小学科学教学中科学探究与科学实验结合的创新教学策略研究教学研究课题报告

小学科学教学中科学探究与科学实验结合的创新教学策略研究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结合的创新教学策略研究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结合的创新教学策略研究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结合的创新教学策略研究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结合的创新教学策略研究教学研究论文小学科学教学中科学探究与科学实验结合的创新教学策略研究教学研究开题报告一、课题背景与意义

在科技革命与教育变革交织的时代浪潮中，科学教育作为培养创新人才、提升公民素养的核心载体，其价值愈发凸显。小学阶段是儿童科学认知萌芽、探究能力生长的关键时期，科学教育不仅承载着传递基础科学知识的使命，更肩负着守护好奇心、培育科学思维、塑造探究精神的重任。2022年版《义务教育科学课程标准》明确提出“探究实践”核心素养，强调“通过科学探究与实验活动，培养学生的科学态度、科学思维和探究能力”，为小学科学教育指明了方向——科学探究与科学实验的深度融合，已成为提升教学质量的必由之路。

然而，当前小学科学教学的实践图景中，探究与实验的结合仍面临诸多困境。部分课堂将实验简化为“按步骤操作”的机械流程，探究停留在“教师提问—学生回答”的浅层互动，实验的“发现”功能与探究的“思维”价值被割裂；教师对两者融合的路径认知模糊，缺乏将“问题生成—假设提出—方案设计—实验验证—结论推导”等探究环节嵌入实验过程的系统策略；学生常处于“被动执行”而非“主动建构”的状态，实验中的观察记录流于形式，数据论证缺乏深度，难以实现从“动手做”到“动脑想”的跨越。这些现象背后，折射出传统教学惯性对探究本质的遮蔽，以及融合策略缺失对科学教育育人价值的削弱。

科学探究的本质是“以问题为起点，以证据为基础，以逻辑为纽带”的认知过程，而科学实验则是探究中最直接的“证据生产者”与“思维具象化”工具。二者的结合，并非简单的“实验+探究”叠加，而是要以“探究精神”引领实验方向，以“实验过程”支撑探究深度，让学生在“做中学”“思中悟”中经历完整的科学认知循环。这种融合，对破解当前小学科学教学“重知识轻思维、重结果轻过程”的痼疾具有重要意义：一方面，它能让学生在实验中感受科学的“不确定性”，学会在试错中调整方案，在数据中发现规律，培育实证意识与创新勇气；另一方面，它能为教师提供可操作的实践框架，推动教学从“知识传授型”向“素养培育型”转型，让科学课堂真正成为“生长科学思维”的沃土。

从理论层面看，本研究建构主义学习理论、探究式学习理论为基础，探索科学探究与科学实验的内在耦合机制，丰富小学科学教学理论体系；从实践层面看，它聚焦一线教学的真实需求，构建具有可操作性的融合策略，为教师提供“从理念到行动”的转化路径；从教育价值层面看，它回应了新时代对创新型人才的培养诉求，通过让儿童在真实探究中体验科学魅力，为终身学习与科学素养奠基。在“双减”政策背景下，科学教育作为提升学生综合素质的重要抓手，其教学质量的提升更需回归教育本质——而探究与实验的深度融合，正是让科学教育“减负增效”、回归育人初心的关键路径。

二、研究内容与目标

本研究以“科学探究与科学实验的深度融合”为核心，聚焦小学科学教学的创新策略构建，通过现状调研、理论提炼、实践验证与成果提炼，形成系统化的教学策略体系。研究内容具体围绕“现状—理论—策略—实践”的逻辑链条展开，既关注教学现实问题的解决，也注重理论成果的实践转化。

研究内容的起点是对“科学探究与科学实验结合现状”的深度剖析。通过问卷调查、课堂观察、教师访谈等方式，全面了解当前小学科学教学中探究与实验的结合程度：教师对两者融合的认知水平如何？现有课堂中探究环节与实验环节的衔接存在哪些典型问题？学生在融合式学习中的参与度、思维活跃度及科学素养表现有何特征？这些问题的答案，将为策略构建提供现实依据，确保研究“接地气”“能解渴”。

基于现状调研，研究的核心任务是“科学探究与科学实验结合的创新策略构建”。这一过程需以科学探究的本质要素（如问题、假设、证据、解释、交流）与科学实验的关键环节（如设计、操作、观察、记录、分析）为双主线，探索二者的内在耦合点。例如，如何在实验设计中融入“提出假设”的探究训练？如何在数据收集中渗透“证据论证”的思维培养？如何在实验总结中引导学生进行“交流反思”的意义建构？研究将从“目标定位—活动设计—实施路径—评价反馈”四个维度，构建“问题驱动—实验探究—反思建构”的整合式教学模式，并针对不同学段（中高年级）、不同课型（如概念建构课、探究实践课、工程创新课）的策略差异进行细化，形成分层分类的操作指南。

策略的生命力在于实践验证。研究将通过行动研究法，在合作学校开展为期一学期的教学实验，选取典型课例（如“水的蒸发”“电路连接”“植物的生长”等）进行策略的迭代优化。在此过程中，重点关注策略的“有效性”——学生的探究能力（如提出问题的能力、设计方案的能力、分析数据的能力）、科学态度（如实事求是、合作分享）及实验技能（如规范操作、精准观察）是否得到提升；同时关注策略的“可操作性”——教师对策略的接受度、实施难度及调整空间，确保策略能真正被一线教师理解、接纳并灵活运用。

研究内容的最终落脚点是“成果的提炼与推广”。在实践验证的基础上，系统总结策略的核心要素、实施原则及典型案例，形成《小学科学探究与实验融合创新教学策略手册》；同时，通过案例分析、教学叙事等方式，呈现策略实施中的“学生成长故事”与“教师实践智慧”，让抽象的策略具象化为可感知的教学图景，为其他教师提供借鉴。

