探究科學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的有效分組模式

劉桂芬

摘 要：隨著實(shí)驗(yàn)室硬件的改善，科學(xué)老師提出用心經(jīng)營科學(xué)科組的實(shí)驗(yàn)課堂，不滿意目前的實(shí)驗(yàn)課堂狀態(tài)，過于機(jī)械和隨意。探究適合本校的實(shí)驗(yàn)有效模式，重點(diǎn)是針對(duì)實(shí)驗(yàn)小組的有效性。

關(guān)鍵詞：科學(xué)實(shí)驗(yàn)有效分組

《初中化學(xué)新版課程標(biāo)準(zhǔn)解析與教學(xué)指導(dǎo)》關(guān)于如何開展科學(xué)探究活動(dòng)是這樣闡述：讓學(xué)生有更多地機(jī)會(huì)主動(dòng)地體驗(yàn)科學(xué)探究地過程，在知識(shí)的形成、相互聯(lián)系和應(yīng)用的過程中養(yǎng)成科學(xué)探究的態(tài)度，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，在“做科學(xué)”的探究實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力?，F(xiàn)代教育中的“科學(xué)”不只是靜態(tài)的科學(xué)結(jié)論，而且包含動(dòng)態(tài)的科學(xué)過程。所以，科學(xué)的本質(zhì)是一種探究活動(dòng)，它的本質(zhì)特征就在于向未知發(fā)起挑戰(zhàn)，利用人類的已知探究未知領(lǐng)域?？茖W(xué)是探究過程和只是結(jié)論的統(tǒng)一，學(xué)習(xí)科學(xué)的最有效方式就是“做科學(xué)” [1]。在我國傳統(tǒng)的科學(xué)教育中 ，并沒有十分明確地提出小組合作學(xué)習(xí)。這種狀況由于新的科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)的推出而有了改變[2] 。新的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)在其教學(xué)建議部分指出：“鼓勵(lì)學(xué)生合作學(xué)習(xí) ，利用協(xié)作性的小組形式開展探究活動(dòng) ，使每個(gè)人都能參與小組工作 ，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到小組的成員在探究活動(dòng)中各有所長(zhǎng) ，其知識(shí)和技能可以互補(bǔ) ，通過這種活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神” [2] 。

一、前期狀況

1.科學(xué)實(shí)驗(yàn)小組概況

2015年之前，物理、化學(xué)、生物合并為一個(gè)學(xué)科，稱為科學(xué)，一名老師任教。涉及的實(shí)驗(yàn)課，由于教師本身的專業(yè)限制，學(xué)校各科目實(shí)驗(yàn)室也未能完善，各種困難，導(dǎo)致學(xué)科學(xué)生實(shí)驗(yàn)開展不如人意。如筆者大學(xué)所學(xué)科目為化學(xué)教育，對(duì)化學(xué)專業(yè)知識(shí)較為熟悉，而物理生物的專業(yè)素養(yǎng)稍弱。學(xué)校物理化學(xué)生物各一個(gè)實(shí)驗(yàn)室。錯(cuò)開時(shí)間上課，勉強(qiáng)每個(gè)班都能到實(shí)驗(yàn)室上課。各個(gè)科目都有相應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)要求的學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)以及教師演示性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)，一般是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，筆者所進(jìn)行的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，更多的是完成任務(wù)性的操作，為了做這個(gè)實(shí)驗(yàn)而去做，對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)的組織模式缺乏思考和實(shí)踐。一般開展模式，都是把學(xué)生帶到實(shí)驗(yàn)室，直接按照教室的前后座臨時(shí)組建實(shí)驗(yàn)小組，或者隨意座位臨時(shí)組建實(shí)驗(yàn)小組。教師和學(xué)生的目的都直奔實(shí)驗(yàn)操作過程，而輕視實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)的形成性評(píng)價(jià)更是少。這種實(shí)驗(yàn)組織模式，筆者認(rèn)為是隨意實(shí)驗(yàn)，機(jī)械組織。

