如何在實驗教學中培養(yǎng)學生的科學核心素養(yǎng)

王川玉

摘 要：《教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》有個詞特別引人關注——核心素養(yǎng)體系。在以探究為核心的科學學習過程中，科學核心素養(yǎng)主要體現(xiàn)為探究能力、科學思維、實證意識、科學精神等。科學教師要關注學生的科學素養(yǎng)，在設計實驗中培養(yǎng)學生的探究能力；在尋根求源中培養(yǎng)學生的實證意識；在結果分析中培養(yǎng)學生的科學思維。

關鍵詞：實驗素養(yǎng) 探究 實證 思維

《教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》有個詞特別引人關注——核心素養(yǎng)體系。明確了學生應具備的適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力，突出強調(diào)個人修養(yǎng)、社會關愛、家國情懷，更加注重自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實踐。每一門課程的實施都應關注學生的核心素養(yǎng)。作為培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的主陣地——科學課，又該關注學生的哪些核心素養(yǎng)呢？筆者以為，在以探究為核心的科學學習過程中，科學核心素養(yǎng)主要體現(xiàn)為探究能力、科學思維、實證意識、科學精神等。

科學（3—6年級）課程標準指出：科學學習要以探究為核心。探究既是小學生科學學習要達到的目標，又是小學生科學學習的主要方式。實驗課在科學學習中占有極大的比重。如何在實驗教學中培養(yǎng)學生的科學核心素養(yǎng)呢？下面我就以《比較水的多少》為例，談談我的看法。

一、在設計實驗中培養(yǎng)學生的探究能力

新課程標準指出，科學探究的主要目標是使學生領悟科學探究的思想，培養(yǎng)學生進行科學探究所需要的能力，增進對科學探究方法與過程的理解。做任何探究活動都要有明確具體的目標，這樣學生探究中才有明確的方向。在探究活動之初可以和學生一起設計探究的思路和方法，探究同一問題不止一種方法和思路，應盡量做到拓展學生思路，讓學生用不同的方法解決同一種問題。如在教學三年級上冊《比較水的多少》時，我先讓學生設計怎樣比較出兩瓶水的多少？過程如下：

生：可以拿兩個一樣的瓶子，分別把1號瓶和2號瓶里的水倒進去，比哪個瓶子中的水高。

師：這個方法可行！現(xiàn)在如果只有一個空瓶子，你能比出來嗎？

生：也可以，先把1號瓶時的水倒進空瓶子，在瓶子上做個記號，把水倒回去；再把2號瓶的水倒進空瓶子，也做個記號，就可以比出來了。

師：你很會動腦筋！你選用了空瓶子作標準進行比較。除了空瓶子，可以用別的瓶子做標準嗎？

生：可以用1號瓶，直接先在1號瓶的水面畫一條線，再把1號瓶的水倒出來，把2號瓶的水倒進去，畫條線比較。

生：也可以用2號瓶作標準，方法和用1號瓶是一樣的。

在這個片斷中，盡管都是用的“比液面高度”這一方法，但是通過老師引導，學生便設計出了用不同瓶子作標準的多種方案。在這個設計過程中，學生的思維打開了，實驗方案也在不斷被改進、優(yōu)化。隨后同學們又設計出了“用小杯子量”“貼刻度條”等實驗方法。

二、在尋根求源中培養(yǎng)學生的實證意識

科學的本質(zhì)是實證的，科學活動是一種求真活動，科學必須用事實說話；科學結論必須是經(jīng)得起實踐檢驗的；學生在整個科學探究過程的各個步驟中，學會觀察和提高證據(jù)意識這一步，最具有教育價值。

本節(jié)課中，在學生設計完實驗方案后，各組進行了實驗，因為各組采用的方法、標準不同，所以最后得出的數(shù)據(jù)有很大差別。為什么會產(chǎn)生這種結果？當時我讓同學們分析原因，有同學提出了可能是因為用作標準的瓶子、小杯子、畫的刻度不一樣導致的。其他同學都表示贊同。可是我并沒有到此結束，而是要求各組展示自己的實驗器材，進行驗證。這時發(fā)現(xiàn)大部分組的差距都是因為實驗器材不同導致的，但有兩個組所用器材一樣、方法一樣，可是結果差異較大。這又是怎么回事呢？同學們又分析了實驗中可能出現(xiàn)的問題。

于是，我讓兩組同學同時到臺上重現(xiàn)各自的實驗過程，立刻發(fā)現(xiàn)一個組的1號瓶中的水少了許多，經(jīng)詢問得知，在實驗過程中，因為不小心，該組同學灑了一些水在地上，導致了結果的不準確。雖然在尋找原因的過程中耽誤了一些時間，但是這個過程是值得的。學生在驗證的過程中會明白，任何結論都不能想當然，必須找到證據(jù)。

作為教師，也要在課堂上常問“你的依據(jù)是什么？”“有證據(jù)嗎？”只有老師有意識地追問，才能讓學生形成實證意識。

三、在結果分析中培養(yǎng)學生的科學思維

新課標指出，從小就必須注重培養(yǎng)學生良好的科學素養(yǎng)，通過科學教育使學生學會用科學的思維方式解決自身學習、日常生活中遇到的問題。在實際教學中，我們要運用一些切實可操作的方法來關注學生思維的激發(fā)，思維能力的培養(yǎng)，讓學生理解為什么是這樣的。

教學《比較水的多少》時，我要求學生在實驗中用數(shù)據(jù)描述結果，這樣就避免了模糊結論，也便于后面的結果分析。實驗結果出來之后，面對各不相同的數(shù)據(jù)，我讓學生分析產(chǎn)生不同結果的原因是什么？并進一步分析：要表示出水的多少，用哪個單位做標準比較好？因為在前面的活動中學生已經(jīng)明白采用不同的標準會導致結果的不一致。所以在這里，學生很快就分析出用杯、厘米、格來表示水的多少都不準確，必須采用一個標準單位。此時引導學生認識毫升、升也就水到渠成了。

在學生自制量筒這一環(huán)節(jié)，我設計了一個問題“如果有一個測量水的多少的標準工具，它應該具有什么特點？”根據(jù)在課堂上的實踐經(jīng)驗，學生設計出了透明、有刻度、有標準單位等特點。還有一位同學提出了要“上下一樣粗”，這種特點是基于他在課堂上見到的材料總結出來的，也是因為同學們畫刻度時習慣于畫均勻的刻度。對三年級的孩子來說，總結出這個特點是非常難得的。但是從科學的角度來說，這種說法并不完全正確。當時我肯定了他的想法，但是在補充認識其他測量工具時，我特意出示了上粗下細的量杯。并提問“這個量杯上下不是一樣粗，為什么也可以測量出水的多少？”當量杯的圖片出現(xiàn)在大屏幕上時，同學們馬上叫起來“量杯上的刻度寬窄不一樣”。

在這個過程中，學生不斷地產(chǎn)生矛盾、修正觀念，思維也在不斷向縱深處發(fā)展。

總之，科學課中的實驗教學需要教師精心設計過程、創(chuàng)新實驗方法、巧妙引導學生、關注學生發(fā)展，這樣實驗課教學才能真正達到培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的目的。