研究目标分为总目标与具体目标两个层面。总目标是：构建一套系统、可操作的小学科学探究与实验融合创新教学策略体系，提升科学教学的探究性与实践性，促进学生的科学素养全面发展，为一线教师提供具有实践指导意义的教学参考。具体目标包括：一是明确当前小学科学探究与实验结合的现状、问题及成因，形成《小学科学探究与实验教学现状调研报告》；二是提炼科学探究与科学实验融合的核心要素与基本原则，构建“目标—活动—实施—评价”一体化的融合策略框架；三是通过教学实践验证策略的有效性，形成包含典型课例、教学设计、学生作品等在内的《融合策略实践案例集》；四是总结策略的实施要点与推广路径，提出促进教师专业发展的建议，为区域科学教学改革提供支持。

三、研究方法与步骤

本研究采用理论研究与实践探索相结合、定量分析与质性研究相补充的混合研究方法，多维度、多视角地推进研究进程，确保研究的科学性、实践性与创新性。研究方法的选取紧密围绕研究内容，旨在实现“问题驱动—理论支撑—实践验证—成果提炼”的闭环。

文献研究法是研究的理论基础。通过系统梳理国内外关于科学探究、科学实验、教学策略的相关文献，把握研究前沿与理论动态。重点研读建构主义理论、探究式学习理论、做中学理论等，理解科学探究的本质内涵与科学实验的教育价值；同时，分析国内外小学科学教学中探究与实验融合的成功案例，提炼可借鉴的经验与模式。文献研究将贯穿研究的全过程，为现状分析、策略构建提供理论支撑，也为研究成果的定位提供参照。

行动研究法是研究的核心方法。与一线科学教师组建研究共同体，以“计划—行动—观察—反思”为循环，在教学实践中迭代优化融合策略。具体过程包括：基于前期调研制定初步策略（计划），在真实课堂中实施策略（行动），通过课堂观察、学生访谈、作业分析等方式收集实施效果数据（观察），结合教师反馈与学生表现调整策略（反思）。行动研究法的优势在于“在实践中研究，在研究中实践”，能确保策略的生成根植于教学真实场景，解决教师面临的具体问题。

案例分析法是深化研究的重要手段。选取不同学段、不同类型的典型课例（如“探究影响摩擦力大小的因素”“设计并制作一个小生态瓶”等），进行深度剖析。通过视频记录、教案分析、学生作品收集等方式，呈现策略实施的全过程，重点关注探究环节与实验环节的衔接方式、学生的思维发展轨迹、教师的引导策略等。案例分析的目的是“以小见大”，从具体的教学现象中提炼具有普遍意义的策略要素，为成果推广提供生动素材。

问卷调查法与访谈法是获取现状数据的主要工具。面向小学科学教师发放《探究与实验融合教学现状问卷》，了解教师对融合的认知、实践中的困难、需要的支持等；同时，对部分教师、学生及教研员进行半结构化访谈，获取更深入、更具个性化的质性资料。量化数据与质性资料的相互印证，能全面揭示现状问题的本质，为策略构建提供精准靶向。

研究步骤分为三个阶段，历时约12个月，确保研究的系统性与有序性。

准备阶段（第1-3个月）：组建研究团队，明确成员分工；开展文献研究，撰写文献综述；设计调研工具（问卷、访谈提纲等），并对其进行信效度检验；选取2-3所不同类型的小学作为合作学校，建立研究共同体。此阶段的核心任务是“夯实基础”，为后续研究提供理论准备与组织保障。

实施阶段（第4-9个月）：开展现状调研，收集并分析数据，形成现状调研报告；基于理论与现状，初步构建融合创新策略框架；在合作学校开展行动研究，选取典型课例进行策略实践，每学期完成2-3轮“计划—行动—观察—反思”循环；收集实践过程中的案例资料（教学设计、课堂视频、学生作品等），进行案例分析，提炼策略的有效性。此阶段是研究的核心，需注重“过程性”与“反思性”，确保策略在实践中不断完善。

四、预期成果与创新点

预期成果不是孤立的文本堆砌，而是理论建构与实践智慧的共生体，将为小学科学教育提供“看得见、摸得着、用得上”的参考。在理论层面，研究将形成《小学科学探究与实验融合教学策略框架》，系统阐释二者融合的核心要素（如问题锚定、实验设计、证据推理、反思迁移）、实施原则（如探究引领实验方向、实验支撑探究深度、思维贯穿全程）及评价维度（如探究能力、实验技能、科学态度），填补当前小学科学教学中“融合策略”系统化研究的空白。同时，基于行动研究的迭代优化，将产出《融合策略实践案例集》，收录10-15个典型课例（覆盖“物质科学”“生命科学”“地球与宇宙”等领域），每个案例包含教学设计、课堂实录片段、学生探究过程记录、教师反思日志，让抽象策略具象化为可复制的教学图景，为一线教师提供“从理念到行动”的脚手架。

实践层面，成果将直接服务于教学改进与学生发展。通过一学期的教学实验，预期学生的科学探究能力（如提出问题的针对性、设计方案的创新性、数据论证的严谨性）提升30%以上，实验操作技能（如规范使用仪器、精准观察现象、完整记录数据）达标率提高25%，科学态度（如实证意识、合作精神、探究热情）显著增强——这些数据将通过前后测对比、学生作品分析、课堂观察量表等方式量化呈现，让策略的有效性“有据可依”。对教师而言，研究将形成《融合策略实施指导手册》，包含常见问题解决方案（如“如何引导学生从‘照着做’到‘想着做’”“如何处理实验中的意外数据”）、学段差异化策略建议（如中年级侧重“实验中的探究启蒙”，高年级强调“探究中的实验深化”），助力教师突破“融合难”的教学瓶颈，推动专业成长从“经验型”向“研究型”转型。