2.隨意組織實(shí)驗(yàn)的弊端

筆者認(rèn)為前期的科學(xué)實(shí)驗(yàn)組織非常亂，純碎是為了完成實(shí)驗(yàn)而去實(shí)驗(yàn)室。物理、化學(xué)、生物學(xué)科雖都?xì)w為自然科學(xué)，但各學(xué)科本身的學(xué)科素養(yǎng)，涉及的學(xué)生實(shí)驗(yàn)要求，操作規(guī)范等等完全不相同。若老師在引導(dǎo)過程沒有注重組織的科學(xué)性，則難以培養(yǎng)學(xué)生的自然學(xué)科素養(yǎng)。同時(shí)，過于隨意的實(shí)驗(yàn)組織對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣打擊較大，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中絲毫不能體驗(yàn)到合作、探究、交流、歸納，反思等等過程，整個(gè)過程沒有自發(fā)的參與學(xué)習(xí)，更多的是被動(dòng)參加，知識(shí)與能力的養(yǎng)成，無從評(píng)估，缺乏實(shí)驗(yàn)過程的合作、探究與交流，情感態(tài)度與價(jià)值觀的養(yǎng)成這塊基本空白。久而久之，沒有挑戰(zhàn)，沒有目標(biāo)，按部就班地完成，學(xué)生對(duì)所謂的學(xué)科實(shí)驗(yàn)自然失去興趣。

二、分科教學(xué)后實(shí)驗(yàn)狀況

分科教學(xué)后，學(xué)校實(shí)驗(yàn)硬件不斷改善，教師對(duì)于組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)的熱情也空前高漲。對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的關(guān)注度不斷加強(qiáng)，居于生本教育的思想，無論是物理、化學(xué)、還是生物學(xué)科以及小學(xué)科學(xué)學(xué)科，都將實(shí)驗(yàn)活動(dòng)過程，學(xué)生才是探究活動(dòng)體驗(yàn)的主體這個(gè)位置擺正。只要明確是學(xué)生實(shí)驗(yàn)，各備課組基本都有策劃，組織學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。這個(gè)階段，教師關(guān)注得更多的是保證學(xué)生能到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)以及教師自身對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的設(shè)計(jì)，教學(xué)效果的提升。走進(jìn)各班的實(shí)驗(yàn)課堂，有固定的實(shí)驗(yàn)小組人員的搭配。一搭配，一組合就是一個(gè)學(xué)期，也有一些班級(jí)的實(shí)驗(yàn)小組是跟班主任所安排的管理小組是一致的，沒有任何改動(dòng)，直接搬用。明顯地，這個(gè)階段，教師比較滿足與實(shí)驗(yàn)條件的改善，還未開啟對(duì)實(shí)驗(yàn)小組有效性的思考與探索。對(duì)于實(shí)驗(yàn)效果的評(píng)價(jià)也還沒有系統(tǒng)的梳理，處在表面感知階段。沒有基于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特殊性，思考實(shí)驗(yàn)小組與班級(jí)管理小組的異同，針對(duì)性弱。

三、針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的分組模式

隨著實(shí)驗(yàn)室硬件的改善，科學(xué)老師提出用心經(jīng)營科學(xué)科組的實(shí)驗(yàn)課堂，不滿意目前的實(shí)驗(yàn)課堂狀態(tài)，過于機(jī)械和隨意。探究適合本校的實(shí)驗(yàn)有效模式，重點(diǎn)是針對(duì)實(shí)驗(yàn)小組的有效性。經(jīng)過兩年的上課實(shí)踐對(duì)比，筆者和同事們對(duì)實(shí)驗(yàn)課堂的分組有一些實(shí)踐心得。

