小学科学小组合作学习案例

小学科学小组合作学习的实践探索——以“植物的向性运动”探究活动为例一、引言小学科学课程以培养学生的科学素养为核心，小组合作学习作为探究式学习的重要组织形式，能有效促进学生在交流协作中建构科学概念、发展探究能力。《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确提出，要“引导学生在小组合作中经历科学探究的完整过程，培养团队协作与问题解决能力”。本文以五年级“植物的向性运动”探究活动为例，呈现小组合作学习的实施路径与实践反思，为小学科学教学提供可借鉴的操作范式。二、案例背景本次活动选取某小学五年级（2）班开展，该班学生已具备初步的观察、实验能力，但在自主设计实验、协作解决问题方面仍需引导。“植物的向性运动”是教科版《科学》五年级下册“生物与环境”单元的拓展内容，涵盖向光性、向地性、向水性等探究点，适合通过小组合作开展长周期、多维度的实验探究，能充分调动学生的主动性与创造性。三、小组合作学习的实施过程（一）科学分组：异质互补，权责明晰采用异质分组策略，综合学生的科学素养、动手能力、表达水平与性格特质，将学生分为6组（每组5人）。每组设置“组长（组织协调）、实验员（操作实施）、记录员（数据整理）、汇报员（成果展示）、材料员（资源管理）”角色，角色每两周轮换，确保全员参与。例如，“阳光小组”由动手能力强的小宇（实验员）、细心严谨的小萱（记录员）、表达流畅的小桐（汇报员）等组成，组内优势互补，为探究活动奠定基础。（二）任务设计：梯度分解，目标导向围绕“植物如何对环境刺激作出反应”的核心问题，将探究任务分解为3个递进式子任务：1.任务1：观察植物向光性要求小组选取盆栽绿豆苗，将其置于单侧光源环境（如窗台），连续7天记录茎的生长方向、叶片朝向，绘制生长轨迹图。任务重点培养“持续观察+数据记录”能力。2.任务2：探究植物向地性小组设计对比实验：将浸泡后的绿豆种子分别以“胚根向上、向下、水平”三种方式固定在湿纸巾上，放入透明塑料盒（避光），观察胚根萌发方向。任务需突破“实验设计的逻辑性”难点，引导学生控制变量（如温度、湿度一致）。3.任务3：模拟植物向水性小组自主设计实验（如在土壤盒中制造“干-湿”湿度梯度，种植绿豆苗，观察根的生长方向），任务强调“创新设计+现象解释”，鼓励学生基于前两个任务的经验迁移思考。（三）过程实施：协作探究，动态调整1.准备阶段：方案优化，思维碰撞小组围绕任务展开讨论，教师以“问题链”引导优化方案。例如，“彩虹小组”最初计划用“不同方向摆放花盆”探究向地性，教师追问：“花盆移动会改变光照，如何排除干扰？”学生调整为“种子固定+避光盒”，体现科学思维的严谨性。2.实施阶段：分工协作，问题解决实验过程中，小组面临多重挑战：材料不足：部分小组缺少透明塑料盒，“星辰小组”主动与“清风小组”共享材料，协商轮流使用，培养资源整合能力。数据异常：“阳光小组”发现水平摆放的种子胚根既有向下也有向侧生长的情况，小组重新检查实验装置（发现纸巾松动导致种子移位），调整后重复实验，体现“质疑-验证”的科学态度。3.总结阶段：成果梳理，多元展示小组整理实验数据（如向光性实验中，多数绿豆苗茎向光源弯曲），通过PPT、手抄报、实物展示等形式汇报。汇报后设置“互评环节”，其他小组提问（如“向水性实验中，根偏向湿土是因为水分还是养分？”），汇报组结合实验细节（如用“纯净水+土壤”排除养分干扰）回应，促进思维深度碰撞。四、实施效果与分析（一）学习参与度提升通过角色轮换与任务分解，多数学生能全程参与实验（如记录员小萱原本内向，在整理数据时主动与组员讨论异常值，汇报时清晰阐述分析过程），课堂“边缘生”的参与度显著提高。（二）科学能力发展探究能力：多数小组能自主设计对照实验（如控制变量、重复实验），“彩虹小组”在向水性实验中创新使用“注射器定点补水”模拟湿度梯度，体现设计思维。合作能力：小组互评显示，“任务分工合理性”“组员互助频率”得分较活动前提升，学生学会“倾听不同意见”（如实验员小宇主动采纳记录员的建议，调整实验操作细节）。（三）科学概念建构学生通过实证发现：植物茎具有向光性（单侧光刺激下向光源生长）、根具有向地性（重力刺激下向地心生长）与向水性（水分刺激下向湿土生长），突破了“植物生长方向随机”的前概念，形成“生物对环境刺激有定向反应”的科学认知。五、反思与改进建议（一）现存问题1.个别学生“搭便车”：少数性格内向的学生在讨论中参与不足，依赖组长决策。2.任务难度分层不足：向水性实验对能力较弱的小组挑战较大，导致部分学生产生挫败感。（二）改进策略1.角色赋能培训：课前开展“小组角色职责微课”，明确“记录员需主动追问实验细节”“材料员需预判资源需求”，提升角色参与的主动性。2.任务弹性设计：为不同水平小组提供“基础版（验证性实验）”与“进阶版（创新性实验）”任务卡，如向水性实验中，基础组观察“土壤湿度差→根生长方向”，进阶组探究“不同湿度梯度下的根生长速率”。3.多元评价激励：建立“过程+成果”评价体系，过程性评价关注“实验日志完整性”“组内互助次数”，成果评价结合“实验设计逻辑性”“现象解释科学性”，用“星级奖章”“小组成长档案”激发持续参与。六、结语小学科学小组合作学习的核心价值，在于让学生在“做中学、议中悟”的过程中，既掌握科学