科学素养作为学生必备的重要素质,在将来的学习、工作和生活中都有着重要的作用,是学生必须具备的品质。我国对科学教育尤其是小学科学教育十分重视,但当前小学科学并未纳入学业评价中,在上课过程中普遍存在学生、家长和其他老师对小学科学这门学科的不重视,课堂纪律也不够理想等问题。科学教师队伍中兼职情况比较普遍,公立学校班级人数较大,教师资源和学习资源不够。小学科学的学习是培养学生科学素养的一个重要阵地,学好小学科学对他们的下一阶段的学习和今后的工作生活有着密不可分的关系,因此改变传统课堂教学方式,提升科学教学有效性很有必要。本文运用行动研究法、纸笔测试法和问卷调查法。以学生需求出发,调查学生们对科学课的意向,选定6个课题进行分组合作教学。在合作学习理论指导下,对3个班的学生采取随机分组、自由分组、自由分组并配备助教,配备助教相当于将班级规模缩小为小班。教师在课前明确教学目标,在课堂上创设情境,学生小组通过讨论提出假设并通过合作探究验证,试验结束后,小组对自身成果进行总结和展示,最后形成总结性评价。教师在教学过程中记录学生的学习行为、课堂参与度、活动完成度和测试成绩等情况,后期通过小组合作学习的能力评分和期末测试对合作学习的效果进行评价,探讨哪些因素影响了学习效果。通过不同分组类型班级的对比分析发现,总体上学生的期末成绩和合作学习的能力评分有明显相关关系,学生在课题中的积极参与、与其他组员的合作程度与课堂提问等方面的表现会影响他们的科学测试成绩。在对不同分组方式的学生成绩和合作学习能力比较得出,有助教的班级合作学习效果最好,表明缩小班级规模可以有效提升小学生合作学习效果。在分组合作教学中,多鼓励学生积极参与,适当降低班级规模,增加科学教师的配额可以提升学生合作学习的能力和科学成绩,提升科学学习的效果。