2025 小学五年级科学上册团队合作的实验活动设计课件

一、引言：为什么要设计团队合作的科学实验活动？演讲人01引言：为什么要设计团队合作的科学实验活动？02设计背景：基于学情与课标要求的双向分析03设计目标：三维度构建合作型实验能力体系04具体活动设计：以三个典型实验为例的分层实践05实施策略：从课前到课后的全流程支持06评价与反思：多元视角下的合作能力成长07结语：团队合作，是科学探究的底色，更是成长的必修课目录2025小学五年级科学上册团队合作的实验活动设计课件01引言：为什么要设计团队合作的科学实验活动？引言：为什么要设计团队合作的科学实验活动？作为一名深耕小学科学教育十余年的一线教师，我始终记得第一次带五年级学生做“热传导”实验时的场景：三个孩子挤在实验桌前，一个人抢着拿金属棒，一个人忙着点蜡烛，另一个急得直喊“我还没记数据”——实验器材散了一桌，记录单上只有零星几个数字，最后得出的结论更是五花八门。这个画面让我深刻意识到：科学实验从来不是“一个人的战斗”，尤其是对于抽象概念较多、操作步骤复杂的五年级上册内容，团队合作能力的培养早已成为科学核心素养落地的关键支撑点。《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确指出，“科学探究是学生主动获取科学知识、发展能力、形成科学态度的重要途径”，而“团队合作”正是科学探究中“交流与讨论”“分工与协作”等要素的具体体现。五年级学生正处于具体运算阶段向形式运算阶段过渡的关键期，其认知特点从“个体探索”转向“群体建构”，此时通过实验活动设计强化团队合作，既能解决“实验效率低、结论偏差大”的现实问题，更能为其终身学习的“协作力”奠基。02设计背景：基于学情与课标要求的双向分析五年级学生的合作现状分析03参与强但分工弱：75%的小组会出现“多人抢做同一步骤”的现象（如同时争抢使用温度计），仅21%能提前明确“操作员-记录员-观察员”的角色分工；02兴趣强但规则弱：92%的学生表示“喜欢和同学一起做实验”，但仅38%能主动遵守“轮流操作、先讨论后行动”的基本规则；01通过近三年对所带班级的观察与问卷调研（样本量240人），我发现五年级学生在科学实验中的合作表现呈现“三强三弱”特征：04表达强但倾听弱：课堂中89%的学生能主动发表观点，但仅有14%会认真记录他人的观察结果，63%的小组讨论最终演变为“各说各话”。五年级科学上册实验内容的合作需求五年级上册教材（以人教版为例）包含“光”“热”“地球表面变化”“健康生活”四大单元，其中需团队合作完成的实验占比达78%。以“光的反射”单元为例，“制作潜望镜”需要3-4人配合完成镜片安装、筒身固定、角度调试；“热传递”单元的“不同材料的导热性比较”需要同步操作加热、计时、测量、记录四个环节；“地球表面的地形”单元的“模拟火山喷发”实验更需要分工负责材料准备、操作演示、现象描述、结论推导。这些实验的复杂性、严谨性与趣味性，天然需要团队成员发挥“1+1>2”的协同效应。03设计目标：三维度构建合作型实验能力体系设计目标：三维度构建合作型实验能力体系基于课标要求与学情分析，本次团队合作实验活动设计的核心目标可归纳为以下三个维度：知识与技能目标掌握五年级上册重点实验（如光的反射规律验证、热传导速率对比、简易电路故障排查）的操作流程与科学原理；学会使用“分工卡”“观察记录单”“结论汇总表”等合作工具，提升实验数据的准确性与结论的可靠性。过程与方法目标经历“任务分解-角色分配-协同操作-反思改进”的完整合作流程，形成“先计划后行动”的实验习惯；掌握“表达观点-倾听反馈-整合意见”的科学交流方法，能通过小组讨论修正个人认知偏差（如纠正“金属导热一定比木头快”的绝对化结论）。情感态度与价值观目标感受团队合作在科学探究中的效率优势（如4人小组完成“模拟雨水对土地的侵蚀”实验的平均时长比单人操作缩短40%），增强合作意愿；体会“每个角色都重要”的团队理念（如记录员的精准数据能直接影响结论推导，操作员的规范操作能避免安全隐患），培养责任意识。