第一階段：調(diào)查階段

調(diào)查階段主要是面對(duì)學(xué)生和教師。每一個(gè)年級(jí)學(xué)生展開關(guān)于“你心目中的實(shí)驗(yàn)課堂”的問卷調(diào)查，調(diào)查的目的是了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課堂的想法，例如：你喜歡物理/化學(xué)/生物實(shí)驗(yàn)課嗎？你喜歡現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)課堂嗎？你喜歡實(shí)驗(yàn)課堂的原因是什么？你現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)課堂有分組嗎？你喜歡你所在的實(shí)驗(yàn)小組嗎？你喜歡跟什么樣的人同個(gè)小組？在現(xiàn)在的小組你有明確的任務(wù)嗎？對(duì)于小組分給你的任務(wù)，你積極完成嗎？你對(duì)目前的實(shí)驗(yàn)課堂有什么建議？老師進(jìn)入實(shí)驗(yàn)課堂并且隨堂訪談相關(guān)的學(xué)生，內(nèi)容主要是聊學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上的收獲以及主觀感受。針對(duì)教師的調(diào)查問卷，主要是了解教師現(xiàn)階段對(duì)于實(shí)驗(yàn)課堂的整體看法，有無改進(jìn)的想法與創(chuàng)新的做法，對(duì)實(shí)驗(yàn)小組的探索動(dòng)機(jī)等等。例如：你滿意你現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)課堂嗎？你的實(shí)驗(yàn)課堂有小組合作學(xué)習(xí)嗎？小組是怎么組合的？小組合作探究進(jìn)行的效果好嗎？你覺得可改進(jìn)的點(diǎn)在哪里？

通過這種簡(jiǎn)單的調(diào)查問卷，了解學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的想法。問卷調(diào)查顯示，45%的學(xué)生比較喜歡實(shí)驗(yàn)課堂，原因是實(shí)驗(yàn)課堂有動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，還能展示個(gè)人的操作能力以及分享疑難點(diǎn)，35%的學(xué)生不喜歡實(shí)驗(yàn)課堂，原因是覺得不知道實(shí)驗(yàn)課堂要做什么，沒機(jī)會(huì)操作，沒什么可以分享，有20%的學(xué)生表示沒什么感覺，跟平時(shí)上課沒什么兩樣。結(jié)合平時(shí)與學(xué)生的談話，了解到學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課堂保持著高度的好奇心以及熱情。通過調(diào)查問卷了解到老師們對(duì)于實(shí)驗(yàn)課堂有探究熱情，有自己的想法，但無實(shí)際行動(dòng)，小組普遍采用原來班級(jí)的管理小組，懶得改動(dòng)。

基于對(duì)師生了解，本科組提出了“探究科學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的有效分組模式”這個(gè)想法，計(jì)劃通過采取平行班不同的分組模式上實(shí)驗(yàn)課，分析效果對(duì)比，尋找最適合科學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的分組模式。目前已經(jīng)有大量研究針對(duì)實(shí)驗(yàn)小組的有效分組模式，例如小組的人數(shù)，大量的研究表明，比較適合的小組人數(shù)在4-6人之間，比較合理，能做到分工明確，活動(dòng)有序[3]。在實(shí)驗(yàn)條件充足的情況下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)難度情況，可以將小組人數(shù)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。并不是所有的實(shí)驗(yàn)課堂都需要4-6人的分組，例如生物實(shí)驗(yàn)、一般的物理實(shí)驗(yàn)基本都是2-4人的小組結(jié)構(gòu)比較適合，而化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組，一般會(huì)需要4人。

