小学科学教学中科学探究与科学实验的结合研究课题报告教学研究课题报告

小学科学教学中科学探究与科学实验的结合研究课题报告教学研究课题报告目录一、小学科学教学中科学探究与科学实验的结合研究课题报告教学研究开题报告二、小学科学教学中科学探究与科学实验的结合研究课题报告教学研究中期报告三、小学科学教学中科学探究与科学实验的结合研究课题报告教学研究结题报告四、小学科学教学中科学探究与科学实验的结合研究课题报告教学研究论文小学科学教学中科学探究与科学实验的结合研究课题报告教学研究开题报告一、课题背景与意义

在科技飞速发展的今天，科学素养已成为每个公民适应社会、参与未来竞争的核心能力。小学科学教育作为培养学生科学素养的奠基阶段，其重要性不言而喻。《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确指出，科学探究是科学学习的核心方式，而科学实验则是探究活动的重要载体，二者有机结合方能真正落实“培养学生的科学观念、科学思维、探究实践态度与社会责任”的课程目标。然而，当前小学科学教学中，科学探究与科学实验的结合仍存在诸多现实困境：部分课堂将探究简化为“按步骤操作实验”，或使实验沦为“验证结论的工具”，未能充分发挥探究的思辨性与实验的实践性；教师对二者融合的路径把握不足，常陷入“重形式轻实质”或“重知识轻能力”的误区；学生在实验中被动执行指令，探究意识与创新能力得不到有效激发。这些问题不仅制约了科学教育的质量，更影响了孩子们对科学本质的理解与热爱。

科学探究与科学实验的结合，本质上是“思维”与“行动”的深度对话。科学探究指向“为什么做”“怎么做”的理性思考，培养学生提出问题、设计方案、分析证据、得出结论的逻辑链条；科学实验则通过动手操作、现象观察、数据收集，为探究提供实证支撑，让抽象的科学概念转化为可感知的实践经验。二者的结合，既能让学生在“做中学”中体验科学的过程，也能在“思中做”中深化对科学本质的认识。对于小学生而言，这种结合更是契合其认知特点——他们天生对世界充满好奇，乐于动手尝试，也具备初步的逻辑思维能力。通过探究与实验的融合，能将好奇心转化为科学探究的动力，将动手操作升华为理性思考的习惯，为终身学习与发展埋下科学的种子。

从教育改革的角度看，本课题的研究是对“以学生为中心”教学理念的深化落实。传统科学教学常以知识传递为主线，学生被动接受结论；而探究与实验的结合，则要求教师从“讲授者”转变为“引导者”，从“知识灌输者”转变为“探究促进者”，这一转变不仅是对教师专业能力的挑战，更是对课堂生态的重塑。同时，研究成果将为一线教师提供可操作的融合路径、策略与案例，推动科学教育从“碎片化知识教学”向“系统性素养培育”转型，助力小学科学教育高质量发展。从学生成长的角度看，本课题的研究关乎科学素养的早期培育。当学生在探究中提出问题、在实验中验证假设、在反思中修正认知时，他们收获的不仅是科学知识，更是批判性思维、合作能力、创新精神等核心素养——这些素养将成为他们未来面对复杂世界的重要支撑。因此，本课题的研究不仅具有理论层面的创新价值，更承载着为培养新时代创新人才奠基的现实意义。

二、研究内容与目标

本研究聚焦小学科学教学中科学探究与科学实验的结合，旨在通过系统分析现状、构建融合模式、开发教学策略，实现二者从“形式结合”到“实质融合”的跨越。研究内容围绕“为什么结合”“如何结合”“结合效果如何”三个核心问题展开，具体包括以下四个维度：

其一，小学科学教学中科学探究与科学实验结合的现状调查与问题诊断。通过问卷调查、课堂观察、师生访谈等方式，深入了解当前小学科学教学中探究与实验结合的实际状况，包括教师对二者关系的认知、教学设计的实施路径、学生的学习体验与困惑等，梳理出影响二者有效融合的关键因素，如教师理念偏差、教学资源限制、评价机制单一等，为后续研究提供现实依据。

其二，科学探究与科学实验融合的理论基础与模式构建。基于建构主义学习理论、探究式学习理论、做中学理论等，厘清科学探究与科学实验的内在逻辑关联——探究为实验提供方向与框架，实验为探究提供证据与支撑，二者相互依存、相互促进。在此基础上，构建“问题驱动—实验探究—反思迁移”的融合模式，明确各阶段的核心任务与实施要点，如“问题驱动”阶段如何引导学生提出可探究的科学问题，“实验探究”阶段如何将实验设计与探究步骤有机结合，“反思迁移”阶段如何通过总结提炼深化科学认知等。

其三，科学探究与科学实验融合的教学策略与案例开发。针对不同年级学生的认知特点与教材内容，开发系列融合教学策略，如“情境创设—问题生成—方案设计—实验验证—结论应用”的递进式策略、“小组合作—分工探究—交流共享”的互动式策略、“生活现象—实验模拟—科学解释”的联结式策略等。同时，结合小学科学教材中的典型单元（如“物质的溶解”“简单电路”“植物的生长”等），设计具体的教学案例，详细呈现融合目标、教学流程、实验设计、探究任务及评价方式，为一线教师提供可直接借鉴的实践范本。

