全国中小学实验教学说课活动小学科学案例分析

摘 要 以第4～9届“全国中小学实验教学说课活动”中各省（自治区、直辖市）报送的532件小学科学作品为例，主要通过对其中符合《义务教育科学课程标准》（2022年版）的420件作品进行分类统计，分析该项活动中小学科学报送作品内容的分布特点，对今后活动报送作品的选题内容提出方向性的建议。

关键词 实验教学；实验教学说课；小学科学；课程标准

中图分类号：G623.6 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2024）19-00-06

0 引言

《教育部关于加强和改进中小学实验教学的意见》指出：实验教学是国家课程方案和课程标准规定的重要教学内容，是培养创新人才的重要途径[1]。关于实验教学的具身认知理论和知行合一理念是认知心理学领域的共识，它在培养个人科学素养和科学精神方面的有效性已被广泛接受和实践。

全国中小学实验教学说课活动自2013年起已成功举办九届，是全国中小学实验教学领域的品牌活动。自2015年起，活动由教育部基础教育司发文主办，中国教育装备行业协会负责具体实施。各省（自治区、直辖市）每年报送15节实验教学相关学科（包括但不限于小学科学、初高中物理/化学/生物）的优秀说课案例，通过部级评审遴选出约150节最优案例进行现场展示及专家点评。

这九届活动的作品质量逐年提高。截至目前已经积累了大量的优秀报送作品。因小学科学教材版本较多，为了解报送作品的分布特点，笔者将水平较高的第4～9届活动中各省（自治区、直辖市）报送的小学组532件作品按报送时的《义务教育小学科学课程标准》（2017年版）概念点进行初步归类，再依目前实行的《义务教育科学课程标准》（2022年版）的概念点进行二次统计，以期为今后参与活动的教师和管理部门的负责人提供借鉴和参考。

注：后文中“课程标准”未说明的均指2022年版。

1 总体情况分析

1.1 知识领域分布情况

《义务教育小学科学课程标准》（2017年版）将小学科学课程内容划分为物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四个领域，再从四个领域中选择了适合小学生学习的18个主要概念[2]。《义务教育科学课程标准》（2022年版）设置了13个科学学科核心概念，以及物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化四个跨学科概念[3]，

虽未明确划分领域，但13个学科核心概念依然呈现出相当于2017版四个领域的排列方式。

各届作品按《义务教育小学科学课程标准》（2017年版）知识领域分布如图1所示。物质科学领域作品占据多数，技术与工程领域作品也是越来越多。这两个领域作品数量合计占80%左右，是生命科学领域作品数的十几倍。这可能与传统上物理实验创新先例较多、现象明显、直观的探究性较强有关。在一些自制教具、科技创新等赛事的作品中也存在类似现象。在课程标准中，生命科学领域加上天文地理类的核心概念数量与物理、工程类相当，出于完善实验教学体系、丰富实验教学实施形式的目的，希望今后主办单位能鼓励教师多创作生命科学、天文地理类的实验教学内容。

1.2 年级分布情况

所有作品按《义务教育科学课程标准》（2022年版）的建议年级划分，1～2年级最少，仅有15件，3～4年级有175件，5～6年级有230件，另有112件原本在《义务教育小学科学课程标准》（2017年版）中的内容在《义务教育科学课程标准》（2022年版）中被调到7～9年级或取消。与课程标准中学习内容的分布比例相比（课程标准中低中高年级知识点数量比为20%∶44%∶36%），更显得低年级实验过于稀少。

参与活动的教师多以小学高年级甚至更高的水平为基础设计实验说课作品，可能与教师追求以增加思维量作为实验创新的目标之一有关，忽视了从降低学习难度的角度创新实验教学。

总体而言，跨学科概念的作品逐渐涌现，但过多的作品集中在传统物理领域，整体上对低年级实验教学关注不够。

2 知识点覆盖情况分析

为更好地对今后参与活动的教师提供参考，笔者选取了符合课程标准小学学段的420件作品，统计了课程标准中各核心概念的作品数量，以及各个核心概念下作品数量占比和入围现场展示作品数量的占比，详见表1。

