一、引言：為什么要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)合作的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)？演講人01引言：為什么要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)合作的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)？02設(shè)計(jì)背景：基于學(xué)情與課標(biāo)要求的雙向分析03設(shè)計(jì)目標(biāo)：三維度構(gòu)建合作型實(shí)驗(yàn)?zāi)芰w系04具體活動(dòng)設(shè)計(jì)：以三個(gè)典型實(shí)驗(yàn)為例的分層實(shí)踐05實(shí)施策略：從課前到課后的全流程支持06評(píng)價(jià)與反思：多元視角下的合作能力成長(zhǎng)07結(jié)語(yǔ)：團(tuán)隊(duì)合作，是科學(xué)探究的底色，更是成長(zhǎng)的必修課目錄2025小學(xué)五年級(jí)科學(xué)上冊(cè)團(tuán)隊(duì)合作的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)課件01引言：為什么要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)合作的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)？引言：為什么要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)合作的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)？作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的一線教師，我始終記得第一次帶五年級(jí)學(xué)生做“熱傳導(dǎo)”實(shí)驗(yàn)時(shí)的場(chǎng)景：三個(gè)孩子擠在實(shí)驗(yàn)桌前，一個(gè)人搶著拿金屬棒，一個(gè)人忙著點(diǎn)蠟燭，另一個(gè)急得直喊“我還沒(méi)記數(shù)據(jù)”——實(shí)驗(yàn)器材散了一桌，記錄單上只有零星幾個(gè)數(shù)字，最后得出的結(jié)論更是五花八門(mén)。這個(gè)畫(huà)面讓我深刻意識(shí)到：科學(xué)實(shí)驗(yàn)從來(lái)不是“一個(gè)人的戰(zhàn)斗”，尤其是對(duì)于抽象概念較多、操作步驟復(fù)雜的五年級(jí)上冊(cè)內(nèi)容，團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)早已成為科學(xué)核心素養(yǎng)落地的關(guān)鍵支撐點(diǎn)?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確指出，“科學(xué)探究是學(xué)生主動(dòng)獲取科學(xué)知識(shí)、發(fā)展能力、形成科學(xué)態(tài)度的重要途徑”，而“團(tuán)隊(duì)合作”正是科學(xué)探究中“交流與討論”“分工與協(xié)作”等要素的具體體現(xiàn)。五年級(jí)學(xué)生正處于具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算階段過(guò)渡的關(guān)鍵期，其認(rèn)知特點(diǎn)從“個(gè)體探索”轉(zhuǎn)向“群體建構(gòu)”，此時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)合作，既能解決“實(shí)驗(yàn)效率低、結(jié)論偏差大”的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，更能為其終身學(xué)習(xí)的“協(xié)作力”奠基。