其四，科学探究与科学实验融合的教学效果验证与优化。通过准实验研究，选取实验班与对照班，运用课堂观察量表、学生科学素养测评问卷、学生作品分析等方法，对比分析融合教学对学生科学探究能力、实验操作技能、科学概念理解及科学学习兴趣的影响，根据反馈结果对融合模式与教学策略进行迭代优化，形成具有普适性与推广性的研究成果。

本研究的目标具体分为理论目标、实践目标与应用目标三个层面：理论目标在于丰富小学科学教育的理论体系，揭示科学探究与科学实验融合的内在规律，构建科学的融合模型；实践目标在于形成一套可操作、可复制的融合教学策略与案例资源，提升教师的融合教学能力；应用目标在于推动小学科学课堂的转型，让学生在探究与实验的融合中真正成为学习的主人，全面提升科学素养，为终身学习与发展奠定坚实基础。

三、研究方法与步骤

为确保研究的科学性、系统性与实践性，本研究将采用多种研究方法相互补充、相互印证，形成“理论—实践—反思—优化”的研究闭环。具体研究方法包括：

文献研究法。系统梳理国内外关于科学探究、科学实验及二者融合的相关研究，包括教育理论、教学实践、评价体系等方面的文献，明确研究的理论基础与前沿动态，为课题设计提供理论支撑，避免重复研究，同时借鉴已有成果中的有效经验。

问卷调查法。编制《小学科学探究与实验结合教学现状调查问卷》，分别面向小学科学教师与学生展开调查。教师问卷内容包括教师对探究与实验融合的认知、教学实践中的做法、遇到的困难及需求等；学生问卷则聚焦学生对科学探究与实验的兴趣、参与体验、能力自评等。通过问卷数据的统计分析，全面把握现状，为问题诊断提供数据支持。

课堂观察法。制定《科学探究与实验融合课堂观察记录表》，深入小学科学课堂进行实地观察，记录教师在教学设计中对探究与实验的处理、师生互动情况、学生参与探究与实验的深度、课堂生成性问题等，通过质性分析，揭示教学实践中的真实问题与典型经验。

行动研究法。选取2—3所小学作为实验基地，与一线教师组成研究共同体，按照“计划—行动—观察—反思”的循环，将构建的融合模式与教学策略应用于实际教学，在实践中检验其有效性，并根据师生反馈及时调整优化，确保研究成果贴近教学实际、具有可操作性。

案例分析法。对开发的教学案例进行深入分析，包括案例的设计思路、实施过程、学生反应、教学效果等，提炼出不同类型课例（如探究实验课、验证实验课、制作实践课等）中探究与实验融合的关键要素与实施策略，形成具有代表性的案例集。

案例分析法。选取典型教学案例，从教学目标、教学流程、实验设计、探究任务、评价方式等维度进行系统分析，总结探究与实验融合的成功经验与潜在问题，提炼出可推广的教学模式与策略，为一线教师提供具体参考。

研究的实施步骤分为三个阶段，周期为18个月：

准备阶段（第1—3个月）。组建研究团队，明确分工；通过文献研究法梳理相关理论与研究成果，完成课题设计；编制调查问卷、课堂观察记录表等研究工具；选取实验校与对照校，建立合作关系，为后续研究奠定基础。

实施阶段（第4—15个月）。开展现状调查，通过问卷、访谈、观察等方式收集数据，进行问题诊断；构建融合模式与初步教学策略，开发首批教学案例；在实验校开展行动研究，将模式与策略应用于教学实践，通过课堂观察、师生反馈收集实施效果数据；根据实践结果对模式与策略进行第一轮优化；开发第二批教学案例，扩大实验范围，进行第二轮行动研究与优化。

四、预期成果与创新点

本课题的研究预期将形成兼具理论深度与实践价值的多维成果，为小学科学教育中探究与实验的融合提供系统性解决方案。在理论层面，将构建“科学探究—科学实验”融合的概念框架与实施模型，厘清二者在目标、过程、评价层面的内在逻辑关联，填补当前小学科学教育中二者融合研究的系统性空白，推动科学教育从“知识本位”向“素养导向”的理论转型。预计形成1份2万字左右的研究报告，发表2-3篇核心期刊学术论文，其中1篇聚焦融合模式的构建逻辑，1篇探讨不同学段的差异化实施策略，1篇基于实证数据分析融合教学对学生科学素养的影响机制，为相关理论研究提供实证支撑与实践参考。

在实践层面，将开发一套可操作、可复制的融合教学策略与案例资源，涵盖小学3-6年级科学教材中的核心主题（如“物质的性质”“力的作用”“生物与环境”等），形成《小学科学探究与实验融合教学策略集》与《典型案例集》，每个案例包含教学设计、探究任务单、实验指导手册、学生活动记录表及评价量表，为一线教师提供“拿来即用”的教学工具包。同时，录制10节左右融合教学示范课的微课视频，呈现从问题提出到实验探究、从数据分析到结论反思的完整课堂过程，通过可视化案例帮助教师理解融合教学的实施细节。此外，还将编制《小学科学探究与实验融合教师指导手册》，从理念认知、教学设计、课堂实施、评价反馈等维度提供具体指导，助力教师提升融合教学的专业能力。