注：由于四舍五入的原因，可能会出现部分数据分项相加之和与总数不一致的情况，下同。

可以明显看到，即使核心概念三的知识点在所有学习内容中占比较大（16.05%），报送作品中涉及此概念的作品还是达到了这个比例的近两倍，涉及核心概念四的作品更是将近六倍于其知识点在课程标准中的占比。而涉及核心概念二、六、七、八、十一的作品件数合计不足3%，尤其“（七）生物与环境的相互关系”“（十一）人类活动与环境”，尚未有作品涉及。

从入围展示率来看，地球与宇宙领域（核心概念九、十、十一）入围率较高，延伸自传统物理领域，但更早介入跨学科概念的核心概念十二、十三也获得了更多入围现场展示的机会，而涉及传统物理领域（核心概念一、二、三、四）的作品入围展示的难度明显高于平均值。从选送作品关键词上，同样可看到大量重复的选题来自传统物理领域（表2）。可以预见，今后涉及这些实验内容的作品的创新压力必将越来越高，与往届作品雷同或相似的思路可能很难得到推荐。

课程标准将核心概念分解为47条学习内容，再分年级提出了161条具体要求（知识点）。420件活动作品只涉及了小学阶段47条学习内容中的26条，尚有21条学习内容的实验教学创新无作品涉及，如表3所示。

这26条学习内容有109个知识点，现有作品只涉及了其中的63个（见表4）。即使在传统物理领域，也还有约1/3的知识点缺少作品。从知识点覆盖率来看，历届活动作品覆盖面不足一半，尚有大量的知识点有待发掘。作品数量为零的知识点详见表5。虽然其中有部分知识点较难单独形成实验教学作品，但也有大量的知识点可供今后参与活动的教师挖掘，尤其值得关注的是相近知识点在较低年级段的教学要求。

3 学生必做实验分析

课程标准在附录4中给出小学阶段78个学生必做探究实践活动，分别是1～2年级13个、3～4年级31个、5～6年级34个，现有作品能够对应78个必做探究实践活动中的51个，分别是低年级5个、中年级23个、高年级23个，如图2所示。

尚未明确有作品关联的27个必做探究实践活动见表6，其中观察类15个、探究类3个、测量类1个、制作类8个。比起不便设计实验的知识点，必做实验的教学创新更值得教师开发。

《义务教育科学课程标准》（2022年版）从课程理念上更强调真实情景与解决问题，重视知识与技能在生产生活中的应用，核心概念和学习内容条目都比《义务教育小学科学课程标准》（2017年版）减少。以往很多“探究改变**的方法”“探究影响**的因素”“探索**的原因”“探究**与什么有关”的实验内容，在《义务教育科学课程标准》（2022年版）中的描述变成了“观察**现象”“观察**的应用”“制作一个**的简易装置/模型”。

为方便统计，将78个必做探究实践活动分为观察、探究、测量、制作四大类。实际上，所有的实践活动都需要观察、记录，这样的分类仅表示实验侧重点不同，不代表实践活动行为的割裂。比如“观测太阳高度”会归类到观察，而“测量物体的温度”归到测量类。

以课程标准中学生必做探究实践活动的类型分布为基准（见图3），可以看到即使中高年级增加了探究类、制作类实践活动，无论低中高年级，多数必做实验的要求还是观察，直到初中才以探究为主。例如，很多“探究电磁铁磁力强弱的影响因素”的实验说课作品按课程标准就属于初中要求，5～6年级只要求“制作简易电磁铁、观察现象、体会能量转换”。观察、探究、测量、制作四大类活动的比例大约为62%∶29%∶3%∶6%。课程标准对观察能力的强调，是今后实验说课活动一个创新方向。

同样地，统计420项作品与必做探究实践活动的关系（见表7）。高年级的作品对应到必做探究实践活动的比例较低，可能是非必做实验可供教师创新的空间更大。然而必做实验是实验教学的基本要求，也是实验教学的重点。