02設(shè)計(jì)背景：基于學(xué)情與課標(biāo)要求的雙向分析五年級(jí)學(xué)生的合作現(xiàn)狀分析03參與強(qiáng)但分工弱：75%的小組會(huì)出現(xiàn)“多人搶做同一步驟”的現(xiàn)象（如同時(shí)爭(zhēng)搶使用溫度計(jì)），僅21%能提前明確“操作員-記錄員-觀察員”的角色分工；02興趣強(qiáng)但規(guī)則弱：92%的學(xué)生表示“喜歡和同學(xué)一起做實(shí)驗(yàn)”，但僅38%能主動(dòng)遵守“輪流操作、先討論后行動(dòng)”的基本規(guī)則；01通過(guò)近三年對(duì)所帶班級(jí)的觀察與問(wèn)卷調(diào)研（樣本量240人），我發(fā)現(xiàn)五年級(jí)學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的合作表現(xiàn)呈現(xiàn)“三強(qiáng)三弱”特征：04表達(dá)強(qiáng)但傾聽(tīng)弱：課堂中89%的學(xué)生能主動(dòng)發(fā)表觀點(diǎn)，但僅有14%會(huì)認(rèn)真記錄他人的觀察結(jié)果，63%的小組討論最終演變?yōu)椤案髡f(shuō)各話”。五年級(jí)科學(xué)上冊(cè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的合作需求五年級(jí)上冊(cè)教材（以人教版為例）包含“光”“熱”“地球表面變化”“健康生活”四大單元，其中需團(tuán)隊(duì)合作完成的實(shí)驗(yàn)占比達(dá)78%。以“光的反射”單元為例，“制作潛望鏡”需要3-4人配合完成鏡片安裝、筒身固定、角度調(diào)試；“熱傳遞”單元的“不同材料的導(dǎo)熱性比較”需要同步操作加熱、計(jì)時(shí)、測(cè)量、記錄四個(gè)環(huán)節(jié)；“地球表面的地形”單元的“模擬火山噴發(fā)”實(shí)驗(yàn)更需要分工負(fù)責(zé)材料準(zhǔn)備、操作演示、現(xiàn)象描述、結(jié)論推導(dǎo)。這些實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性、嚴(yán)謹(jǐn)性與趣味性，天然需要團(tuán)隊(duì)成員發(fā)揮“1+1>2”的協(xié)同效應(yīng)。03設(shè)計(jì)目標(biāo)：三維度構(gòu)建合作型實(shí)驗(yàn)?zāi)芰w系設(shè)計(jì)目標(biāo)：三維度構(gòu)建合作型實(shí)驗(yàn)?zāi)芰w系基于課標(biāo)要求與學(xué)情分析，本次團(tuán)隊(duì)合作實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)可歸納為以下三個(gè)維度：知識(shí)與技能目標(biāo)掌握五年級(jí)上冊(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)（如光的反射規(guī)律驗(yàn)證、熱傳導(dǎo)速率對(duì)比、簡(jiǎn)易電路故障排查）的操作流程與科學(xué)原理；學(xué)會(huì)使用“分工卡”“觀察記錄單”“結(jié)論匯總表”等合作工具，提升實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與結(jié)論的可靠性。過(guò)程與方法目標(biāo)經(jīng)歷“任務(wù)分解-角色分配-協(xié)同操作-反思改進(jìn)”的完整合作流程，形成“先計(jì)劃后行動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣；掌握“表達(dá)觀點(diǎn)-傾聽(tīng)反饋-整合意見(jiàn)”的科學(xué)交流方法，能通過(guò)小組討論修正個(gè)人認(rèn)知偏差（如糾正“金屬導(dǎo)熱一定比木頭快”的絕對(duì)化結(jié)論）。情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)感受團(tuán)隊(duì)合作在科學(xué)探究中的效率優(yōu)勢(shì)（如4人小組完成“模擬雨水對(duì)土地的侵蝕”實(shí)驗(yàn)的平均時(shí)長(zhǎng)比單人操作縮短40%），增強(qiáng)合作意愿；體會(huì)“每個(gè)角色都重要”的團(tuán)隊(duì)理念（如記錄員的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)能直接影響結(jié)論推導(dǎo)，操作員的規(guī)范操作能避免安全隱患），培養(yǎng)責(zé)任意識(shí)。04具體活動(dòng)設(shè)計(jì)：以三個(gè)典型實(shí)驗(yàn)為例的分層實(shí)踐基礎(chǔ)型合作實(shí)驗(yàn)：“光的反射規(guī)律”驗(yàn)證（課時(shí)：1課時(shí)）設(shè)計(jì)意圖：五年級(jí)學(xué)生首次接觸光學(xué)實(shí)驗(yàn)，操作步驟相對(duì)簡(jiǎn)單（激光筆、平面鏡、量角器的使用），適合作為團(tuán)隊(duì)合作的“入門(mén)課”，重點(diǎn)培養(yǎng)“基礎(chǔ)分工”能力?