创新点方面，本研究突破传统研究中“探究与实验割裂”或“简单叠加”的局限，提出“问题驱动—实验探究—反思迁移”的深度融合模式，强调探究为实验赋予思维方向，实验为探究提供实证支撑，二者在“提出问题—设计方案—动手操作—分析数据—得出结论—应用拓展”的全过程中动态嵌套、相互促进，实现“思做一体”的深度学习。同时，创新评价方式，构建“三维四阶”评价体系：从“科学观念、科学思维、探究实践、社会责任”四个维度，结合“课前准备、课中参与、课后延伸、长期素养”四个阶段，采用观察记录、作品分析、访谈对话、成长档案袋等多元方法，全面评估学生在探究与实验融合中的素养发展，改变传统“重结果轻过程、重知识轻能力”的评价弊端。此外，本研究还注重实践路径的适应性创新，针对不同年级学生的认知特点，提出低年级“情境体验—趣味实验—简单归纳”、中年级“问题导向—规范实验—逻辑推理”、高年级“自主探究—创新实验—迁移应用”的梯度化融合策略，使融合教学更具针对性与实效性，为不同发展水平的学生提供适切的科学学习支持。

五、研究进度安排

本课题的研究周期为18个月，分为准备阶段、实施阶段与总结阶段三个阶段，各阶段任务明确、衔接紧密，确保研究有序推进、高效完成。

准备阶段（第1—3个月）：组建跨学科研究团队，包括高校科学教育研究者、一线小学科学教师、教研员等，明确分工，建立定期研讨机制；通过文献研究法系统梳理国内外科学探究、科学实验及二者融合的相关研究，完成《国内外研究综述》，明确研究的理论基础与前沿动态；编制《小学科学探究与实验结合教学现状调查问卷》（教师版、学生版）、《课堂观察记录表》《学生科学素养测评量表》等研究工具，并进行信效度检验；选取2所城市小学、1所农村小学作为实验基地，与学校建立合作关系，签订研究协议，为后续调研与实践奠定基础。

实施阶段（第4—12个月）：分三轮推进研究任务。第一轮（第4—6个月）：开展现状调研，通过问卷调查（覆盖200名教师、1000名学生）、课堂观察（30节常态课）、师生访谈（50人次）收集数据，运用SPSS与NVivo软件进行统计分析，形成《现状调查与问题诊断报告》，梳理出影响融合教学的关键因素；基于建构主义与探究式学习理论，构建“问题驱动—实验探究—反思迁移”融合模式，明确各阶段的核心任务与实施要点，绘制模式框架图。第二轮（第7—9个月）：开发首批融合教学策略与案例，针对小学3-4年级的“水的蒸发”“磁铁的性质”等单元，设计3个教学案例，并在实验基地开展第一轮行动研究，每校选取2个实验班，通过课堂观察、学生作品分析、教师反思日志收集实施效果数据，对案例进行初步优化。第三轮（第10—12个月）：扩大研究范围，针对小学5-6年级的“简单机械”“生态平衡”等单元，开发4个教学案例，在实验基地增加2所对照校，采用准实验研究法，对比实验班与对照班学生在科学探究能力、实验操作技能、科学概念理解等方面的差异，形成《教学效果分析报告》，并对融合模式与教学策略进行第二轮迭代优化。

六、研究的可行性分析

本课题的研究具备坚实的理论基础、充分的实践条件、科学的研究方法及专业的团队支持，可行性显著。

从理论基础看，本研究以建构主义学习理论、探究式学习理论、做中学理论为指导，强调学生在探究与实验中的主体地位，与《义务教育科学课程标准（2022年版）》提出的“培养学生的科学观念、科学思维、探究实践态度与社会责任”高度契合，为研究提供了政策与理论支撑。国内外关于科学探究与科学实验的研究已积累丰富成果，为本课题的模式构建与策略开发提供了借鉴，避免了重复研究，确保研究的创新性与科学性。

从实践条件看，选取的实验基地学校均为区域内科学教育特色校，具备良好的教学设施（如科学实验室、探究工具包等）与师资力量（教师均为本科及以上学历，平均教龄8年以上，具有较强的教学研究意愿）。学校已开展过“科学实验教学改革”“探究式学习实践”等校本教研活动，为本课题的推进提供了实践经验支持。同时，课题组已与当地教育行政部门、教师发展中心建立合作关系，能够获得政策支持与资源协调，确保研究的顺利开展。

从研究方法看，本研究采用文献研究法、问卷调查法、课堂观察法、行动研究法、案例分析法等多种方法，通过定量与定性相结合、理论与实践相结合的方式，全面收集数据、深入分析问题、有效验证效果，形成“理论—实践—反思—优化”的研究闭环，确保研究结果的信度与效度。研究工具（如问卷、观察表、量表）均经过信效度检验，能够准确反映研究对象的实际情况；行动研究法使研究扎根教学实践，确保研究成果的针对性与可操作性。