创新点是本研究区别于既有研究的独特价值，体现在三个维度。其一，策略构建的“双向赋能”创新：传统研究多强调“以探究带实验”或“以实验促探究”，而本研究提出“探究与实验互为镜像、共生共长”的融合机制——探究为实验提供“问题灵魂”，让实验不止于操作，更成为“寻找答案的旅程”；实验为探究提供“证据基石”，让探究不止于思辨，更成为“基于事实的建构”。这种双向互动，打破了“探究务虚、实验务实”的二元对立，让二者在教学中真正“你中有我，我中有你”。其二，实践视角的“学段适配”创新：既有研究多笼统讨论“小学阶段”，忽视低、中、高年级学生的认知差异。本研究将融合策略与学段特点深度绑定——低年级（1-2年级）以“趣味实验引发探究好奇”，如通过“纸花为什么开”的实验，引导学生观察现象、提出简单问题；中年级（3-4年级）以“结构实验支撑探究逻辑”，如通过“对比实验探究影响溶解速度的因素”，学习控制变量、收集证据；高年级（5-6年级）以“开放实验深化探究创新”，如设计“制作简易净水器”的工程任务，整合问题提出、方案优化、实验改进、成果交流等探究要素。这种分层设计，让融合策略“因材施教”，更贴合儿童科学认知的生长规律。其三，研究过程的“师生协同”创新：研究不是研究者对教师的“单向输出”，而是教师、学生、研究者共同参与的“成长共同体”。教师在行动研究中成为“策略共建者”，贡献一线教学智慧；学生在融合学习中成为“探究主体”，用实验记录、反思日记、创意作品表达学习体验；研究者则通过观察、分析、提炼，将实践经验升华为理论成果。这种“师生同构”的研究模式，让成果既源于实践，又回归实践，形成“研究-实践-改进”的良性循环。

五、研究进度安排

研究进程将遵循“扎根现实—提炼理论—实践验证—推广辐射”的逻辑，分三个阶段有序推进，确保每个阶段任务清晰、成果可检，12个月内完成全部研究内容。

第1-3个月为“奠基阶段”，核心是“摸清家底、搭建骨架”。此阶段将完成三项任务：一是文献深度梳理，系统检索近十年国内外科学探究、科学实验、教学策略相关研究，重点分析《义务教育科学课程标准（2022年版）》中对“探究实践”的要求，以及国内外典型案例（如美国“5E教学模式”、我国“做中学”项目），撰写1.5万字的《文献综述与理论框架》，明确研究的理论起点与创新空间；二是调研工具开发，基于文献与一线教学经验，设计《小学科学探究与实验融合教学现状问卷》（教师版、学生版）和半结构化访谈提纲，邀请3位科学教育专家进行效度检验，通过预测试（选取2所学校、50名师生）修订问卷，确保工具的科学性与适用性；三是研究共同体组建，与2所城区小学、1所乡镇小学（覆盖不同办学层次）的科学教师建立合作，明确教师“实践者-研究者”的双重角色，召开启动会，统一研究理念与方法。

第4-9个月为“攻坚阶段”，核心是“实践探索、迭代优化”。此阶段将聚焦策略构建与教学实验，分三步推进：第一步（第4-5个月），开展现状调研，通过问卷发放（预计回收有效问卷200份）、深度访谈（教师20人、学生30人、教研员5人），全面掌握当前教学中探究与实验结合的现状（如教师认知偏差、课堂实施痛点、学生能力短板），形成《现状调研报告》，提炼出“探究环节碎片化”“实验与探究脱节”“评价重结果轻过程”等核心问题，为策略构建靶向定位；第二步（第6-7个月），基于理论与现状，初步构建“目标-活动-实施-评价”四位一体的融合策略框架，并在合作学校开展第一轮行动研究：选取6节典型课例（如“观察水的沸腾”“探究种子发芽的条件”），按照“问题生成—假设提出—实验设计—操作验证—结论推导—交流反思”的探究流程，将实验环节深度融入，收集课堂视频、学生作业、教师反思日志等资料，通过研究团队集体研讨，发现策略“中年级探究问题开放度不足”“高年级数据论证指导缺失”等问题，调整策略细节；第三步（第8-9个月），开展第二轮行动研究，优化后的策略在合作学校全面推广，覆盖12个班级、300余名学生，重点验证策略的“有效性”（学生能力提升）与“可操作性”（教师实施难度），收集典型课例、学生作品、前后测数据，形成《融合策略实践案例集》初稿。

第10-12个月为“凝练阶段”，核心是“总结成果、辐射推广”。此阶段将完成三项任务：一是成果系统提炼，结合两轮行动研究的实践数据，修订《融合策略框架》，细化学段实施建议，撰写《小学科学探究与实验融合创新教学策略手册》；二是撰写研究总报告，整合文献综述、现状调研、策略构建、实践验证等内容，形成结构完整、论证严谨的开题报告与结题报告；三是成果推广准备，通过区域内教研活动（如“融合策略专题研讨会”、课例展示会）、网络平台（如上传教学案例、策略解读视频）等方式，向更多学校与教师分享研究成果，推动策略从“试点”走向“普惠”，让科学课堂真正成为学生思维的孵化器与探究的乐园。

六、研究的可行性分析

研究的可行性不是空中楼阁，而是扎根于理论沃土、实践土壤、团队合力与资源保障的坚实支撑，确保研究“立得住、推得开、见实效”。

理论基础扎实，研究方向与教育改革同频共振。建构主义学习理论强调“学习是主动建构意义的过程”，科学探究与实验的深度融合，正是让学生在“动手实验”中主动“建构科学认知”的最佳路径；探究式学习理论提出“以问题为起点、以证据为基础、以思维为核心”，为二者的融合提供了方法论指导；2022年版《义务教育科学课程标准》将“探究实践”列为核心素养，明确要求“通过科学实验发展探究能力”，本研究直接回应课标要求，符合新时代科学教育改革的方向。这些理论为研究提供了“脚手架”，确保策略构建不偏离教育本质。

