摘要：科学教育被认为是人类文化最基本的组成部分，其本质是通过观察实验，理论推导等方式来发现并描述自然现象的规律性。小学阶段是科学教育的初步阶段，但是很多小学科学教学内容都是基于概念的讲授，缺乏实践性，难以真正激发学生的学习积极性。因此基于深度学习理念的小学科学实验教学需要获得全面创新，本文就对深度学习理念指导下的小学科学实验教学的设计研究，希望能够进一步提高学生对科学的认识理解，增强学生的科学探究能力及实验操作能力。

关键词：深度学习；小学科学；实验教学；有效性探究

引言：

小学科学教育的教学模式及内容都在不断的调整创新中，以适应深度学习理念的需求。传统的小学科学教学往往以知识点为中心，将知识点进行反复强化，让学生牢记各种知识公式。但是这种教学模式不能很好地引导学生展开深度学习，也不能很好地培养他们的实验探究能力，更不能很好地让他们运用所学知识解决实际问题。因此需要在小学科学教育中引入深度学习理念，让学生通过更加多元化的实验探究活动来认识科学、了解科学，从而培养他们的探究精神及科学素养。

一、小学科学实验教学设计原则

（一）科学性原则

实验教学在小学科学教育中有着十分重要的意义，然而在设计科学实验时，科学性原则是一个必须要考虑的问题，其中包括实验活动的材料方法及过程。教师要结合教学内容以及学生认知水平，紧紧围绕科学实验的主题内容，引领学生科学、合理、有效地选择科学实验的材料，在选择材料时还需要考虑材料的可行性、安全性及可重复性，以此确保学生能够在实验活动中真正地展开深度学习。其次在设计科学实验活动时，教师需要运用好科学的实验方法，在实验过程中学生需要从检验知识出发，提出问题并通过实验观察来验证假设，最终得出结论，在此过程中需要注意量化实验数据，以便进行实验效果的分析比较。

（二）开放性原则

小学科学实验的本质是一个开放可变的过程，因此在设计科学实验活动时，教师应当坚持开放性的原则。由于科学知识的体系非常庞杂，无论是教师还是学生都难以掌握所有的知识内容，因此教师应该根据学生的兴趣及实际需求，为他们制定具有一定的弹性的实验内容，学生可以根据自己的兴趣能力，在教师的指导下进行深入探究，并且教师应该为学生提供多种资源，让学生能够自由选择利用，这有助于学生根据自己的实际情况，选择适合自己的实验方式与实验资源，从而更好地完成科学实验活动[1]。其次科学实验不是一个死板的过程，而是一个充满变化与挑战的过程，在实验过程中难免会遇到各种问题，这就需要学生适应变化并寻找解决问题的方法，教师应该以开放的态度引导学生自主探究，从而激发学生的学习兴趣与探究热情。科学实验活动虽然有确定的实验目标，但是结果并不是唯一的，在实验的过程中学生可能会发现新的问题，这就需要教师以开放的心态来评价接纳学生的实验成果，鼓励学生进行创新探索，从而促进学生的学习发展。

（三）层次性原则

层次性原则是指教学过程中，按照学生认知水平的高低，将科学实验内容分层次且分阶段地对学生进行开放，通过这种层次性的实验教学设计能够逐步提高学生的认知水平，使学生在不断递进中完成实验教学目标，同时这也有利于教师把握教学进度与教学质量。在实施层次性原则之前，教师需要先明确学生的认知水平，因为不同学生的认知能力及兴趣爱好都会有所不同，因此教师需要根据这些因素划分教学阶段内容。例如低年级学生的实验内容应该简单易懂，难度逐渐递增，而高年级学生则可以适当加大实验难度，让学生迈向更高的层次。在分析出学生认知水平之后，教师可以将教学内容分成不同阶段分别进行教学，在第一阶段教师可以让学生通过观察描述来了解实验现象，在第二阶段教师就需要给学生提供一定的指导，让学生模拟实验过程，帮助他们进一步认识实验现象，而在第三阶段就需要积极组织学生进行实验深度探究，让学生亲身感受实验过程并通过对实验结果进行观察分析，达到理解实验原理的目的。