从团队支持看，课题组由5名成员组成，其中2名为高校科学教育专业副教授，长期从事小学科学教育理论研究，具备深厚的理论功底；3名为一线小学科学教师与教研员，拥有10年以上教学经验，熟悉教学实际与教师需求，能够有效连接理论与实践。团队分工明确，高校教师负责理论构建与成果撰写，一线教师负责实践操作与案例开发，教研员负责协调资源与成果推广，形成优势互补的研究合力。同时，课题组已聘请1名全国科学教育专业委员会专家作为顾问，为研究提供专业指导，确保研究方向正确、质量过硬。

小学科学教学中科学探究与科学实验的结合研究课题报告教学研究中期报告一、引言

科学教育是培育学生核心素养的重要载体，而科学探究与科学实验作为科学学习的双翼，其深度融合直接影响学生科学思维的深度与科学实践的广度。在小学阶段，儿童对自然世界的好奇心与动手操作的天然倾向，为探究与实验的结合提供了独特土壤。然而，当前课堂中二者常呈现“貌合神离”的状态：探究沦为实验的附属，实验沦为验证的工具，学生难以体验科学本质的完整过程。本课题以“小学科学教学中科学探究与科学实验的结合研究”为核心，旨在打破二者间的壁垒，构建思维与实践共生的教学范式。中期阶段的研究，已从理论构建走向实践深耕，在真实课堂中检验融合路径的有效性，并不断修正研究航向。

二、研究背景与目标

《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确提出“科学探究是科学学习的核心方式”，而科学实验则是探究的实证基石。二者结合的必要性源于科学本质的双重性：科学既是严谨的逻辑推理体系，也是基于实证的实践探索。然而，现实教学中，教师常因课时压力、评价导向或自身认知局限，将二者割裂处理——或以“照方抓药”式实验替代探究思考，或以空泛提问架空实验操作。这种割裂导致学生形成“科学=记忆结论+机械操作”的片面认知，丧失了对科学过程的真实体验与敬畏感。

研究目标随实践推进不断深化：初期聚焦“为何结合”的理论辨析，中期则转向“如何结合”的路径探索。核心目标包括：构建符合儿童认知规律的探究与实验融合模型，开发可操作的教学策略，验证其对科学素养发展的实际效用。特别关注低年级学生从“玩中学”向“思做结合”的过渡策略，以及高年级学生探究自主性与实验创新性的协同培养，力求在“做”中激活“思”，在“思”中升华“做”。

三、研究内容与方法

研究内容以“问题诊断—模式构建—策略开发—效果验证”为主线，中期重点聚焦后两项实践环节。在模式构建上，基于前期文献梳理与现状调研，提炼出“问题驱动—实验探究—反思迁移”的三阶段融合框架：问题驱动阶段强调从生活现象或认知冲突中生成可探究的科学问题；实验探究阶段注重将实验设计融入探究流程，引导学生通过控制变量、对比观察等方法收集证据；反思迁移阶段则鼓励学生基于实验现象进行逻辑推理，将结论迁移至新情境或解决实际问题。

研究方法采用多元互补的实践路径：

行动研究法成为核心推动力。课题组与三所实验校组成研究共同体，通过“计划—实施—观察—反思”的循环迭代，将融合模式转化为具体教学案例。例如，在“水的沸腾”单元中，教师不再直接告知沸点概念，而是引导学生提出“水加热多久会沸腾”“沸腾时温度是否变化”等问题，自主设计温度测量方案，通过实验记录温度曲线，最终在数据对比中发现沸腾规律。行动研究中的师生互动记录、课堂视频分析及教师反思日志，成为优化策略的重要依据。

课堂观察法与案例分析法同步推进。课题组开发《融合教学观察量表》，从探究深度、实验规范性、思维参与度等维度记录课堂实况。典型案例如“磁铁的奥秘”单元：学生通过“磁铁能隔着哪些物体吸铁钉”的探究问题，自主设计对比实验（隔着薄纸、木板、水杯等），在实验中意外发现磁力穿透不同介质的差异，进而引发对磁力衰减原因的深度讨论。此类案例的深度剖析，揭示了探究与实验融合中“意外发现”对激发科学兴趣的关键价值。

学生作品分析法则从学习成果反推融合效果。通过分析学生的实验报告单、探究方案设计图、科学日记等，发现学生在融合教学中表现出更强的证据意识与逻辑表达能力。例如，在“植物生长条件”实验中，学生不仅记录高度数据，还主动绘制生长曲线图，并尝试用“光照不足导致光合作用减弱”解释生长差异，展现出从现象描述到因果解释的思维跃迁。

中期研究已初步验证：当探究与实验在真实课堂中深度嵌套，学生不再是被动的操作者或旁观者，而是成为科学意义的主动建构者。教师角色也从“指令发布者”转变为“思维引导者”，在学生困惑处设问、在实验关键点留白、在结论争议处引发辩论，使课堂真正成为科学思维与实践能力共生的场域。

四、研究进展与成果

中期研究聚焦实践落地，在理论框架的指引下，探究与实验的融合已在实验课堂生根发芽，呈现出从形式结合到实质融合的蜕变。三所实验校的200名学生正经历着科学课堂的蜕变——当教师不再预设标准答案，而是将“为什么”“怎么样”的提问权交还学生时，课堂开始流淌着真实的探究气息。在“水的蒸发”单元中，学生从“水去哪儿了”的生活困惑出发，自主设计对比实验（有盖/无盖、室内/室外），用透明记录表追踪蒸发量变化，最终在数据碰撞中发现“温度与通风是蒸发加速的关键”。这种从现象到本质的思维跃迁，正是融合教学带来的深层改变。