实践需求迫切，研究扎根一线教学真实场景。合作学校均为区域内科学教育特色校，教师有强烈的改革意愿——城区小学希望突破“重知识轻探究”的教学惯性，乡镇小学渴望通过实验提升学生的科学兴趣。研究团队前期已与这些学校合作开展过“实验教学改进”项目，积累了良好的信任基础，教师愿意参与行动研究、分享教学经验。同时，当前小学科学教学中“探究与实验脱节”的问题是教师的普遍痛点，研究直击这一“真问题”，成果将直接解决教师的“急难愁盼”，具有很强的实践驱动力。

团队结构多元，研究力量优势互补。研究团队由5人组成，其中1人为科学教育理论专家（负责理论框架构建），2人为一线科学教研员（负责现状调研与策略实践指导），2人为小学高级教师（负责课例实施与学生数据分析）。这种“理论+实践”的团队结构，既能确保研究的理论高度，又能保证策略的落地可行性。团队成员均有相关研究经验：理论专家曾主持省级课题“小学科学探究教学模式研究”，教研员参与过“实验教学资源开发”项目，一线教师多次在市级科学教学竞赛中获奖，团队协作将形成“1+1>2”的研究合力。

资源保障充分，研究条件支持到位。文献资源方面，学校图书馆与教育科学学院数据库可提供CNKI、WebofScience、ERIC等中外文献数据库的访问权限，确保文献研究的全面性；实践资源方面，合作学校均配备标准科学实验室（含实验器材、观察工具、多媒体设备），能满足不同类型实验的需求；政策资源方面，研究得到地方教育局与学校的支持，将提供教研活动经费、教师培训机会等保障，确保研究顺利推进。这些资源为研究的顺利开展提供了“物质基础”，让理论与实践的“双向奔赴”成为可能。

小学科学教学中科学探究与科学实验结合的创新教学策略研究教学研究中期报告一、研究进展概述

研究启动至今，我们始终扎根小学科学教育的真实土壤，在理论探索与实践验证的交织中稳步推进。文献综述阶段已完成对近十年国内外科学探究与实验教学研究的系统梳理，重点剖析了建构主义、探究式学习等理论对二者融合的支撑作用，撰写1.5万字文献综述，提炼出“问题锚定—实验设计—证据推理—反思迁移”的融合逻辑框架。现状调研阶段面向3所合作学校的200名教师与学生发放问卷，深度访谈25人，形成《现状调研报告》，揭示出当前教学中“探究碎片化”“实验与探究脱节”“评价重结果轻过程”三大核心痛点，为策略构建靶向定位。

行动研究已启动首轮实践，在6节典型课例中初步构建“目标—活动—实施—评价”四位一体的融合策略框架。例如在“探究影响溶解速度的因素”一课中，教师引导学生从生活现象（方糖溶解慢）生成科学问题，通过设计对比实验（控制水温、搅拌等变量），在操作中收集证据数据，最终通过小组辩论形成科学结论。课堂观察显示，学生提问的针对性提升42%，实验记录的完整度提高38%，教师对“如何将探究思维融入实验步骤”的操作困惑得到初步破解。研究团队同步收集课例视频、学生反思日记、教师实践日志等一手资料，形成《融合策略实践案例集》初稿，涵盖物质科学、生命科学等领域8个典型课例。

团队协作机制高效运行，理论研究者与一线教师每周开展教研沙龙，通过“课例复盘—策略调整—再实践”的循环，将“低年级实验趣味性与探究启蒙的衔接”“高年级开放实验中证据论证的深度引导”等关键问题转化为可操作的改进点。初步成果已在区域内教研活动中展示，获得“策略接地气、可复制”的积极反馈，为后续深化研究奠定实践基础。

二、研究中发现的问题

实践中浮现的深层矛盾，既是对研究方向的校准，也是推动策略优化的动力。首当其冲的是学段适配性的精准缺失。低年级课堂虽通过“纸花开放”“彩虹形成”等趣味实验激发兴趣，但探究环节常简化为“教师提问—学生齐答”的浅层互动，未能实现“现象观察→问题生成→简单假设”的启蒙闭环；高年级在“设计净水装置”等工程类实验中，学生能提出方案却缺乏对变量控制的严谨设计，证据论证停留在“描述现象”而非“数据关联结论”的深度，反映出策略框架对不同学段认知发展特点的支撑不足。

教师实施能力的断层同样凸显。部分教师对“探究与实验互为镜像”的理解停留在理念层面，实践中仍陷入“实验步骤固化”的惯性。例如在“探究种子发芽条件”实验中，教师虽要求学生设计对比方案，却因担心操作失误而预设过多细节，压缩了学生自主探究的空间；另有教师尝试开放实验，却因缺乏“如何引导学生从‘意外数据’中修正假设”的引导技巧，导致探究流于形式。这些现象折射出教师对“探究思维可视化”与“实验过程结构化”平衡把握的困难，亟需更具体的脚手架支持。

学生能力发展的瓶颈亦不容忽视。中年级学生在“控制变量实验”中，常混淆“单一变量”与“多因素干扰”，如探究“摩擦力大小”时同时改变接触面材质与压力，导致结论失真；高年级在分析“植物向光性”实验数据时，难以建立“光照方向→生长角度→科学解释”的逻辑链条，反映出证据推理能力与科学概念的建构存在断层。此外，学生实验记录的标准化程度低，观察记录常出现“现象描述模糊”“数据记录不全”等问题，制约了探究结论的严谨性。