；顒?dòng)流程：任務(wù)拆解（5分鐘）：發(fā)放“合作任務(wù)單”，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)——驗(yàn)證“反射角等于入射角”。引導(dǎo)小組討論：“要完成這個(gè)目標(biāo)，需要哪些步驟？”（預(yù)測(cè)-擺放器材-照射-測(cè)量-記錄-對(duì)比）角色分配（3分鐘）：提供“角色卡”（操作員：負(fù)責(zé)激光筆與平面鏡的擺放；記錄員：繪制光路圖并填寫(xiě)角度數(shù)據(jù)；觀察員：確認(rèn)激光是否準(zhǔn)確照射；匯報(bào)員：整理小組結(jié)論），要求每個(gè)成員選擇1-2個(gè)角色，確保“人人有事做”?；A(chǔ)型合作實(shí)驗(yàn)：“光的反射規(guī)律”驗(yàn)證（課時(shí)：1課時(shí)）協(xié)同操作（15分鐘）：教師巡回指導(dǎo)，重點(diǎn)關(guān)注：①操作員是否保持激光筆與鏡面垂直；②記錄員是否同時(shí)記錄入射角與反射角；③觀察員是否提醒“避免激光直射眼睛”的安全事項(xiàng)。反思改進(jìn)（10分鐘）：展示各小組的記錄單，對(duì)比不同角度（30、45、60）的測(cè)量數(shù)據(jù)，討論“為什么有的小組數(shù)據(jù)誤差超過(guò)5？”（可能原因：鏡面晃動(dòng)、量角器讀數(shù)錯(cuò)誤、記錄時(shí)混淆角度），引導(dǎo)學(xué)生提出改進(jìn)策略（如用橡皮泥固定鏡面、兩人同時(shí)讀數(shù)核對(duì)）。關(guān)鍵點(diǎn)：通過(guò)“小步分解”降低合作難度，讓學(xué)生在“成功體驗(yàn)”中建立合作信心。我曾在試教時(shí)發(fā)現(xiàn)，直接讓學(xué)生自主分工容易出現(xiàn)“爭(zhēng)搶匯報(bào)員”的現(xiàn)象，因此增加“角色卡”并強(qiáng)調(diào)“每個(gè)角色都影響結(jié)論”后，學(xué)生的參與度從65%提升至91%?；A(chǔ)型合作實(shí)驗(yàn)：“光的反射規(guī)律”驗(yàn)證（課時(shí)：1課時(shí)）（二）進(jìn)階型合作實(shí)驗(yàn)：“不同材料的導(dǎo)熱性比較”（課時(shí)：2課時(shí)）設(shè)計(jì)意圖：實(shí)驗(yàn)涉及多變量控制（相同長(zhǎng)度、相同加熱時(shí)間、相同初始溫度）、多數(shù)據(jù)測(cè)量（每30秒記錄一次溫度），適合培養(yǎng)“過(guò)程協(xié)同”能力，重點(diǎn)突破“數(shù)據(jù)同步”與“問(wèn)題共商”的難點(diǎn)。活動(dòng)流程：預(yù)實(shí)驗(yàn)討論（30分鐘）：小組領(lǐng)取銅棒、鐵棒、木棒、塑料棒各一根，討論：“如何公平比較它們的導(dǎo)熱性？”（需控制變量：材料長(zhǎng)度均為15cm、加熱端均用酒精燈外焰加熱、測(cè)溫點(diǎn)均距加熱端5cm）。教師提供“變量控制檢查清單”，小組需勾選確認(rèn)后再開(kāi)始實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)型合作實(shí)驗(yàn)：“光的反射規(guī)律”驗(yàn)證（課時(shí)：1課時(shí)）分工優(yōu)化（10分鐘）：根據(jù)實(shí)驗(yàn)復(fù)雜度，將角色細(xì)化為：①主操作員（負(fù)責(zé)加熱）；②副操作員（負(fù)責(zé)移動(dòng)溫度計(jì)）；③計(jì)時(shí)員（每30秒提醒一次）；④記錄員（同步記錄四根材料的溫度）；⑤安全監(jiān)督員（檢查酒精燈使用規(guī)范）。要求小組通過(guò)“石頭剪刀布”或“特長(zhǎng)匹配”（如細(xì)心的學(xué)生當(dāng)記錄員）確定角色。正式實(shí)驗(yàn)（40分鐘）：實(shí)驗(yàn)中重點(diǎn)觀察：①計(jì)時(shí)員與記錄員是否同步（如“第30秒”指令發(fā)出后，記錄員是否立即記錄）；②副操作員是否保持溫度計(jì)與材料接觸緊密；③安全監(jiān)督員是否提醒“不要觸摸加熱后的材料”。結(jié)論建構(gòu)（20分鐘）：各小組繪制“溫度-時(shí)間”折線圖，對(duì)比不同材料的導(dǎo)熱曲線。教師提出爭(zhēng)議問(wèn)題：“為什么有的小組發(fā)現(xiàn)木棒在5分鐘后溫度反而超過(guò)鐵棒？”（可能原因：木棒表面水分蒸發(fā)吸熱，或鐵棒氧化后導(dǎo)熱性下降），引導(dǎo)小組合作查閱資料、重復(fù)實(shí)驗(yàn)，最終得出“金屬是熱的良導(dǎo)體，非金屬多為熱的不良導(dǎo)體，但具體表現(xiàn)受環(huán)境影響”的結(jié)論?