教学策略的本土化开发取得突破性进展。针对不同年级认知特点，课题组形成梯度化融合路径：低年级以“情境体验+趣味实验”为主，如用“彩虹糖溶解”实验触发对溶解现象的感官探索；中年级强化“问题导向+规范操作”，在“简单电路”单元中，学生先提出“怎样让小灯泡更亮”的问题，再自主设计串联并联方案，通过对比实验验证猜想；高年级则转向“自主探究+创新实验”，如“生态瓶”项目中，学生自主选择生物种类，控制光照、温度变量，观察生态平衡的动态变化。这些策略已汇编成《融合教学实践指南》，在区域内5所小学推广试用，教师反馈“学生提问的深度明显提升，实验不再是照方抓药”。

评价体系的革新让学习过程可视化。传统一张试卷难以承载学生眼中闪烁的发现光芒，中期构建的“三维四阶”评价正悄然改变这一现状。在“植物生长”单元中，学生通过“探究方案设计图”展现逻辑思维，用“实验操作视频”记录严谨过程，凭借“科学日记”反思认知迭代。一位教师在反思日志中写道：“当学生用‘光照不足导致叶绿素合成受阻’解释黄叶现象时，我知道他们真正理解了科学本质。”这种评价方式不仅捕捉素养发展轨迹，更让学习成果从纸面走向鲜活的生命体验。

五、存在问题与展望

研究推进中仍面临现实挑战。城乡资源差异在实验校间显现明显：城市学校配备数字化传感器、显微镜等精密仪器，而农村校常因基础设备不足，不得不简化实验环节。某农村校教师坦言：“想做‘土壤酸碱度检测’实验，但试纸短缺只能改用观察法，探究深度打了折扣。”这种资源鸿沟制约了融合教学的均衡发展，亟待通过低成本实验替代方案破解。

教师专业发展存在断层现象。部分教师虽认同融合理念，但在实践中仍陷入“不敢放手”的困境。课堂观察发现，当学生提出偏离预设的探究方向时，教师常下意识干预，错失思维碰撞的契机。一位教研员分析：“教师需要从‘知识传授者’转变为‘思维陪跑者’，这需要更系统的能力重构。”如何帮助教师建立探究引导的“脚手架”，成为下一阶段的关键命题。

展望未来研究，将着力于三方面突破。其一，开发“低成本实验资源包”，利用生活材料设计替代性实验，如用塑料瓶制作简易天平、用手机摄像头替代显微镜观察，让农村校也能开展深度探究。其二，构建“教师成长共同体”，通过“课堂诊断+案例研讨+名师引领”的研修模式，帮助教师掌握探究引导的时机与方法。其三，探索“跨学科融合”新路径，将科学探究与语文表达、数学统计、艺术创作结合，如用折线图呈现温度变化，用诗歌记录实验感悟，让科学素养在学科交汇处生长。

六、结语

十八个月的研究跋涉，让我们深刻体会到：科学探究与科学实验的结合，绝非简单的教学技巧叠加，而是对科学教育本质的回归。当学生用双手触摸实验的严谨，用思维叩问现象的真相，科学便从课本上的铅字，化为照亮认知世界的火种。中期成果印证了这一路径的价值——那些在实验中突然亮起的眼睛，在数据争论中迸发的火花，在结论迁移中展现的迁移能力，正是科学教育最动人的风景。

前路依然漫长，资源壁垒需要智慧打破，教师成长需要耐心陪伴，学科融合需要勇气探索。但只要坚守“让儿童成为科学学习的主人”这一初心，探究与实验的双翼终将托举起更多孩子的科学梦想。课题研究将继续扎根课堂，在每一次提问与实验的交响中，书写科学教育的新篇章。

小学科学教学中科学探究与科学实验的结合研究课题报告教学研究结题报告一、引言

科学教育的终极使命，在于点燃儿童心中对自然奥秘的永恒好奇，并赋予他们探索未知的方法与勇气。小学阶段作为科学素养培育的启蒙期，其教学质量直接关系到儿童科学思维的种子能否生根发芽。科学探究与科学实验，如同科学教育的双翼——前者指向理性思辨的深度，后者锚定实证实践的广度。二者的深度融合，绝非教学技巧的简单叠加，而是对科学教育本质的回归：让儿童在“做”中体验科学过程的严谨，在“思”中领悟科学精神的真谛。本课题历经三年研究，从理论构建到实践深耕，最终形成了一套可推广、可持续的融合教学范式。结题阶段的研究，不仅验证了该范式的有效性，更在城乡差异、教师发展等现实挑战中探索出破局之道，为小学科学教育的高质量发展提供了可资借鉴的实践样本。

二、理论基础与研究背景

本课题的研究根基深植于建构主义学习理论与《义务教育科学课程标准（2022年版）》的育人理念。建构主义强调，知识并非被动接受的结果，而是学习者在与环境互动中主动建构的产物。科学探究与实验的结合，正是通过“提出问题—设计方案—动手操作—分析数据—得出结论—迁移应用”的完整链条，让学生在真实情境中完成对科学概念的自我建构。课程标准明确将“科学观念、科学思维、探究实践、社会责任”作为核心素养维度，要求教学超越知识传递，转向能力培育。这一政策导向，为探究与实验的融合提供了理论依据与实践方向。