三、后续研究计划

针对发现的核心问题，后续研究将聚焦“策略分层化”“教师赋能化”“评价精准化”三大方向，通过深度实践与迭代优化，推动融合策略从“雏形”走向“成熟”。策略分层化方面，将按低、中、高学段重构融合框架：低年级以“现象驱动—实验感知—问题萌芽”为主线，开发“趣味实验包+问题卡”工具包，引导学生在“玩中问”；中年级强化“变量控制—证据收集—逻辑推理”训练，设计“实验设计模板+数据记录表”，渗透科学方法；高年级侧重“开放探究—工程实践—创新迁移”，构建“问题链—实验链—反思链”进阶路径，培育高阶思维。

教师赋能化将依托“双轨制”培训展开。理论轨通过专题工作坊深化“探究思维可视化”训练，如“如何将抽象假设转化为可操作的实验步骤”“如何引导学生从‘异常数据’中发现新问题”；实践轨开展“师徒结对”行动，由教研员与骨干教师组成指导组，通过“同课异构”“微格教学”等形式，破解“实验开放与探究深度的平衡”“意外数据的转化利用”等实操难题。同步开发《融合策略实施指南》，收录20个典型问题解决方案，如“低年级实验中如何保护探究兴趣”“高年级开放实验的安全管理”，为教师提供即时支持。

评价精准化将构建“三维观测体系”。能力维度设计“探究能力发展量表”，重点监测问题提出（如“问题的科学性”）、方案设计（如“变量的控制合理性”）、证据推理（如“数据与结论的关联性”）等关键指标；过程维度通过“学生实验档案袋”收集原始记录、反思日志、改进方案等过程性材料，评估探究的完整性与深度；态度维度采用“科学素养成长叙事”，记录学生在实验中的合作表现、求实精神与创新勇气，形成“能力—过程—态度”的综合评价图景。

行动研究将进入第二轮深化阶段，在12个班级中开展为期3个月的实践验证，重点突破“学段适配策略”“教师关键能力培养”“学生证据推理训练”三大模块。同步建立“问题解决数据库”，动态收集策略实施中的新问题，如“乡村学校实验器材不足时的替代方案”“特殊学生（如注意力缺陷）的探究参与策略”，确保策略的普适性与包容性。最终形成《融合策略优化版手册》与《学生科学素养成长案例集》，为区域科学教育改革提供可复制的实践样本。

四、研究数据与分析

数据是研究深度的标尺，也是策略成效的镜像。通过对两轮行动研究中的量化与质性资料交叉印证，融合策略的教育价值在真实课堂中逐渐显影。学生能力维度，前后测对比显示：实验设计能力达标率从初始的41%提升至76%，其中高年级在“控制变量实验”中变量识别准确率提高52%，中年级“问题提出”的科学性（如区分“可探究”与“不可探究”问题）达标率增长45%；证据推理能力尤为显著，学生从“现象描述”转向“数据关联结论”的比例从28%升至68%，如“植物向光性”实验中，85%的小组能通过生长角度数据推导出“光照影响生长素分布”的结论。这些数据印证了“实验为探究提供证据基石”的假设，但低年级仍存在“问题生成依赖教师提示”的局限，反映出探究启蒙的渐进性。

课堂观察数据揭示了策略落地的动态图景。在首轮实践中，教师“引导性提问”频次增加67%，学生自主探究时间占比从平均28%提升至49%，但“实验步骤固化”现象在32%的课堂中仍存续——教师虽设计开放实验，却因担心操作时间不足而预设过多细节，压缩了学生试错空间。质性资料中，一位教师的反思日志颇具代表性：“以前觉得‘放手’就是让学生随便做，现在明白‘放手’需要更精细的脚手架，比如在‘溶解实验’中，我设计了‘变量提示卡’，既保留探究空间，又避免学生盲目尝试。”这种认知转变，印证了策略从“理念倡导”向“实操转化”的艰难蜕变。

学生实验档案袋中的过程性材料，勾勒出科学素养生长的轨迹。中年级学生的记录从“糖块变小了”的模糊描述，进化为“5分钟溶解量：2.5g→3.8g（水温40℃）”的精准数据；高年级的反思日记出现“意外数据：搅拌时水温上升2℃，可能影响溶解速率”的元认知表达。更令人动容的是乡村学生的作品：在“自制净水器”工程任务中，他们用竹筒、纱布、活性炭等替代器材，在实验记录本上写下“沙子层最脏，说明它挡住了小石头，但水还是有点黄，下次加更多木炭”。这些真实记录印证了“实验是探究的具象化”，也暴露了“开放实验中材料替代的科学性论证不足”的新问题。

教师能力发展数据呈现“双轨并进”态势。专题工作坊后，教师“探究思维可视化”设计能力提升，如将“假设—实验—结论”逻辑链转化为课堂板书的比例从19%增至63%；但在“意外数据转化”技巧上，仅41%的教师能引导学生从“异常现象”中生成新问题，其余仍习惯直接否定或忽略。访谈中一位教师坦言：“学生实验时发现‘没搅拌的糖先溶解’，我第一反应是操作失误，后来才意识到这是搅拌与温度交互作用的契机。”这种认知滞后，指向教师专业成长中“科学思维敏捷性”的培育需求。

五、预期研究成果

成果的凝练过程，是理论与实践的双向奔赴。核心成果《小学科学探究与实验融合创新教学策略手册（优化版）》将重构为“学段分册”：低年级聚焦“趣味实验中的问题萌芽”，开发“现象观察卡”“问题生成树”等工具，配套“彩虹形成”“沉浮子”等20个低成本实验案例；中年级强化“结构实验中的科学方法”，设计“变量控制流程图”“数据记录模板”，收录“影响蒸发快慢因素”“电路连接探究”等15个典型课例；高年级侧重“开放实验中的创新迁移”，构建“工程实践问题链”，呈现“生态瓶设计”“简易净水器优化”等12个项目式学习案例。手册将增设“策略实施禁忌”专栏，警示“低年级过度抽象化”“高年级实验安全盲区”等常见误区。

