引言

随着基础教育改革的深化，核心素养培育成为科学教育的重要目标。小学科学实验作为培养科学素养的关键环节，其教学方式亟待创新。当前实验教学存在重结果轻过程、学生参与度低等问题，制约了核心素养的发展。本研究立足科学学科核心素养，探索实验教学优化策略，旨在通过系统性改革提升教学实效，为发展学生的科学精神、实践能力和创新意识提供新思路。

一、实验教学在培养核心素养中的作用

实验教学在培养小学生核心素养中具有不可替代的作用，科学实验通过直观的观察和动手操作，能够有效促进学生科学观念的形成，帮助学生理解抽象的科学原理并建立知识与现实生活的联系。在实验过程中，学生需要提出问题、设计方案、收集数据并分析结果，这一系列探究活动能够系统培养科学思维能力和实证意识，例如通过对比实验培养控制变量的思维，通过误差分析提升批判性思考能力。同时，实验教学强调小组合作与交流，学生在分工协作中学会倾听他人观点、表达自身见解，从而提升沟通协作能力，这正是社会参与素养的重要体现。此外，实验中的失败与改进过程能够培养学生坚持不懈的科学态度和勇于创新的精神，例如在电路连接失败时分析原因并尝试新方案，既锻炼了问题解决能力，也强化了责任意识。实验教学将知识学习与能力培养有机融合，为核心素养的全面发展提供了实践载体。

二、当前小学科学实验教学的问题分析

当前小学科学实验教学仍存在多方面问题亟待解决，从教师层面看，部分教师对实验教学的重视不足，倾向于以演示实验或视频替代学生动手操作，导致学生缺乏真实探究体验；实验设计往往局限于教材内容，未能结合生活情境拓展探究深度，难以激发学生兴趣。学生层面表现为被动参与现象普遍，多数实验停留在验证已知结论的层面，学生按固定步骤操作，缺乏自主设计实验的机会，高阶思维培养不足；小组合作流于形式，部分学生依赖他人完成实验，团队协作能力未得到有效锻炼。资源与环境方面，部分学校实验器材陈旧或数量不足，分组实验难以开展；实验评价过于注重结果正确性，忽视探究过程中的思维发展、创新表现等核心素养维度。这些问题制约了实验教学在培养学生科学素养方面的应有作用，亟需通过教学策略优化加以改进。

三、核心素养导向的小学科学实验教学策略

（一）基于真实情境的实验教学设计

科学实验教学应当从学生的生活经验出发，创设具有现实意义的探究情境。教师可以选取校园环境、家庭生活或社会热点中的科学现象作为实验主题，如研究不同材料对保温效果的影响。这种真实情境能够激发学生的探究兴趣，促使他们主动思考问题的本质。在实验过程中，学生需要经历完整的科学探究流程，包括提出问题、设计方案、收集数据和得出结论等环节。教师应鼓励学生自主设计多元化的解决方案，培养其创新思维和问题解决能力。通过将科学知识与现实生活紧密结合，帮助学生建立科学观念，理解科学的社会价值。同时，真实情境下的实验往往涉及多学科知识的综合运用，有助于培养学生的跨学科素养。

（二）分层递进的实验任务设计

针对不同年龄段学生的认知特点，实验教学应采取梯度式设计策略。低年级以观察性和验证性实验为主，重点培养基础操作技能和科学兴趣。中年级逐步增加探究性实验比重，引导学生自主设计简单对比实验。高年级则可开展项目式实验，要求学生综合运用多学科知识解决复杂问题。教师需要根据学生的实际水平提供差异化指导，确保每个学生都能获得适切的发展机会。这种循序渐进的设计既符合认知发展规律，又能持续保持学生的探究热情。例如，在探究植物生长条件时，低年级可以观察种子发芽，中年级比较不同环境的影响，高年级则可设计自动灌溉系统。这种梯度设计有效促进了学生科学素养的逐步提升。

（三）注重合作探究的实验过程

实验教学应当充分发挥小组合作的优势，培养学生的团队协作能力。教师需要科学分组，确保组内成员能力互补。在实验过程中，明确分工责任，鼓励学生积极交流观点，共同解决遇到的问题。通过小组讨论、方案辩论等形式，培养学生的沟通表达能力和批判性思维。实验后的反思环节尤为重要，要引导学生分析实验过程中的得失，总结经验教训。例如，在制作简易电路实验中，小组成员可以分别负责设计、组装、测试和记录等工作，最后共同讨论改进方案。这种合作探究模式不仅提高了实验效率，更培养了学生的社会性素养。教师应适时介入指导，帮助学生掌握有效的合作方法，为其未来发展奠定基础。

（四）信息技术赋能实验教学

现代教育技术的快速发展为小学科学实验教学注入了新的活力，虚拟仿真技术的应用突破了传统实验在时间、空间和安全方面的限制，使学生能够直观观察微观粒子的运动轨迹或宏观天体的运行规律，这些在常规实验室中难以实现的探究活动。数字化测量工具如温度传感器、PH值检测仪等精密仪器，显著提升了实验数据的准确性和采集效率，帮助学生建立严谨的科学态度。教师应当引导学生合理运用多媒体设备记录实验现象，利用数据分析软件处理实验数据，培养信息素养。以光的折射实验为例，学生可先通过虚拟平台模拟不同介质的折射现象，再使用实物器材进行验证，最后借助角度测量仪获取精确数据。值得注意的是，技术手段的应用应当服务于实验教学的本质目标，既要避免过度依赖虚拟实验导致动手能力弱化，也要防止技术炫技而忽视科学思维的培养。

（五）构建开放多元的实验教学体系

科学实验教学不应局限于课堂，要建立校内外联动的实践网络。在校内设立科学角、创新实验室等开放空间，鼓励学生自主探究。开展跨学科实验活动，如将科学实验与数学测量、语文表达相结合。组织校外科技馆参观、社区环境调查等实践活动，拓展学生的科学视野。设计家庭实验任务，让家长参与孩子的科学探究。例如，可以布置家庭小实验任务，如观察厨房中的物质变化，并记录实验过程。这种立体化的教学体系打破了传统课堂的局限，为学生提供了丰富的实践机会。通过持续性的实践体验，学生能够将科学知识与现实世界建立联系，形成积极的学习态度和解决问题的能力，使核心素养的培养渗透到学习生活的各个方面。

结束语

综上所述，核心素养导向实验教学策略通过多维度优化教学实践，有效促进了学生科学素养的全面发展。实践证明，情境化、分层化、合作化的实验教学更能激发学习兴趣，培养探究能力。未来研究可进一步探索策略在不同学校的适应性，以及家校社协同育人的长效机制，为科学教育改革提供更丰富的实践案例和理论支撑。

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