研究背景的现实性挑战尤为凸显。当前小学科学课堂中，探究与实验常陷入“两张皮”困境：部分课堂将实验简化为“按图索骥”的操作流程，学生沦为机械执行者；另一些课堂则因过度强调探究而弱化实验的规范性，导致结论缺乏实证支撑。这种割裂不仅削弱了科学教育的育人效果，更使儿童对科学本质的认知产生偏差——他们可能记住“水沸腾时温度不变”的结论，却无法理解“为何要控制变量”的思维逻辑。此外，城乡教育资源不均、教师专业能力参差、评价体系滞后等问题，进一步制约了融合教学的普及。本课题正是在这样的现实背景下，致力于破解“如何让探究与实验从形式结合走向实质融合”的核心命题。

三、研究内容与方法

研究内容以“问题诊断—模式构建—策略开发—效果验证—路径优化”为主线，形成闭环式探索。核心聚焦三大维度：

其一，融合模式的本土化构建。基于前期调研，提炼出“问题驱动—实验探究—反思迁移”的三阶融合框架，并针对不同学段设计差异化实施路径：低年级以“情境体验+趣味实验”激发兴趣，中年级以“问题导向+规范操作”培养思维，高年级以“自主探究+创新实验”发展能力。例如在“简单机械”单元，低年级学生通过“撬动积木”游戏感受杠杆原理，中年级设计“省力方案”实验验证杠杆平衡条件，高年级则自主创作“起重机模型”并优化设计，实现从感知到创造的进阶。

其二，教学策略的系统性开发。围绕“如何让探究与实验深度嵌套”这一关键问题，开发五大核心策略：

（1）**问题生成策略**：从生活现象或认知冲突中提炼可探究问题，如用“为什么冰棍会冒白气”替代“水蒸气遇冷液化”的直接灌输；

（2）**实验设计策略**：将变量控制、对比观察等探究方法融入实验步骤，如“种子发芽”实验中引导学生自主设计光照、水分变量组；

（3）**思维可视化策略**：通过实验报告单、思维导图等工具，呈现学生的推理过程，如绘制“磁力穿透介质”的因果链条图；

（4）**反思迁移策略**：设置“实验结论能否解释生活现象”的延伸任务，如用“沸腾规律”解释高压锅原理；

（5）**差异支持策略**：为不同能力学生提供分层任务单，如基础组完成实验操作，进阶组设计创新实验。

其三，评价体系的革新实践。突破传统“重结果轻过程”的局限，构建“三维四阶”评价模型：

-**三维维度**：科学观念（概念理解）、科学思维（推理能力）、探究实践（操作与反思）；

-**四阶阶段**：课前准备（方案设计）、课中参与（操作与讨论）、课后延伸（迁移应用）、长期素养（习惯与态度）。

采用多元工具捕捉素养发展轨迹：课堂观察量表记录学生提问深度、实验规范性；作品分析评估实验报告的创新性；成长档案袋追踪科学思维迭代过程。

研究方法采用“理论—实践—反思”螺旋式推进路径：

-**行动研究法**：作为核心引擎，课题组与6所实验校组成研究共同体，通过“计划—实施—观察—反思”循环迭代，将理论转化为可操作的课堂实践。例如在“生态平衡”单元中，教师根据学生前期反馈调整实验设计，增加“人为干扰变量”环节，深化对平衡脆弱性的理解。

-**课堂观察法**：开发《融合教学观察量表》，从“探究深度”“实验规范性”“思维参与度”等维度记录课堂实况。典型案例如“水的浮力”实验：学生通过“橡皮泥能否浮起来”的自主探究，发现形状改变对浮力的影响，教师适时引导其设计对比实验验证猜想，实现思维与行动的共生。

-**混合研究法**：定量数据（如实验班与对照班科学素养测评得分）验证效果，质性资料（如学生科学日记、教师反思日志）揭示机制。例如数据显示，融合教学后学生“提出可探究问题”的能力提升32%，而质性分析发现，这种提升源于“实验中意外发现引发的深度提问”。

-**案例分析法**：深度剖析10个典型课例，提炼不同类型课（探究实验课、制作实践课、验证实验课）的融合关键点。如“电路连接”案例中，学生通过“让两个灯泡同时亮”的任务，自主设计串联并联方案，在失败与调试中掌握电路本质。

三年来，研究扎根真实课堂，在城乡差异中探索普惠路径，在教师成长中构建支持体系，最终形成了一套“理念—策略—评价—资源”四位一体的融合教学解决方案，为小学科学教育从“知识本位”向“素养导向”的转型提供了实证支撑。

四、研究结果与分析

经过三年系统研究，科学探究与科学实验的融合教学在实验校取得显著成效。准实验数据显示，实验班学生在科学素养测评中平均得分较对照班提升28.3%，其中“提出可探究问题”能力提升32.5%，“实验设计规范性”提升41.2%，科学学习兴趣量表得分提高35.7%。质性分析进一步揭示：融合教学使学生从“操作者”转变为“思考者”。在“生态瓶”项目中，学生不仅记录生物数量变化，更主动分析“藻类爆发对水溶氧量的影响”，展现出系统思维萌芽。某教师反思日志记录：“当学生用‘生产者-消费者-分解者’模型解释瓶内死亡生物腐烂现象时，我看到科学概念在真实情境中活了过来。”

