物的繁殖过程等；环境观察，如风（风力与风向）、温度变化、月相变化、星空变化、日影变化、污染问题等观察项目等。

②资料收集类，如地震的成因、恐龙的灭绝原因、最新科学成就、什么是克隆等，需要教师与家长提供一部分资源，并与学生进行交流与分辨，防止伪科学的错误引导。

③动手实验类，大致分为课本规定实验、相似实验和拓展实验。

（2）从兴趣出发，开展研究性学习

前述项目的研究方向与内容是教师下达的，学生只是带着现成的任务进行学习，忽视了学生科学学习的主体地位，弱化了他们主动发现问题的意识。为此，我们添加了学生无意中发现、主动思考、关注的主题进行补充，比如瓢虫都有几个星？蛹与蛾子有什么关系？我的鱼儿咋死了？薯片怎样才能碎得少等。

2. 家、校、社区的组织保障

（1）校内教研团队

以学校科学组为研究主力，负责项目的任务设计、推送资料的准备，并培训其他科学专业能力较强的社区教师。

（2）发挥地缘优势，打造学习浓厚氛围

①将班级小组改为按学生居住地区（7个小区）划分的小组。按学校科学专业技术能力较好的教师家庭住址就近进行分配，负责线上与线下社区内的沟通。

②借助家长会开展家庭实验室动员，取得家长的理解与支持，同时结合个人喜好与素养等产生社区内的家长志愿者。

③在社区内建立多个任务小组，由家长志愿者进行器材协调与活动组织，优秀学生牵头领导组内学生实验交流。

3. 帮助与激励机制

（1）社区就近互助

家庭实验室开展的困难主要集中在两个方面，一是仪器的准备，有些仪器超越了学生的准备能力，加上家长的惰性，实验就注定失败；二是实验中的搁浅现象，在活动起始阶段，学生充满了激情与兴趣，而随着实验内容深度增加，困难增多了，兴趣转移了，实验室开放活动面临“中途搁浅”的可能。根据上述问题，我们在实验室运作中采用跟踪激励与帮助策略，借助互助提供实验器材与经验交流会等形式，提升社区内科学实验参与水平。

（2）晋升机制

孩子与成年人一样，要想持续进行实验活动就需要建立一套层次分明的鼓励机制。我们在家庭实验进展的不同阶段，设计不同的展示载体，持续激发学生的实验热情，如课堂交流会、班级展示墙、“科学之星”展示牌、主题活动等，引导实验研究展开、深化并指导跟进，促进学生有形研究成果的形成。在长时间的活动中设置“科学新人”“科学达人”“科学之星”“科学导师”系列机制，对应在社区群、社区宣传栏、学校展示栏、国旗下讲话进行宣传与激励。在这种潜移默化的学习氛围中，孩子们不仅分享了实验研究的魅力，还从他人的经验中获得了实验方法的指导。

（3）竞赛平台

只有让知识与能力深入学生的认知本体，渗透到学生的行为，才能真正成为学生创新与发展的基石。为此，我们不断拓宽“用”的渠道，聚焦科学研究能力的提升，创新科学节活动方式，通过“科学小博士”百科知识竞赛、“小小发明家”科学创新推介会、家庭实验室展示与现场比赛活动，遴选优秀作品参加各级科技创新大赛、创客节，促使学生的科学研究能力从不同层面得以发展与提高，让学生享受到成功的喜悦，更加积极地参与到实验过程中。

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未完待续

内容编辑 | 孟想

文章编辑 | 毕晨辉

创作来源 | 《中国科技教育》2023-10

一校 | 孟想

复校 | 刘科

终校 | 朱志安