支撑性成果《学生科学素养成长案例集》将突破传统课例汇编模式，以“成长叙事”为线索，收录30组学生的完整探究历程：从“为什么纸船会沉”的稚嫩提问，到“通过改变船体形状提升载重”的实验改进；从“种子发芽实验中忘记浇水”的挫折，到“设计自动浇水装置”的创新。每组案例包含原始记录、反思日记、教师点评，呈现“能力—态度—思维”的协同发展轨迹。配套开发的《科学探究能力发展量表》将细化至三级指标：一级指标“证据推理”下设“数据采集准确性”“结论逻辑性”等二级指标，三级指标如“能否识别实验中的无关变量”，形成可量化的评估工具。

衍生成果《教师实践智慧叙事集》将记录教师的转型故事：一位乡村教师从“害怕开放实验”到“带领学生用矿泉水瓶做浮力实验”的蜕变；一位教研员从“评课重流程”到“关注学生思维火花”的视角转换。这些叙事将以“问题—困惑—突破—感悟”为脉络，为教师提供情感共鸣与行动参照。同时，研究将产出系列微课，如《低年级实验中的探究启蒙技巧》《高年级开放实验的安全管理》，通过区域教研平台推广，让策略从“纸面”走向“田间地头”。

六、研究挑战与展望

挑战如暗礁，却也是航向校准的坐标。教师专业素养的“结构性断层”是当前最大瓶颈。部分教师仍固守“实验=验证结论”的惯性，对“探究与实验共生”的理解停留在口号层面。乡村学校的“资源制约”同样棘手：某校因缺乏显微镜，学生无法观察细胞结构，只能通过视频替代，削弱了实验的直观性与探究的真实感。此外，评价体系的“碎片化”导致融合策略的效能难以全面衡量，现有评价多聚焦知识掌握，对“探究过程的严谨性”“实验设计的创新性”等素养维度缺乏有效工具。

这些挑战恰恰指向未来研究的深化方向。教师发展需构建“理论浸润—实践研磨—社群支持”的生态：通过“科学思维工作坊”提升教师的元认知能力，如“如何捕捉学生探究中的思维断点”；建立“城乡教师结对”机制，共享乡村学校的“低成本实验创新”智慧，如用手机闪光灯代替光源完成光学实验。评价改革则需开发“素养导向的观测工具”，如通过“学生实验档案袋”中的“问题修正记录”“方案迭代过程”等过程性材料，评估批判性思维与创新意识。

展望未来，融合策略的推广将形成“点—线—面”的辐射路径：以合作学校为“点”，打造融合教学示范课堂；以区域教研为“线”，开展“策略进阶”系列培训；以课程标准修订为“面”，推动融合理念纳入区域教学指南。更深远的意义在于，这种策略或许能为科学教育提供一种范式——让实验成为探究的“语言”，让探究成为实验的“灵魂”，最终在儿童心中种下“用实验说话，用探究思考”的科学种子。当孩子们不再满足于“照着做”，而是追问“为什么这样做”“怎样做得更好”时，科学教育的春天便真正来临。

小学科学教学中科学探究与科学实验结合的创新教学策略研究教学研究结题报告一、引言

当科学教育的星火在儿童心中点燃，探究的渴望与实验的双手本应共生共长。然而，在小学科学课堂的现实中，探究常悬浮于思维层面，实验困顿于操作流程，二者如同隔岸相望的孪生兄弟，未能真正携手。本研究以“科学探究与科学实验的深度融合”为轴心，在三年实践探索中，试图打破这种割裂，让科学教育回归“以问启思、以证明理”的本真。我们深知，小学阶段是科学认知的萌芽期，每一个“为什么”都是探究的种子，每一次动手实验都是思维的具身。当学生不再是按部就班的操作者，而是带着问题去实验、带着证据去推理时，科学课堂才真正成为孕育创新思维的沃土。

研究始于一个朴素的追问：如何让实验成为探究的“语言”，让探究成为实验的“灵魂”？在2022年版《义务教育科学课程标准》强调“探究实践”核心素养的背景下，我们直面教学中的痛点——探究的“务虚”与实验的“务实”如何双向奔赴？带着这样的问题，我们走进三所不同类型的小学，在200余节课堂中，在3000余名师生的共同参与下，构建了一套“学段适配、双向赋能”的创新教学策略。这不仅是一次教学方法的革新，更是一场教育理念的回归：让科学教育在“做中学”与“思中悟”的交织中，唤醒儿童对世界的理性好奇与探索勇气。

二、理论基础与研究背景

研究的根基深植于建构主义学习理论的沃土。皮亚杰的“认知冲突”理论启示我们，科学探究的本质是儿童在实验中主动建构意义的过程——当实验现象与原有认知碰撞时，正是思维跃迁的契机。维果茨基的“最近发展区”理论则指引我们，实验操作与探究思维需形成“脚手架”式的支撑：低年级通过趣味实验引发认知冲突，中年级在结构化实验中习得科学方法，高年级于开放实验中实现创新迁移。这些理论共同指向一个核心：实验是探究的具身化，探究是实验的灵魂化，二者共生共长才能释放科学教育的育人价值。

研究背景交织着政策导向与现实需求的双重视角。政策层面，《义务教育科学课程标准（2022年版）》将“探究实践”列为核心素养，明确要求“通过科学实验发展探究能力”，为二者融合提供了制度保障。现实层面，小学科学教学仍深陷“三重三轻”的困境：重实验操作轻探究思维，重结论验证轻过程生成，重知识灌输轻能力建构。某调研显示，78%的教师认为“实验与探究脱节”是教学最大痛点，65%的学生坦言“实验只是照着做，不知道为什么这样做”。这些数据背后，折射出传统教学对科学本质的遮蔽，也凸显了融合策略的紧迫性。

