淺談以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)

摘 要：科學(xué)，是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)占據(jù)重要地位。課堂上，教會(huì)學(xué)生正確觀察基本儀器和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，正確使用儀器，按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，更利于?shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)教育目標(biāo)，使學(xué)生善于利用實(shí)驗(yàn)操作探索真理。本文將針對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木唧w培養(yǎng)問題展開詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?培養(yǎng)

科學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)集中體現(xiàn)于科學(xué)觀念及應(yīng)用、科學(xué)思維與創(chuàng)新、科學(xué)探究與交流、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面。其中，科學(xué)思維與創(chuàng)新，包括了模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、質(zhì)疑創(chuàng)新幾個(gè)要素。實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ菍W(xué)生所應(yīng)具備的基本素養(yǎng)，是最為關(guān)鍵的科學(xué)課程核心素養(yǎng)。目前，對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)仍然存在著過分信賴教材，濫用課件，輕視實(shí)驗(yàn)生成等問題。同時(shí)，學(xué)生缺少良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，實(shí)驗(yàn)操作中分工不太明確，參與度低，缺少交流。

一、 尊重主體地位，創(chuàng)造成功體驗(yàn)

在課堂上，要改變以往傾向于功利主義的教學(xué)問題，強(qiáng)調(diào)尊重學(xué)生主體地位，為學(xué)生創(chuàng)造更多成功的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，發(fā)展學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)。實(shí)際教學(xué)期間，要想突出學(xué)生主體地位，需遵從“貼近社會(huì)，貼近生活”這個(gè)原則，為學(xué)生設(shè)計(jì)一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，活躍學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。對(duì)于這種科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)，要是學(xué)生們所熟悉的，要符合學(xué)生心理特點(diǎn)。同時(shí)，在組織科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)時(shí)，要在尊重學(xué)生主體地位基礎(chǔ)上關(guān)注學(xué)生好奇心表現(xiàn)。當(dāng)學(xué)生有了好奇心以后，他們將更有興趣去參與實(shí)驗(yàn)，走進(jìn)實(shí)驗(yàn)，養(yǎng)成良好實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)。

例如，在《物質(zhì)的密度》一課教學(xué)時(shí)，可以先為學(xué)生展示日常生活中比較常見的用水收費(fèi)發(fā)票、廢棄水表。請(qǐng)學(xué)生仔細(xì)觀察它們，并說一說用水收費(fèi)發(fā)票和廢棄水表上的計(jì)數(shù)單位分別是什么。通過觀察，學(xué)生們將發(fā)現(xiàn)水表上的單位是“立方米”這個(gè)體積單位，發(fā)票上是“噸”這個(gè)重量單位。這時(shí)，結(jié)合觀察結(jié)果，有的學(xué)生會(huì)提出這樣一個(gè)疑問：“水的體積和質(zhì)量之間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系嗎？”當(dāng)學(xué)生提出這個(gè)疑問以后，可指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)探究經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表，主要用于記錄每一次實(shí)驗(yàn)中水的體積和質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)操作中，要科學(xué)指導(dǎo)學(xué)生每一次取出不同體積的水進(jìn)行測量。很快，學(xué)生們將發(fā)現(xiàn)“水的質(zhì)量越大，體積越大”這個(gè)規(guī)律。通過一次成功的實(shí)驗(yàn)操作體驗(yàn)，順利進(jìn)入到密度的新課學(xué)習(xí)中。整個(gè)過程，充分尊重了學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)得到了很好的訓(xùn)練。

二、 明確各自分工，鼓勵(lì)動(dòng)手探究

在課堂上，為避免學(xué)生在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)作秀偷懶情況，更好地促進(jìn)班上每一位學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)的發(fā)展，要在實(shí)驗(yàn)操作中，將學(xué)生分為若干個(gè)學(xué)習(xí)小組，明確小組組長要為每一位成員安排相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)任務(wù)。當(dāng)學(xué)生有了各自的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)任務(wù)以后，將開始嘗試自己動(dòng)手探究實(shí)驗(yàn)，發(fā)散自身思維，思考實(shí)驗(yàn)?；诿鞔_學(xué)生各自分工基礎(chǔ)上，要組織學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯報(bào)工作。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯報(bào)過程中，我們能夠發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作中的不足之處，給予學(xué)生有針對(duì)性的指導(dǎo)，讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)得到更大程度提升。但是，在分組實(shí)驗(yàn)操作中，要精心安排好每組實(shí)驗(yàn)任務(wù)，明確每一位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容。