；A(chǔ)型合作實(shí)驗(yàn)：“光的反射規(guī)律”驗(yàn)證（課時(shí)：1課時(shí)）關(guān)鍵點(diǎn)：通過(guò)“變量控制清單”和“細(xì)化角色”解決“實(shí)驗(yàn)混亂”問(wèn)題，通過(guò)“爭(zhēng)議問(wèn)題”激發(fā)“合作探究”動(dòng)力。我曾遇到一個(gè)小組因計(jì)時(shí)員分心導(dǎo)致數(shù)據(jù)斷層，他們主動(dòng)提出“兩人同時(shí)計(jì)時(shí)，用手機(jī)秒表和機(jī)械秒表雙重核對(duì)”，這種自主改進(jìn)正是合作能力提升的體現(xiàn)。綜合型合作實(shí)驗(yàn)：“簡(jiǎn)易電路故障排查”（課時(shí)：3課時(shí)）設(shè)計(jì)意圖：實(shí)驗(yàn)需運(yùn)用“電路連接”“電流路徑”等多學(xué)科知識(shí)，且故障現(xiàn)象具有隱蔽性（如導(dǎo)線接觸不良、燈泡燈絲斷裂、電池沒(méi)電），適合培養(yǎng)“問(wèn)題解決型合作”能力，重點(diǎn)發(fā)展“邏輯推理”與“協(xié)作創(chuàng)新”素養(yǎng)?；顒?dòng)流程：情境創(chuàng)設(shè)（10分鐘）：教師展示一個(gè)“不亮的小臺(tái)燈”（提前設(shè)置3處故障：導(dǎo)線絕緣皮未剝、燈泡與燈座接觸不良、電池正負(fù)極裝反），提出任務(wù)：“作為‘電路檢修小組’，你們需要合作找出故障并修復(fù)。”策略制定（20分鐘）：小組討論排查方法（如用電流表檢測(cè)、替換法、分段檢查），制定“排查流程圖”（如先檢查電池→再檢查導(dǎo)線→最后檢查燈泡）。教師提供“工具包”（包括備用電池、導(dǎo)線、燈泡、電流表），要求小組填寫(xiě)“工具使用申請(qǐng)單”（避免器材浪費(fèi)）。綜合型合作實(shí)驗(yàn)：“簡(jiǎn)易電路故障排查”（課時(shí)：3課時(shí)）協(xié)同排查（60分鐘）：實(shí)驗(yàn)中鼓勵(lì)“頭腦風(fēng)暴”，例如某小組發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)后，沒(méi)有直接換電池，而是用手?jǐn)D壓導(dǎo)線連接處，結(jié)果燈亮了——這體現(xiàn)了“觀察細(xì)節(jié)”與“經(jīng)驗(yàn)共享”的合作優(yōu)勢(shì)。教師重點(diǎn)關(guān)注：①是否有成員因多次失敗產(chǎn)生急躁情緒，及時(shí)引導(dǎo)“分工輪換”（如讓耐心的學(xué)生負(fù)責(zé)細(xì)致檢查）；②是否有小組壟斷器材，提醒“跨組借用”或“資源共享”。總結(jié)提升（30分鐘）：各小組匯報(bào)“故障點(diǎn)-排查方法-修復(fù)過(guò)程”，教師引導(dǎo)歸納“電路故障排查的一般思路”（確定問(wèn)題→分析可能原因→設(shè)計(jì)驗(yàn)證方法→實(shí)驗(yàn)確認(rèn)→修復(fù)改進(jìn)），并延伸討論：“如果是家庭電路故障，排查方法有什么不同？”（強(qiáng)調(diào)安全用電原則）。綜合型合作實(shí)驗(yàn)：“簡(jiǎn)易電路故障排查”（課時(shí)：3課時(shí)）關(guān)鍵點(diǎn)：通過(guò)“真實(shí)問(wèn)題情境”激發(fā)合作內(nèi)驅(qū)力，通過(guò)“跨組資源共享”打破“小組壁壘”。我觀察到，原本內(nèi)向的小宇在這次實(shí)驗(yàn)中主動(dòng)提出“用替換法檢查燈泡”，因?yàn)樗吹酵M同學(xué)反復(fù)檢查導(dǎo)線未果，這種“互補(bǔ)式合作”正是我們期望的教育效果。05實(shí)施策略：從課前到課后的全流程支持課前：建立“合作準(zhǔn)備包”分組策略：采用“異質(zhì)分組”（按性別、能力、性格混合），每組4-5人，固定組名（如“光的探索隊(duì)”“熱傳導(dǎo)研究組”）增強(qiáng)歸屬感；提前與學(xué)生溝通“每組有1名‘合作小導(dǎo)師’，負(fù)責(zé)提醒規(guī)則”，小導(dǎo)師由前次實(shí)驗(yàn)中合作表現(xiàn)突出的學(xué)生擔(dān)任。材料準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)器材按“1組1套”配備，避免爭(zhēng)搶?zhuān)话l(fā)放“合作手冊(cè)”（內(nèi)含分工表、記錄單、反思頁(yè)），要求小組實(shí)驗(yàn)前填寫(xiě)“我們的合作約定”（如“發(fā)言先舉手”“錯(cuò)誤不指責(zé)”）。