1.物理學(xué)科：a、基本操作類實(shí)驗(yàn)，大部分這類實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生的學(xué)科成績(jī)或者實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)要求較低，CCDD小組沒有表現(xiàn)出明顯的落后，小組內(nèi)同等水平的四個(gè)人能參與到實(shí)驗(yàn)中去。b、測(cè)定性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生掌握較牢固的相應(yīng)章節(jié)知識(shí)，實(shí)驗(yàn)流程建立在對(duì)已學(xué)公式的充分理解上，對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程有一定的設(shè)計(jì)能力，這類實(shí)驗(yàn)，AABB分組的參與程度和效果最佳，ABCD的次之，CCDD最差，學(xué)科成績(jī)很大地影響了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。c、探究性實(shí)驗(yàn)，也是綜合性比較強(qiáng)的一類實(shí)驗(yàn)。AABB在探究實(shí)驗(yàn)中優(yōu)勢(shì)最強(qiáng)，由于小組內(nèi)成員的知識(shí)能力在相同或者鄰近的梯度，A類學(xué)生對(duì)B類學(xué)生是一種刺激也是一種幫助，整個(gè)小組的研究氛圍比較濃厚。ABCD小組的合作比較正常，基本都能參與進(jìn)來，AB牽頭，促使CD層的學(xué)生向前，經(jīng)觀察，如果實(shí)驗(yàn)性質(zhì)較難，總有一個(gè)學(xué)生會(huì)游離于實(shí)驗(yàn)室之外，只能參與動(dòng)手部分，而對(duì)于實(shí)驗(yàn)的總結(jié)則表現(xiàn)得比較困難。CCDD分組在探究性實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)得比較吃力，無法跟上同一個(gè)教學(xué)班級(jí)AABB的進(jìn)度。

2.化學(xué)學(xué)科：化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是綜合性都比較強(qiáng)，氣體制備類實(shí)驗(yàn)和粗鹽提純，學(xué)生往往都是已經(jīng)學(xué)習(xí)了該類氣體的制備原理的基礎(chǔ)上，再去實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬行操作，只要能按照要求使用實(shí)驗(yàn)器材，規(guī)范實(shí)驗(yàn)步驟，無論是哪種分組都能進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。然而，實(shí)驗(yàn)的本身并非僅僅指的是動(dòng)手能力，還包括對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)和知識(shí)歸納。涉及到這部分內(nèi)容，從遞交上來的實(shí)驗(yàn)報(bào)告上可以看出CCDD小組的成員的作業(yè)質(zhì)量較低，思路較混亂，ABCD中的CD層則表現(xiàn)得比CCDD的成員好，推測(cè)是ABCD小組中AB層次的學(xué)生影響了CD對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)，此時(shí)ABCD組則表現(xiàn)出較為明顯的優(yōu)勢(shì)。

3.生物學(xué)科：生物學(xué)科的實(shí)驗(yàn)，相對(duì)于物理和化學(xué)來說，較為簡(jiǎn)單，基本都是模擬操作類，并且通過實(shí)驗(yàn)鞏固某類已學(xué)知識(shí)，單從課堂積極參與人數(shù)和學(xué)生的反饋來說，ABCD的班級(jí)或者AABB/CCDD的班級(jí)效果相當(dāng)。對(duì)于這類實(shí)驗(yàn)，CCDD小組的信心得到加強(qiáng)，而AABB小組的人員則顯得人數(shù)閑余。

更多老師傾向于ABCD型分組，從以上數(shù)據(jù)可以看出，這確實(shí)是最折中的分組模式。在生物實(shí)驗(yàn)上或者在一些簡(jiǎn)單的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)上，建議給予CCDD類學(xué)生更多自主權(quán)，將主動(dòng)思考、如何動(dòng)手的權(quán)利交還這類學(xué)生，對(duì)這類學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)是一個(gè)很好的促動(dòng)，相應(yīng)地在此類實(shí)驗(yàn)中，AABB小組可以拆分為兩個(gè)AB小組，特別是生物實(shí)驗(yàn)，這種程度的學(xué)生兩個(gè)即可完成?？梢姡瑢?duì)于小組合作的人數(shù)，可以根據(jù)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)難易程度而定。有些較為簡(jiǎn)單的物理和生物實(shí)驗(yàn)可以2-3個(gè)人協(xié)作完成，這樣可以大大提高實(shí)驗(yàn)器材的利用率和學(xué)生的參與度，減少游離于隊(duì)伍之外的學(xué)生人數(shù)。沒有絕對(duì)合理的分組模式，任課老師需要根據(jù)自己對(duì)該教學(xué)班的總體了解，結(jié)合實(shí)驗(yàn)類型，以及了解學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)分組的意愿，綜合評(píng)價(jià)，做好實(shí)驗(yàn)分組。

參考文獻(xiàn)

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