04具体活动设计：以三个典型实验为例的分层实践基础型合作实验：“光的反射规律”验证（课时：1课时）设计意图：五年级学生首次接触光学实验，操作步骤相对简单（激光笔、平面镜、量角器的使用），适合作为团队合作的“入门课”，重点培养“基础分工”能力。活动流程：任务拆解（5分钟）：发放“合作任务单”，明确实验目标——验证“反射角等于入射角”。引导小组讨论：“要完成这个目标，需要哪些步骤？”（预测-摆放器材-照射-测量-记录-对比）角色分配（3分钟）：提供“角色卡”（操作员：负责激光笔与平面镜的摆放；记录员：绘制光路图并填写角度数据；观察员：确认激光是否准确照射；汇报员：整理小组结论），要求每个成员选择1-2个角色，确保“人人有事做”。基础型合作实验：“光的反射规律”验证（课时：1课时）协同操作（15分钟）：教师巡回指导，重点关注：①操作员是否保持激光笔与镜面垂直；②记录员是否同时记录入射角与反射角；③观察员是否提醒“避免激光直射眼睛”的安全事项。反思改进（10分钟）：展示各小组的记录单，对比不同角度（30、45、60）的测量数据，讨论“为什么有的小组数据误差超过5？”（可能原因：镜面晃动、量角器读数错误、记录时混淆角度），引导学生提出改进策略（如用橡皮泥固定镜面、两人同时读数核对）。关键点：通过“小步分解”降低合作难度，让学生在“成功体验”中建立合作信心。我曾在试教时发现，直接让学生自主分工容易出现“争抢汇报员”的现象，因此增加“角色卡”并强调“每个角色都影响结论”后，学生的参与度从65%提升至91%。基础型合作实验：“光的反射规律”验证（课时：1课时）（二）进阶型合作实验：“不同材料的导热性比较”（课时：2课时）设计意图：实验涉及多变量控制（相同长度、相同加热时间、相同初始温度）、多数据测量（每30秒记录一次温度），适合培养“过程协同”能力，重点突破“数据同步”与“问题共商”的难点。活动流程：预实验讨论（30分钟）：小组领取铜棒、铁棒、木棒、塑料棒各一根，讨论：“如何公平比较它们的导热性？”（需控制变量：材料长度均为15cm、加热端均用酒精灯外焰加热、测温点均距加热端5cm）。教师提供“变量控制检查清单”，小组需勾选确认后再开始实验。基础型合作实验：“光的反射规律”验证（课时：1课时）分工优化（10分钟）：根据实验复杂度，将角色细化为：①主操作员（负责加热）；②副操作员（负责移动温度计）；③计时员（每30秒提醒一次）；④记录员（同步记录四根材料的温度）；⑤安全监督员（检查酒精灯使用规范）。要求小组通过“石头剪刀布”或“特长匹配”（如细心的学生当记录员）确定角色。正式实验（40分钟）：实验中重点观察：①计时员与记录员是否同步（如“第30秒”指令发出后，记录员是否立即记录）；②副操作员是否保持温度计与材料接触紧密；③安全监督员是否提醒“不要触摸加热后的材料”。结论建构（20分钟）：各小组绘制“温度-时间”折线图，对比不同材料的导热曲线。教师提出争议问题：“为什么有的小组发现木棒在5分钟后温度反而超过铁棒？”（可能原因：木棒表面水分蒸发吸热，或铁棒氧化后导热性下降），引导小组合作查阅资料、重复实验，最终得出“金属是热的良导体，非金属多为热的不良导体，但具体表现受环境影响”的结论。基础型合作实验：“光的反射规律”验证（课时：1课时）关键点：通过“变量控制清单”和“细化角色”解决“实验混乱”问题，通过“争议问题”激发“合作探究”动力。我曾遇到一个小组因计时员分心导致数据断层，他们主动提出“两人同时计时，用手机秒表和机械秒表双重核对”，这种自主改进正是合作能力提升的体现。综合型合作实验：“简易电路故障排查”（课时：3课时）设计意图：实验需运用“电路连接”“电流路径”等多学科知识，且故障现象具有隐蔽性（如导线接触不良、灯泡灯丝断裂、电池没电），适合培养“问题解决型合作”能力，重点发展“逻辑推理”与“协作创新”素养。活动流程：情境创设（10分钟）：教师展示一个“不亮的小台灯”（提前设置3处故障：导线绝缘皮未剥、灯泡与灯座接触不良、电池正负极装反），提出任务：“作为‘电路检修小组’，你们需要合作找出故障并修复。”策略制定（20分钟）：小组讨论排查方法（如用电流表检测、替换法、分段检查），制定“排查流程图”（如先检查电池→再检查导线→最后检查灯泡）。