即使是对应必做探究实践活动的创新作品，也有近3/4体现深度探究，这虽然从另一方面支持了之前教师源于增加思维量而选择高年级实验的推测，但这些作品对应的必做实验在课程标准中的要求仅仅是观察。也就是说，如何在课程标准的要求下凸显探究性实验中的观察与记录，需要教师多多思考。

4 问题与建议

4.1 作品分布不均衡的问题

如前述统计，可见第4～9届作品在年级分布、知识领域分布、知识点分布、实验类型分布上不均衡，简单归纳有以下问题。

4.1.1 低年级作品偏少，实验教学难度偏高

许多实验说课作品在改进、优化教具、放大实验现象或降低学生实验难度的情况下，不是把节约出来的时间用于强化学习效果，而是给学生提出更多、更高的要求，曲解了提高教学有效性的目的，导致实验教学难度偏高，匹配到螺旋上升的学习内容，中高年级的要求甚至超出小学学段的要求。

4.1.2 物理领域作品扎堆，生物领域作品偏少

出于说课展示的目的，教师可能会选择实验现象明显、视觉效果好的实验内容，导致物理类作品偏多，生物类作品较少。所有作品只覆盖了约1/3的知识点，哪怕物理领域的知识点也只覆盖了大概2/3。一边是许多知识点作品空缺，一边是热门实验的创新压力越来越大。

4.1.3 强调深度探究，忽视基本的观察

实验说课活动评价细则里多处提及实验的创新性，小学科学课程理念也提出加强探究实践。可以看到许多作品中在课程标准中属于观察的实验被设计以探究为主，可能是教师在设计实验内容时已经完成了基本的测量和观察技能教学，报送后续的探究环节参与活动，也可能是因为教师着力于通过改进教具结构、应用新材料、融入新技术等直观的措施来体现创新，把不断深入探究当作践行课标理念。然而科学实验不仅需要探究思维和动手操作，也需要有序、准确、系统、客观的观察。课堂教学时间有限，只有落实观察能力的培养，才能有基于观察的探究实践和思维提升。

4.2 对参与活动教师和主办方的建议

4.2.1 关注基础实验

建议教师充分辨析同一个大概念、同一个学习内容在低中高年级的不同要求，关注每个学习内容最基础的内容要求，设计基础实验的教学创新。比如：与其扎堆中年级的“空气占据空间”，不如研究低年级的“认识空气”；扎堆高年级的“热胀冷缩”，不如关注中年级的“正确使用温度计”。

4.2.2 重视基本方法

建议教师充分理解课程标准对知识点、必做实验的要求，立足学生核心素养的发展，依据核心素养的内涵及学段特征，设计适宜的探究问题，重视观察、测量、制作模型等基本的科学方法。

实验教学并非只有探究性实验一种，实验创新也不局限于教具和技术创新，探索实验教学内容、改进实验教学方法、设计实验教学评价，只要能获得比传统教学更科学、更高效的教学效果，都是很好的创新点。

4.2.3 均衡实验选题

历届作品均有作品集出版，建议活动的主办方和各地组织单位加大培训和推广力度，参加活动的教师要多查阅，以免“重新发明轮子”。

各地组织单位可以鼓励教师选择无人参与的知识点创设实验教学，也可以在保证质量的前提下适当倾斜选送生命科学领域、天文地理领域、跨学科概念类的作品。

活动的主办方可以通过优化创新性评价指标，指定某知识领域的作品选送率、入围现场展示率，或干脆设定年度主题领域等，逐步扩大实验教学说课内容对课程标准知识点的覆盖面，提升本活动平台对全国科学教师的示范和引领作用。

5 参考文献

[1] 教育部关于加强和改进中小学实验教学的意见[A/OL].（2019-11-29）[2023-11-23].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/s3321/201911/t20191128_409958.html.

[2] 中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2017.

[3] 中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.19.0