課中：構(gòu)建“教師引導(dǎo)-學(xué)生主導(dǎo)”的雙軌機(jī)制規(guī)則強(qiáng)化：實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前用2分鐘復(fù)述“合作三原則”——“先討論后行動(dòng)”“數(shù)據(jù)共確認(rèn)”“問(wèn)題共解決”；實(shí)驗(yàn)中用“合作觀察量表”（教師版）記錄小組表現(xiàn)（如是否有成員被忽視、是否及時(shí)調(diào)整分工）。沖突干預(yù)：當(dāng)小組出現(xiàn)爭(zhēng)執(zhí)時(shí)，教師不直接介入，而是提問(wèn)引導(dǎo)：“你們的目標(biāo)是什么？”“他的觀點(diǎn)有什么合理之處？”；當(dāng)操作失誤時(shí)，引導(dǎo)“一起找原因”而非“追究責(zé)任”（如“導(dǎo)線沒(méi)接好，我們?cè)囋嚀Q個(gè)角度連接？”）。課后：延伸“合作反思”與“成果共享”小組反思會(huì)：實(shí)驗(yàn)后10分鐘召開(kāi)“合作總結(jié)會(huì)”，填寫(xiě)“合作自評(píng)表”（如“我在實(shí)驗(yàn)中承擔(dān)的角色”“我做得好的地方”“下次可以改進(jìn)的方面”），鼓勵(lì)用具體案例說(shuō)明（如“我作為記錄員，漏記了第60秒的數(shù)據(jù)，下次要提前標(biāo)好時(shí)間點(diǎn)”）。成果展示墻：在教室設(shè)置“合作之星”專(zhuān)欄，展示優(yōu)秀記錄單、實(shí)驗(yàn)照片、反思日記；每月評(píng)選“最佳合作小組”，獎(jiǎng)勵(lì)“實(shí)驗(yàn)優(yōu)先權(quán)”（如優(yōu)先選擇下節(jié)課的實(shí)驗(yàn)主題）。06評(píng)價(jià)與反思：多元視角下的合作能力成長(zhǎng)評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì)采用“三維多元”評(píng)價(jià)法，全面反映學(xué)生的合作表現(xiàn)：過(guò)程性評(píng)價(jià)（占比50%）：教師通過(guò)“合作觀察量表”記錄小組分工合理性、操作協(xié)同度、問(wèn)題解決能力；學(xué)生通過(guò)“合作自評(píng)/互評(píng)表”評(píng)價(jià)參與度、傾聽(tīng)能力、貢獻(xiàn)度。結(jié)果性評(píng)價(jià)（占比30%）：以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性（數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確、結(jié)論是否合理）、實(shí)驗(yàn)成果的呈現(xiàn)效果（如潛望鏡是否能正常使用、電路故障是否成功修復(fù)）為評(píng)價(jià)依據(jù)。發(fā)展性評(píng)價(jià)（占比20%）：對(duì)比學(xué)生前后兩次實(shí)驗(yàn)的合作表現(xiàn)（如從“爭(zhēng)搶器材”到“主動(dòng)分工”、從“各說(shuō)各話”到“記錄他人觀點(diǎn)”），關(guān)注進(jìn)步幅度。實(shí)踐反思與改進(jìn)方向通過(guò)近一年的實(shí)踐，我發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作實(shí)驗(yàn)活動(dòng)顯著提升了學(xué)生的科學(xué)探究能力：實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率從62%提升至89%，小組討論中“有效傾聽(tīng)”的比例從14%提升至57%，93%的學(xué)生表示“更喜歡科學(xué)課”。但仍存在兩個(gè)待改進(jìn)點(diǎn)：學(xué)困生的參與度：部分動(dòng)手能力較弱的學(xué)生仍傾向于“旁觀”，需設(shè)計(jì)“基礎(chǔ)任務(wù)卡”（如“負(fù)責(zé)整理器材”“記錄簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)”），確保“人人有貢獻(xiàn)”；合作深度的延伸：目前合作多停留在“操作協(xié)同”層面，未來(lái)可嘗試“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)”（如“設(shè)計(jì)一個(gè)保溫餐盒”），引導(dǎo)學(xué)生從“完成實(shí)驗(yàn)”轉(zhuǎn)向“解決真實(shí)問(wèn)題”，進(jìn)一步深化合作思維。07結(jié)語(yǔ)：團(tuán)隊(duì)合作，是科學(xué)探究的底色，