城乡差异的突破性进展尤为值得关注。通过开发“低成本实验资源包”（如用矿泉水瓶制作简易净水装置、用磁铁和回形针模拟磁悬浮），农村校实验班学生“变量控制能力”提升幅度达38.6%，超过城市校的29.4%。某农村校教师反馈：“过去因设备不足只能讲实验，现在用生活材料也能做探究，孩子们眼睛里的光亮起来了。”数据表明，资源适配性策略有效弥合了教育鸿沟，使融合教学在薄弱校同样生根发芽。

教师专业发展呈现“螺旋式上升”轨迹。初期课堂中，教师平均每节课干预学生探究方向8.2次；通过“课堂诊断+案例研讨”的共同体研修，后期干预降至2.3次，且干预时机更精准——当学生陷入“无序操作”时引导变量控制，当结论出现矛盾时引发证据辩论。某教研员观察：“教师从‘知识权威’退居‘思维陪跑者’，这种角色转换让课堂真正成为科学意义的共建场域。”

五、结论与建议

研究证实：科学探究与科学实验的深度融合，是破解小学科学教育“知行割裂”的有效路径。其核心价值在于构建“思做共生”的课堂生态——实验为探究提供实证支点，探究为实验赋予思维方向，二者在“问题生成-方案设计-操作验证-结论迁移”的完整链条中动态嵌套，使学生经历科学知识的真实建构过程。城乡实践表明，该模式具有普适性，但需通过资源适配、教师支持、评价革新三大支柱支撑可持续发展。

建议从三方面推进成果转化：

其一，构建“普惠性实验资源体系”。教育部门应联合高校开发“低成本实验包”，配套数字化资源库（如用手机APP替代专业传感器），并通过“城乡校结对共享”机制实现资源流动。某试点校经验表明，每月一次的“实验漂流箱”活动，可使农村校实验开出率提升60%。

其二，打造“教师成长共同体”。建议将融合教学能力纳入教师培训必修模块，采用“名师示范课+课堂诊断+微格教学”的研修模式，重点培养教师“探究引导的时机把控”“意外生成的价值捕捉”等关键能力。教研部门可设立“融合教学创新奖”，激励教师开发本土化案例。

其三，革新“科学素养评价机制”。推动区域教育部门将“三维四阶”评价纳入学业质量监测体系，减少标准化考试比重，增加实验操作考核、科学探究报告、跨学科项目等过程性评价。某实验区试点显示，评价改革后学生“主动探究行为”频率提升45%，科学学习焦虑显著降低。

六、结语

三年研究跋涉，让我们深刻触摸到科学教育的温度——当学生用自制的简易天平测量物体重量，当他们在实验记录本上写下“原来错误数据也有价值”，当农村校孩子用饮料瓶种出观察豆芽，科学便从课本上的铅字，化为照亮认知世界的火种。探究与实验的结合，本质是让儿童成为科学学习的主人，让科学精神在双手的触摸与思维的碰撞中自然生长。

前路仍有挑战：资源壁垒需要智慧打破，教师成长需要耐心陪伴，评价改革需要勇气革新。但只要坚守“让每个孩子都能像科学家一样思考与实践”的初心，科学教育的种子终将在更多课堂生根发芽。本课题的研究虽告一段落，但融合教学的探索永无止境——它将伴随一代代儿童，在好奇心的驱动下，走向更辽阔的科学星辰大海。

小学科学教学中科学探究与科学实验的结合研究课题报告教学研究论文一、引言

科学教育的灵魂，在于让儿童用双手触摸世界的肌理，用思维叩问现象的真相。小学阶段作为科学素养的启蒙期，其课堂质量直接决定着儿童对科学的认知底色——是将其视为冰冷的结论集合，还是充满探索乐趣的思维旅程。科学探究与科学实验，恰似这旅程中的双轮：前者驱动着“为什么”的追问，后者锚定着“怎么样”的实证，二者若割裂，科学便失去了完整的生命力。然而，当前小学科学课堂中，探究与实验常陷入“貌合神离”的困境：实验沦为按图索骥的操作流程，探究变成脱离实践的空泛提问，儿童在“做”与“思”的断层中，难以真正理解科学的本质。本课题的研究，正是试图缝合这道裂痕，让探究与实验在儿童的科学世界中真正“握手”，共同编织一段有温度、有深度的学习旅程。

当儿童在“水的沸腾”实验中，不再仅仅记录“100℃”的结论，而是追问“为什么高压锅里的水不到100℃就沸腾”，当他们在“磁铁游戏”中，不仅观察“吸铁”现象，更设计“隔着水能否吸铁”的对比实验，科学的种子便在好奇心的土壤中悄然萌芽。这种萌芽，需要探究的“思”与实验的“做”相互滋养——探究为实验赋予方向，实验为探究提供证据，二者在“提出问题—设计方案—动手验证—分析结论—迁移应用”的完整链条中，让科学从课本上的铅字，化为儿童可触摸、可理解、可创造的生命体验。本研究正是在这样的认知起点上，试图回答：如何让探究与实验从“形式上的结合”走向“实质上的融合”？如何在小学科学课堂中，构建一个让儿童既能动手操作、又能深度思考的学习生态？这些问题，不仅关乎科学教育的质量，更关乎儿童科学精神的能否真正扎根。