二、深度学习理念下的小学科学实验教学策略

（一）基于深度学习理念导向，设计实验活动内容

小学科学实验教学创新的核心在于实验内容的设计，结合学生认知水平的差异，探究实验材料内容的不同对学生发展也有着不同的影响，而基于深度学习理念的小学科学实验教学设计的核心则是通过深度学习理念导向的基础来设计各种实验活动内容，从而能够培养学生的科学素养，增强学生的自主学习能力，提高学生的综合素质。例如在完成青岛版小学科学《认识水》一课的相关内容教学后，学生能够通过学习选择正确的方法对水进行观察分析，并且这个阶段的学生已经能够用语言文字或画图等方式来表示实验活动的过程及结果，此时教师可以在此基础之上为学生设计以“水的性质”为主题的实验探究活动，其次级概念则可以表述为“水的物理性质”、“水的表面张力”、“试管的粗细对水升高高度的影响”，从而设计出系列实验探究活动。其中“水的物理性质”实验探究活动主要在学习《认识水》这一课的基础之上，引导学生通过看、听、闻、摸等行为动作来观察分析水的物理性质；“水的表面张力”实验探究活动可以引导学生使用滴管等工具往统一的大小的硬币上滴水，观察并记录水滴在硬币上时的形状、数量等；“试管的粗细对水升高高度的影响”实验探究活动以两根粗细程度不一样的试管为探究材料，并将其同时放入水中且深度相同时，观察并记录两根试管中水升高的高度有何不同[2]。通过对“水”这个大概念进行深度解析，构建不同层次的次级概念，通过大概念联结设计不同层次、不同角度的实验探究活动，让学生循序渐进的进行学习，从而更好的体现实验探究活动的实质价值。

（二）解析科学概念的构建方向，设计实验活动目标

基于深度学习的小学科学实验教学目标是帮助学生理解科学的本质特征，在实验中不断探索并完善自己的科学概念。而学生科学概念建构及发展的方向可以表述为“从哪儿来？”、“到哪儿去？”、“如何去？”，也就是教育教学中常见的三维目标“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度价值观”。例如在小学科学《动物行为与环境变化》的实验教学设计中，该实验教学的主题为“生物之间存在的关系”，因此教师在设计实验教学目标时则可以表述为：（1）知识与技能：通过制作动植物生存环境的模型，进一步了解和感受到动物与环境之间的关系；（2）过程与方法：引导学生通过设计和制作模型提升学生的动手实践能力；（3）情感态度价值观：通过活动培养学生认真细致的科学态度，坚持进行较长时间观察的毅力。

（三）推进深度学习效果，设计实验活动过程

在进行基于深度学习的小学科学实验教学优化设计之前，教师需要为学生设计一系列的问题或任务。设计问题或任务需要遵循以下原则：问题或任务应该具有可操作性，并且和学生的生活及实际经验紧密相关；问题或任务的难度应该适中，能够激发学生的兴趣并且能够顺利完成；问题或任务应该能够引导学生思考探究，并且能够与学生的先前知识经验联系起来。例如在进行以《水蒸气凝结》一课为主题的实验探究活动中，对“冰、水、水蒸气三者之间的关系”进行实验探究的过程中，首先教师可以通过学生对“冰、水、水蒸气之间的关系”这个大概念的基础了解认知来设定问题的提出，如“水和冰是同一种物质吗？”、“水是怎么变成水蒸气的？”等，引导学生发散思维思考问题，并根据提出的问题以及学生的回答设计相应的实验活动过程，从而得出探究结果[3]。

（四）为学生设计多元化的实验活动评价

评价的主要目的是为了全面了解判断学生的在实验教学过程中的结果与过程，探求学生是否对所学科学知识概念进行深度的理解认知。因此小学科学实验教学的评价设计应该包括学生的学习成果、学习过程以及实验操作技能等方面，通过对各个方面的评价，全面了解学生的学习状况及学习质量。并且评价还需要采用多种评价相结合的方法对学生进行持续性评价，从而更好地了解学生的实际情况，也更加方便教师能够及时调整教学策略，掌握学生的学习进度。例如教师可以采用观察记录法，记录学生在进行科学实验过程中的表现，了解学生的思考能力、实验技巧以及沟通能力等方面的表现；或者是采用问卷调查法，通过填写问卷的方式了解学生在实验活动中对于各种科学知识技巧的理解掌握情况，以及他们对实验过程的反馈意见；还可以采用口头评价法，让学生在小组讨论或是个人报告中分享自己的经验理解，从而促进他们的深度学习效果[4]。

结束语：

综上所述，基于深度学习理念的小学科学实验教学可以帮助学生掌握科学知识，培养学生的创造性思维及实验技能，提高学生的科学素养。在进行实验活动的过程中，教师需要设计问题或任务，并出示素材资源，引导学生提出猜想假设，组织学生进行实验活动，辅助学生进行观察记录，以此来全面提升科学实验教学的水平。

参考文献：

[1]张茹婷.小学科学实验教学策略探究[C]//廊坊市应用经济学会.对接京津——新的时代 基础教育论文集.南京市江宁区江宁中心小学;，2022：4.

[2]曹淑芸.小学科学实验教学中观察能力的培养探究[C]//中国管理科学研究院教育科学研究所.教育理论研究与创新网络总结年会论文集（三）.余杭区凤凰小学;，2022：3.

[3]胡光元.“教学做合一”在小学科学教学中的实施策略[J].教学管理与教育研究，2022，（22）：101-102.

[4]李盈盈.循“生活”之路达“素养”之径——小学科学实验教学生活化的方法举隅[J].新教师，2022，（11）：59-60.