科学学习要以探究为核心,亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。在小学科学教学中，学生分组实验是最常见的探究方式，也是学生最为喜欢的活动。然而，由于学生认识、能力的差异或教师组织设计的原因，分组实验课往往上得热热闹闹，却缺乏深度的思维；呈现的是群体的热闹，缺少的是个体的关注；探究的课堂成了对教材以及实验过程的一种重复，成了一种机械的学习。
“有意义学习”是美国认知教育心理学家奥苏伯尔提出的与机械学习相对的概念。他认为，有意义学习过程的实质，就是符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当观念建立非人为的和实质性的联系。有意义学习的产生有两个条件：第一，学习者原有认知结构中应具有可以用来同化新知识的适当观念，也就是说影响学习的最重要因素是学生已经知道了什么，根据学生的原有知识状况进行教学。第二，学习者本人应具备有意义学习的心向，所谓学习心向是指学习者对学习活动的内部动机和心理倾向。
如何在小学科学分组实验教学中促进学生“有意义学习”呢？笔者结合奥苏伯尔有关“有意义学习”的理论及自己的教学实践，认为可以从以下几方面入手。
一、实验规范合约化
在商贸中，合同的使用可以确保交换的如期完成，增加合同双方的信任值。一种有助于学生在自由学习气氛内保证学有所得，并对学习承担责任的方式是使用学习合约。在新任一个班级时，首先要调动学生自我管理的意识和参与能力。在开学第一课，让学生畅所欲言，说说自己怎样上科学课，说说实验课大家要做到什么，学生说的被大家认可的，自然就成了“班级实验合约”。这个约定简单可行，便于学生操作，以后遇到问题可以经大家讨论后随时补充。
在实验合约中对于确立合作组也要考虑。我们提倡的有意义学习是一种学生全身心投入的自由主动地学习，如果我们强制性地将实验小组定为平时上课的四人小组是不合情理的。为使彼此各有适合的归属，一个简单有效的方法是让学生自由选择，最后教师再统一协调（一般要考虑一个组有一个能力稍强的学生）。组长由大家推荐，小组确定后经过一定时间（一般1—2月）再自由组合。在这样的组合中，可以通过同伴互助教学使学习者彼此提高学习技能，增强自信和学习动机，改善了学习态度；增进承担责任的意愿，并培养团结互助合作的精神。
其次合约中还要明确分工。不少实验教学，学生只是形式上的坐在了一组，由于没有合理的分工，随意性很大，有一部分学生根本没有参与进来，成了旁观者。分组实验教学，应让所有学生参与进来，通过制定实验计划、准备实验器材、动手操作、观察实验现象、总结归纳实验结论等，提高学生的动手操作能力，掌握实验的方法和技能，获得科学知识，培养学生的合作能力以及分析、解决问题的能力。各小组要有合理的分工，包括实验员、材料员、记录员和汇报员等（具体分工一般每周轮换一次），在实验时，各司其职，各尽所能，最终达成合作学习的目标。
二、问题情境真实化
“真实的问题”是指必须与儿童生活直接相关的问题。构建真实的问题情境，有助于儿童发现那些对他们个人来说是真实的挑战，从而促使他们全身心地投入到学习活动中。尤其对于年龄较小的儿童，问题必须是真实的或者能够想象的，这样才能真正引起学生的学习兴趣。
如在教学《分离食盐与水的方法》这一课时，如果教师直截了当地说：“今天我们要将食盐和水分离开来。”学生会觉得比较突然，也不大感兴趣。而如果上课开始教师能够拎出一大桶食盐水，告诉大家这是上节课教学《100毫升水能溶解多少克食盐》用过的材料，里面足足有一大包食盐，该怎么处理它？学生肯定会说倒掉太可惜了，教师可以追问：“有没有好的办法将食盐从里面分离出来？”学生自然会提出各种方法，热情高涨。
由于在学校教育中，学生与生活中很多现实问题隔离，学生缺乏见识实际问题的机遇，教师必须让他们经历将来会成为他们问题的情境。所以，任何教师要善于发现那些对学生来说是现实的，同时又与所学课程相关的问题。发现那些对儿童真实的挑战，为他们提供应付这些挑战的机会，正是为他们构建真实的问题情境的初衷。
三、准备材料精细化
“材料引起学习，材料引起活动”，在分组实验教学中，教师为学生提供合适的的学具材料是学生开展实验活动的基础和关键。材料的选择首先要注意科学性，搭配要精当，这样学生操作起来才会得心应手，观察方便，现象明显，实验效果才会好。其次要注意材料的趣味性，要选择结合儿童好玩的特点，要能引起学生探究的热情，这样实验才能吸引每个孩子的注意力，让孩子看得仔细，学得开心。材料的选择还要注意结构性，即提供的材料在使用时能揭示自然现象间的某种关系，教师根据学习内容的需要，研究材料的特点，选择那些与揭示科学概念有关的、有吸引力的、安全性强的、并适合儿童自行探究的有结构的材料。