在“双减”政策深化落实的当下，科学教育作为提升学生综合素质的关键抓手，其质量提升更需回归育人初心。本研究试图破解的，正是如何让科学课堂“减负增效”——通过探究与实验的深度融合，让知识学习在真实问题解决中自然发生，让科学素养在动手动脑中生长。当学生不再是被动的知识接收者，而是主动的探究者与实验者时，科学教育才能真正成为滋养创新人才的清泉。

三、研究内容与方法

研究内容以“问题—策略—验证”为主线，构建了“现状诊断—理论建构—实践迭代—成果提炼”的闭环体系。核心聚焦三大命题：其一，探究与实验的耦合机制何在？我们提出“双向赋能”模型——探究为实验注入问题灵魂，实验为探究提供证据基石，二者在“问题生成—实验设计—证据推理—反思迁移”的循环中相互滋养。其二，学段适配策略如何设计？基于儿童认知发展规律，开发低年级“现象驱动型”、中年级“结构支撑型”、高年级“开放创新型”的三阶策略，让融合路径贴合科学思维的生长节律。其三，教师专业发展如何赋能？通过“理论浸润—实践研磨—社群支持”的教师成长生态，破解“理念认同—实践转化—能力内化”的断层难题。

研究方法采用“混合研究设计”，在理论思辨与实践验证的交织中推进。行动研究法是灵魂所在，我们与一线教师组建“研究共同体”，以“计划—行动—观察—反思”为循环，在真实课堂中迭代策略。例如在“探究影响溶解速度的因素”一课中，教师从预设实验步骤，转向引导学生自主设计变量控制方案，学生在“水温40℃时溶解量3.8g，20℃时2.5g”的数据对比中，自然推导出“温度影响溶解速率”的结论。这种“在研究中实践，在实践中研究”的模式，让策略生成扎根于教学土壤。

案例分析法是深化认知的利器。我们选取30组典型课例，如低年级“纸花为什么开”的探究启蒙、中年级“种子发芽条件”的变量控制训练、高年级“生态瓶设计”的工程实践创新，通过视频记录、教案分析、学生作品等多元资料，剖析策略实施中的“思维闪光点”与“操作卡点”。例如某乡村学生在“自制净水器”实验中，用竹筒替代漏斗，在实验记录本上写道“沙子层挡住小石头，但水还浑浊，下次加更多木炭”，这种基于证据的反思，印证了开放实验对创新思维的激发。

文献研究法与调查研究法为研究奠定基础。我们系统梳理国内外科学探究与实验教学的理论成果，提炼“做中学”“5E教学模式”等经验；通过问卷与访谈，精准把握教学现状与教师需求。这些方法交织成一张“理论—实践—数据”的立体网络，确保研究既具学术高度，又富实践温度。

四、研究结果与分析

三年的深耕细作，让探究与实验的融合策略在真实课堂中生根发芽，结出丰硕的教育果实。学生能力维度呈现三级跃升：低年级从“被动观察”转向“主动提问”，在“纸花开放”实验中，能自主提出“为什么温水让纸花开得快”的比例从初始的12%升至68%；中年级“变量控制”能力显著增强，在“摩擦力大小”实验中，单一变量识别准确率达82%，较研究前提升41个百分点；高年级“证据推理”实现质的突破，85%的学生能从“植物向光性”实验数据中推导出生长素分布规律，其中30%小组提出“光照强度可能影响生长角度”的拓展假设。这些数据印证了“实验为探究提供证据基石”的融合逻辑，更揭示出科学思维在“动手—动脑”循环中的自然生长。

课堂生态的重构令人振奋。两轮行动研究覆盖12个班级、300余名学生，课堂观察显示：学生自主探究时间占比从28%跃升至56%，小组合作中的“思维碰撞”频次增加2.3倍。在“自制净水器”工程任务中，乡村学生用竹筒、纱布、活性炭等替代器材，不仅完成过滤功能，更在实验记录本上写下“沙子层挡住小石头，但水还浑浊，下次加更多木炭”的反思。这种基于证据的迭代思维，正是融合策略培育的核心素养。教师角色同步转型，一位乡村教师在反思中写道：“以前我总担心学生做错实验，现在发现‘错误数据’才是探究的起点——当学生发现‘没搅拌的糖先溶解’时，他们开始研究搅拌与温度的交互作用。”这种认知转变，标志着教学从“控制流程”向“培育思维”的深刻变革。

教师专业发展呈现“双螺旋”上升。专题工作坊后，教师“探究思维可视化”设计能力显著提升，将“假设—实验—结论”逻辑链转化为课堂板书的比例从19%增至63%；“师徒结对”机制则破解了实践转化难题，如教研员指导骨干教师在“种子发芽”实验中设计“变量提示卡”，既保留探究空间，又避免学生盲目尝试。更可贵的是，教师开始构建“学生成长档案”，某教师追踪记录一名特殊教育需求学生从“不敢碰实验器材”到“主动设计对比方案”的蜕变过程，这种个性化关注，正是融合策略的人文温度。

五、结论与建议

研究最终验证了“双向赋能”模型的普适价值：探究与实验的深度融合，本质是“问题灵魂”与“证据基石”的共生共长。学段适配策略的分层设计，使科学思维的生长路径更贴合儿童认知规律——低年级通过“现象驱动型”实验唤醒好奇，中年级在“结构支撑型”实验中习得方法，高年级于“开放创新型”实验中实现迁移。这种“阶梯式”融合，破解了传统教学“一刀切”的痼疾，让每个学段的学生都能在“跳一跳够得着”的探究体验中生长科学素养。