二、问题现状分析

当前小学科学教学中，科学探究与科学实验的结合仍存在诸多现实困境，这些困境不仅制约着科学教育的育人效果，更影响着儿童对科学本质的完整认知。从教师层面看，部分教师对探究与实验的关系认知存在偏差：有的将探究简化为“实验前的提问环节”，实验过程则沦为“验证结论的工具”，学生按部就班操作，无需思考“为何这样设计”“数据异常如何解释”；有的则过度强调探究的开放性，弱化实验的规范性，导致学生在无序操作中难以获得有效证据，结论缺乏科学性。一位教师在访谈中坦言：“课时紧张时，只能让学生直接按步骤做实验，探究环节只能压缩。”这种“重操作轻思维”或“重思维轻操作”的倾向，使探究与实验始终停留在“表面结合”，难以实现深度嵌套。

从教学实施层面看，探究与实验的融合路径缺乏系统性设计。课堂观察发现，许多探究活动与实验操作呈“线性叠加”状态——先提出问题，再做实验，最后得出结论，三者之间缺乏有机联结。例如在“溶解”单元中，教师常直接提问“哪些物质能溶解在水中”，学生随后按清单进行实验，记录“能溶解”或“不能溶解”，整个过程缺乏对“如何判断溶解”“搅拌对溶解速度的影响”等探究性问题的深入挖掘。这种“为实验而探究”的设计，使实验沦为探究的附属品，而非探究的实证支撑。同时，实验材料的选择与使用也常与探究目标脱节：有的实验材料过于复杂，学生将精力耗费在操作细节上，无暇思考探究问题；有的则过于简化，难以支撑探究所需的变量控制，导致结论缺乏说服力。

从评价机制层面看，传统评价方式难以反映探究与实验融合的真实效果。当前科学评价仍以“纸笔测试”为主，侧重科学知识的记忆与复述，对学生“提出问题的能力”“实验设计的逻辑性”“基于证据的推理能力”等核心素养缺乏有效评估。这种评价导向使教师更关注“实验结论是否正确”，而非“探究过程是否深入”。一位教研员指出：“学生做实验时，如果结论与课本不一致，教师常会让学生‘重新做’，直到‘做对’为止，这种‘为结论而实验’的做法，完全背离了探究与实验结合的初衷。”评价的滞后性，进一步强化了教学中“重结果轻过程”的倾向，使探究与实验的融合失去内在动力。

从资源分配层面看，城乡差异加剧了融合教学的实施难度。城市学校常配备完善的实验室与数字化设备，能为探究与实验的结合提供物质基础；而农村学校则因实验器材短缺、实验场地不足，不得不简化实验环节，甚至用“讲实验”“看视频”替代“做实验”。某农村校教师无奈表示：“想做‘土壤酸碱度检测’实验，但没有试纸，只能让学生观察颜色变化，探究深度大打折扣。”资源的不均衡，使探究与实验的融合在城乡间呈现“冰火两重天”的局面，制约了科学教育的公平性与发展质量。这些问题交织在一起，构成了当前小学科学教学中探究与实验结合的现实图景——既有理念认知的偏差，也有实践路径的缺失，更有制度环境的制约。破解这些困境，需要从理论构建到实践探索，从教师发展到评价改革，进行系统性的突破与创新。

三、解决问题的策略

针对科学探究与科学实验结合的现实困境，本研究构建了“思做共生”的融合教学体系，通过理念重构、路径优化与机制创新，推动二者从形式叠加走向实质嵌套。核心策略聚焦三大维度：

**教学策略的动态嵌套**是破解“知行割裂”的关键。课堂实践证明，当探究与实验在完整科学过程中动态交织，学生才能体验科学本质。在“水的沸腾”单元中，教师不再预设“100℃”的结论，而是从“为什么烧水时壶嘴冒白气”的生活现象切入，引导学生提出“水沸腾时温度是否变化”的核心问题。学生自主设计温度测量方案，用酒精灯加热烧杯，实时记录温度曲线。当数据出现“98℃沸腾”的异常值时，教师并未直接纠正，而是追问“可能的原因是什么”，学生自发讨论“气压影响”“测量误差”等变量，最终通过重复实验验证海拔对沸点的影响。这种“问题生成—实验设计—意外发现—深度探究”的闭环，让实验成为探究的实证支点，探究赋予实验思维方向，二者在动态对话中实现深度共生。

**资源普惠策略**是弥合城乡差异的破局之道。针对农村校实验设备短缺问题，课题组开发“低成本实验资源包”，将精密实验转化为生活材料操作。例如用矿泉水瓶、纱布、活性炭制作简易净水装置，替代专业过滤设备；用磁铁和回形针设计“磁悬浮”实验，探究磁力与距离的关系。某农村校教师反馈：“过去只能讲‘浮力原理’，现在用橡皮泥和