关于实验材料，在分组实验教学时，还要注意以下几点：一、教师事先亲自实验。如果发现问题，及时调整，以免课堂上出现实验难以成功或与教学结果相悖的结论。二、提供材料注意时机。儿童的天性决定儿童具有很强的好奇心，我们要注意提供材料的时机，提供过早，会分散孩子的注意力，太迟则会影响积极性。因此，在上实验课时，一定要注意提供材料的时机，对于有多个环节的实验，一般分层呈现材料。如，执教《水和食用油的比较》一课过程时，本课分组材料较多，学生在进行探究活动时，往往容易受材料的干扰而偏离探究目标。所以在本课教学中，特别注意材料出现的时机。第一环节学生应用感官观察水和食用油时，每组桌上可只摆一杯水和一杯食用油。学生可以专注的、尽可能多的应用观感进行观察。第二个环节让学生借助材料进行观察时，才出示筷子让学生想想“可以怎样帮助我们比较这两种液体”，学生很快就想到可以用搅动以观察液体旋转流动的速度，还可以蘸了液体后提起来观察液体下滴的状态。教师这时将筷子分发给每一个小组，并提醒学生沾油和沾水的筷子不能混用，以避免水滴在油里产生水珠或油滴在水里形成浮油，干扰学生的观察。进行液滴比较的观察时教师先讲清了实验的目标和要求后才将蜡光纸和玻璃片分发到每个小组。由于材料出现的有层次，学生对每次新出现的材料都保持了很大的探究兴趣，大大减少了对本次实验无关材料对探究目标的干扰，学生探究的有效性极大提高。对于已经用过的材料，最好也能及时收回，以免对接下去的教学产生影响。
四、实验要求明确化
很多热热闹闹的活动背后，有的学生只知道自己在做什么，却不知道为什么要这样做，还有的学生，根本就不知道自己要做什么，只是在模仿着同学和老师的做法，盲目地操作着，这样的课，看似学生都在参与活动，实际上学生什么收获都没有，因为，实验前没有思考，实验后也没有总结，只是为了活动而活动。其实，无论组织什么样的探究活动，活动本身不是目的，所以教师在设计活动时首先要有明确的目的——通过这个活动，达成什么样的教学目标；同时，也要让学生明确活动的目的，这样才能更好地达成活动的目标。
要让学生明确该干什么该怎么做，可以从这几方面入手：一、充分讨论。在实验前，放手让学生自主讨论设计实验方案，让学生在讨论中了解原理，知道方法和过程，明确注意点。二、文字提示。教师将实验要求用投影的方式出示在屏幕上让学生更加明确实验的目的。另外在实验记录单上还采用温馨提示的方式将要求打印在醒目的地方，将关键的字词采用加粗、画线等方式，使学生在实验过程当中非常明确探究的目标。三、适时指导。实验时，教师要巡回观察学生动手情况，发现有操作不当或出现错误要及时给予矫正或制止。
五、汇报过程规范化
当学生完成分组实验操作后，教师应及时组织学生汇报总结。在平时教学中往往由于这时已经接近课的尾声，或由于教师没有估计好时间造成汇报走马观花流于形式，最终都是由教师说出结论或总结性的发言结束汇报。这样，学生分组实验就成了一种过场的形式，学生辛苦一节课采集的数据、成果都在教师的言语中灰飞烟灭。长此以往，学生实验的兴趣也将消失殆尽，所以分组实验的汇报一定要有一个规范的过程。一、保证有充分的时间让学生进行汇报，尽可能的将各个小组的实验结果都呈现在全体学生面前，既满足了学生展示自己成功的欲望，也使实验的结果材料更加全面。二、有些小组得出的结论不够精确或严密，教师也不要立即否定，也不应强迫背诵书上的结论，而可以引导学生对结论再进行比较、分析之后，尽量取得统一。有创造性发现应及时给予表扬。三、大多数小组实验失败，不能得出正确结论时，教师可以通过师生共同重复演示实验来帮助学生获得成功。然后引导学生反思：我们做的实验是那些因素可能导致实验结果不正确。这样使孩子更容易接受正确观点，以及反思自己实验中出现的问题。
六、教师言行艺术化
有意义学习的过程是涉及师生在理性和情绪两方面的动态过程，教师要引导学生展开充分的思维，还要在情感上与学生不断进行心与心的交流，创设一个和谐、友爱和宽松的课堂气氛，使学生在无拘无束、心情舒畅的心理状态中。
在学生介绍设计方案或汇报实验结论时，教师应该用鼓励性、期待性的语言；学生回答正确，教师应用肯定和赞扬的语言；学生回答错误时，教师应用谅解性、引导性的语言。这样的语言容易引起学生心灵的共鸣。
在学生实验时，教师更可以通过表情动作来对学生进行指导、上课习惯的培养以及自己对学生的情感。如，拍拍学生的肩膀让他们坐下来实验，用手势示意他们轻声实验不要打搅别组同学，手把手教他们怎样搅拌……这些都可以表达教师对学生的爱心，使学生有有被重视和被关怀感。
富有情感色彩的课堂教学，能激起学生相应的情感体验，能增强他们的理智感，能激发他们的求知欲，能使他们更好地感受和理解教材。
总之，有意义学习是提高科学分组实验教学质量和效益的重要途径，是实施素质教育的有力措施。教学要成为有效益的活泼的一种活动过程和形式，就要让学生的学习成为一种把逻辑与直觉、理智与情感、概念与经验、观念与意义等结合起来的有意义的学习，让学生成为一个完整的人。