教师提供“工具包”（包括备用电池、导线、灯泡、电流表），要求小组填写“工具使用申请单”（避免器材浪费）。综合型合作实验：“简易电路故障排查”（课时：3课时）协同排查（60分钟）：实验中鼓励“头脑风暴”，例如某小组发现电流表无示数后，没有直接换电池，而是用手挤压导线连接处，结果灯亮了——这体现了“观察细节”与“经验共享”的合作优势。教师重点关注：①是否有成员因多次失败产生急躁情绪，及时引导“分工轮换”（如让耐心的学生负责细致检查）；②是否有小组垄断器材，提醒“跨组借用”或“资源共享”。总结提升（30分钟）：各小组汇报“故障点-排查方法-修复过程”，教师引导归纳“电路故障排查的一般思路”（确定问题→分析可能原因→设计验证方法→实验确认→修复改进），并延伸讨论：“如果是家庭电路故障，排查方法有什么不同？”（强调安全用电原则）。综合型合作实验：“简易电路故障排查”（课时：3课时）关键点：通过“真实问题情境”激发合作内驱力，通过“跨组资源共享”打破“小组壁垒”。我观察到，原本内向的小宇在这次实验中主动提出“用替换法检查灯泡”，因为他看到同组同学反复检查导线未果，这种“互补式合作”正是我们期望的教育效果。05实施策略：从课前到课后的全流程支持课前：建立“合作准备包”分组策略：采用“异质分组”（按性别、能力、性格混合），每组4-5人，固定组名（如“光的探索队”“热传导研究组”）增强归属感；提前与学生沟通“每组有1名‘合作小导师’，负责提醒规则”，小导师由前次实验中合作表现突出的学生担任。材料准备：实验器材按“1组1套”配备，避免争抢；发放“合作手册”（内含分工表、记录单、反思页），要求小组实验前填写“我们的合作约定”（如“发言先举手”“错误不指责”）。课中：构建“教师引导-学生主导”的双轨机制规则强化：实验开始前用2分钟复述“合作三原则”——“先讨论后行动”“数据共确认”“问题共解决”；实验中用“合作观察量表”（教师版）记录小组表现（如是否有成员被忽视、是否及时调整分工）。冲突干预：当小组出现争执时，教师不直接介入，而是提问引导：“你们的目标是什么？”“他的观点有什么合理之处？”；当操作失误时，引导“一起找原因”而非“追究责任”（如“导线没接好，我们试试换个角度连接？”）。课后：延伸“合作反思”与“成果共享”小组反思会：实验后10分钟召开“合作总结会”，填写“合作自评表”（如“我在实验中承担的角色”“我做得好的地方”“下次可以改进的方面”），鼓励用具体案例说明（如“我作为记录员，漏记了第60秒的数据，下次要提前标好时间点”）。成果展示墙：在教室设置“合作之星”专栏，展示优秀记录单、实验照片、反思日记；每月评选“最佳合作小组”，奖励“实验优先权”（如优先选择下节课的实验主题）。06评价与反思：多元视角下的合作能力成长评价体系设计采用“三维多元”评价法，全面反映学生的合作表现：过程性评价（占比50%）：教师通过“合作观察量表”记录小组分工合理性、操作协同度、问题解决能力；学生通过“合作自评/互评表”评价参与度、倾听能力、贡献度。结果性评价（占比30%）：以实验报告的完整性（数据是否准确、结论是否合理）、实验成果的呈现效果（如潜望镜是否能正常使用、电路故障是否成功修复）为评价依据。发展性评价（占比20%）：对比学生前后两次实验的合作表现（如从“争抢器材”到“主动分工”、从“各说各话”到“记录他人观点”），关注进步幅度。实践反思与改进方向通过近一年的实践，我发现团队合作实验活动显著提升了学生的科学探究能力：实验班学生的实验数据准确率从62%提升至89%，小组讨论中“有效倾听”的比例从14%提升至57%，93%的学生表示“更喜欢科学课”。但仍存在两个待改进点：学困生的参与度：部分动手能力较弱的学生仍倾向于“旁观”，需设计“基础任务卡”（如“负责整理器材”“记录简单数据”），确保“人人有贡献”；合作深度的延伸：目前合作多停留在“操作协同”层面，未来可尝试“项目式学习”（如“设计一个保温餐盒”），引导学生从“完成实验”转向“解决真实问题”，进一步深化合作思维。07结语：团队合作，是科学探究的底色，