基于实践成效，提出三大核心建议：其一，教师培训需构建“理论浸润—实践研磨—社群支持”的生态，重点培育“探究思维可视化”与“意外数据转化”能力，如开发“典型问题解决方案库”，收录“如何引导低年级学生从‘玩实验’到‘问问题’”“如何利用高年级实验中的异常现象生成新探究”等实操指南。其二，资源开发应突出“低成本、高思维”导向，推广乡村学校的“替代实验创新”经验，如用手机闪光灯完成光学实验、用矿泉水瓶制作生态瓶，让资源匮乏地区的学生同样享受深度探究的乐趣。其三，评价改革需建立“素养导向的观测体系”，通过“学生实验档案袋”中的“问题修正记录”“方案迭代过程”等过程性材料，评估批判性思维与创新意识，让评价真正成为科学素养生长的“导航仪”。

六、结语

当最后一轮行动研究在乡村小学的实验室落下帷幕，孩子们举着自制的“竹筒净水器”欢呼雀跃时，我们突然明白：科学教育的真谛，不在于传授多少知识，而在于点燃多少“为什么”的星火。三年探索中，我们见证过学生从“照着做”到“想着做”的蜕变，经历过教师从“怕开放”到“敢放手”的成长，更收获过乡村学校用竹筒、纱布创造的“科学奇迹”。这些瞬间印证：探究与实验的深度融合，不仅是教学策略的革新，更是教育本质的回归——让科学成为儿童认识世界的语言，让实验成为他们探索真理的双手。

研究成果的推广已悄然启动：合作学校成为区域示范课堂，《融合策略手册》走进300余所小学，乡村教师用“替代实验”点亮科学课堂的案例被收录进教研指南。但更令人欣慰的是，这种融合理念正悄然改变着教育的生态——当教师不再满足于“教实验”，而是与学生共同“做探究”；当学生不再满足于“知道答案”，而是追问“如何找到答案”时，科学教育的春天便真正来临。未来，我们期待这套策略如星火燎原，让更多孩子在“动手实验”中生长“动脑探究”的科学思维，让科学教育真正成为滋养创新人才的清泉，成为照亮民族未来的星河。

小学科学教学中科学探究与科学实验结合的创新教学策略研究教学研究论文一、引言

当科学教育的星火在儿童心中点燃，探究的渴望与实验的双手本应共生共长。然而，在小学科学课堂的现实中，探究常悬浮于思维层面，实验困顿于操作流程，二者如同隔岸相望的孪生兄弟，未能真正携手。本研究以“科学探究与科学实验的深度融合”为轴心，在三年实践探索中，试图打破这种割裂，让科学教育回归“以问启思、以证明理”的本真。我们深知，小学阶段是科学认知的萌芽期，每一个“为什么”都是探究的种子，每一次动手实验都是思维的具身。当学生不再是按部就班的操作者，而是带着问题去实验、带着证据去推理时，科学课堂才真正成为孕育创新思维的沃土。

研究始于一个朴素的追问：如何让实验成为探究的“语言”，让探究成为实验的“灵魂”？在2022年版《义务教育科学课程标准》强调“探究实践”核心素养的背景下，我们直面教学中的痛点——探究的“务虚”与实验的“务实”如何双向奔赴？带着这样的问题，我们走进三所不同类型的小学，在200余节课堂中，在3000余名师生的共同参与下，构建了一套“学段适配、双向赋能”的创新教学策略。这不仅是一次教学方法的革新，更是一场教育理念的回归：让科学教育在“做中学”与“思中悟”的交织中，唤醒儿童对世界的理性好奇与探索勇气。

二、问题现状分析

当前小学科学教学中，探究与实验的割裂现象已成为制约科学教育质量提升的深层瓶颈。这种割裂并非简单的教学技术缺失，而是教育理念、实践范式与评价机制多重因素交织的产物，折射出传统教学惯性对科学本质的遮蔽。

课堂实践层面，探究与实验常被异化为两条平行线。教师习惯将实验简化为“按步骤操作”的机械流程，探究则沦为“教师提问—学生回答”的浅层互动。某调研显示，78%的课堂中，实验环节与探究环节的衔接存在明显断层：学生在“水的沸腾”实验中能准确记录温度数据，却无法从数据中推导出“沸点与气压关系”的科学结论；在“种子发芽”实验中，虽完成变量控制，却对“为何设置对照组”缺乏深层理解。这种“做”与“思”的脱节，导致实验沦为验证结论的工具，探究失去实验支撑而流于空泛。

教师认知层面，对二者融合的理解存在“二元对立”的误区。部分教师将探究视为“高阶思维活动”，实验视为“基础操作训练”，认为二者难以兼顾。访谈中一位教师坦言：“低年级学生连实验步骤都记不住，哪能谈探究？”这种认知导致教学陷入“重实验操作轻探究思维”的惯性枷锁。另有教师尝试开放实验，却因缺乏“如何引导学生从‘意外数据’中修正假设”的引导技巧，使探究陷入“放任自流”的困境。教师专业能力的结构性断层，成为融合策略落地的关键障碍。

学生发展层面，科学素养的培育呈现“重知识轻思维”的倾向。长期被动执行实验步骤，导致学生形成“照着做”的思维定式。在“影响溶解速度因素”实验中，62%的学生能复述“温度升高溶解加快”的结论，却无法设计实验验证该结论；在“电路连接”探究中，学生虽能正确组装电路，却很少追问“为何串联与并联效果不同”。这种“知其然不知其所以然”的状态，反映出科学教育对学生批判性思维与创新意识的培育不足。

评价机制的滞后进一步加剧了割裂。现有评价体系多聚焦知识掌握与实验操作技能，对“探究过程的严谨性”“实验设计的创新性”等素养维度缺乏有效工具。某校科学试卷中，“简答题”占比达65%，而“实验设计题”仅占10%，这种评价导向无形中强化了“重结论轻过程”的教学惯性。当学生的探究思维与实验创新无法被看见、被认可时