在對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)進(jìn)行實(shí)際培養(yǎng)時(shí)，可結(jié)合《熔化與凝固》這一節(jié)課教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生安排一次“海波和松香熔化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)操作，請(qǐng)學(xué)生根據(jù)本組所畫的海波、松香溫度變化平滑曲線圖，比較二者熔化時(shí)溫度變化的不同。實(shí)驗(yàn)操作期間，可將學(xué)生分為五人學(xué)習(xí)小組。每個(gè)小組里，組長負(fù)責(zé)監(jiān)督整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程，另有一人負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)，一人負(fù)責(zé)溫度計(jì)讀數(shù)，一人負(fù)責(zé)觀察海波、松香熔化狀態(tài)，一人負(fù)責(zé)記錄海波、松香熔化時(shí)溫度變化。其中，負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)的學(xué)生，要從海波溫度達(dá)到40℃以后，每隔0.5分鐘進(jìn)行一次計(jì)時(shí)。而負(fù)責(zé)溫度計(jì)讀數(shù)的學(xué)生，要從其溫度達(dá)到40℃以后，每隔0.5分鐘進(jìn)行一次讀數(shù)，直至完全熔化后再進(jìn)行4～5次溫度計(jì)讀數(shù)。在分組實(shí)驗(yàn)中，基于分工明確基礎(chǔ)上，每一位學(xué)生都將親自動(dòng)手參與、探究實(shí)驗(yàn)，從中掌握一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)。

三、 創(chuàng)新教材實(shí)驗(yàn)，突出實(shí)驗(yàn)亮點(diǎn)

在課堂上，不能一味地按照教材中實(shí)驗(yàn)開展教學(xué)，要嘗試?yán)米约旱闹腔蹖徱晫?shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，以突出實(shí)驗(yàn)亮點(diǎn)。面對(duì)富有創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們不僅能夠加深對(duì)知識(shí)的理解，還將對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象留下深刻印象。同時(shí)，在更為科學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作中，學(xué)生們將更容易理解實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵有更深的領(lǐng)悟，較好地完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，養(yǎng)成一定實(shí)驗(yàn)?zāi)芰W(xué)科核心素養(yǎng)。另外，對(duì)教材中實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新，改進(jìn)或者補(bǔ)充教材中實(shí)驗(yàn)裝置，更利于收到較好的教學(xué)效果，讓學(xué)生具備良好的發(fā)散性思維，善于用自己的創(chuàng)新思維探究實(shí)驗(yàn)。

我就曾在《壓強(qiáng)》一課教學(xué)時(shí)，對(duì)教材中實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)。教材中，為了探究液體是否也會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)，設(shè)計(jì)了一個(gè)“水對(duì)容器底部和側(cè)壁的壓強(qiáng)”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，要用橡皮膜蒙上粗管下端。對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，很難控制好橡皮膜方向。針對(duì)這個(gè)情況，我先在實(shí)驗(yàn)裝置粗管側(cè)面找到一條直線，再在這條直線不同高度鑿了三個(gè)小孔，用小管將每個(gè)小孔固定好，保持小管與U型管相連，用U型管高度差反映壓強(qiáng)。接著，依次將管內(nèi)注入約1/3、2/3的水，觀察容器底部、側(cè)壁受到的壓強(qiáng)。在這一次實(shí)驗(yàn)中，通過對(duì)教材中實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新、改進(jìn)，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)了其中規(guī)律，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)意識(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)養(yǎng)成起到了較好的作用。

四、 珍惜實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤，抓好教育時(shí)機(jī)

波普爾曾說：“錯(cuò)誤中常常孕育著比正確更為珍貴的發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造因素?！币蚨?，在實(shí)際教學(xué)中，要利用好每一次實(shí)驗(yàn)中的意外情況。實(shí)驗(yàn)，難免會(huì)有錯(cuò)誤情況的發(fā)生。錯(cuò)誤，是一種極為寶貴的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)教育素材，可為學(xué)科核心素養(yǎng)教育而服務(wù)。首先，在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)期間，我們要正確對(duì)待學(xué)生的錯(cuò)誤操作，科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生自主反思實(shí)驗(yàn)中錯(cuò)誤之處，讓學(xué)生學(xué)會(huì)在反思中糾錯(cuò)，進(jìn)而積累更多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具備一定實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)。其次，我們要重視分析學(xué)生出錯(cuò)誘因。如粗心大意、不良習(xí)慣、遺忘規(guī)律等等，再結(jié)合錯(cuò)誤誘因有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)。

我在《電流與電壓、電阻的關(guān)系》一課教學(xué)時(shí)，為加深學(xué)生對(duì)電流與電壓、電阻之間關(guān)系的理解，發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)。課堂上，為學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)“電流與電壓關(guān)系”的測量小實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，因?qū)W生已經(jīng)掌握了電壓、電流測量和電路連接方法。所以，很快完成了實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理。其中一個(gè)小組整齊展現(xiàn)了定值電阻是5.0Ω的三次實(shí)驗(yàn)中，1.5V、2V、2.5V電壓所對(duì)應(yīng)的電流值0.3A、0.4A、0.5A。另有一個(gè)小組出現(xiàn)了明顯的實(shí)驗(yàn)問題，第二次實(shí)驗(yàn)中的電阻值變成了1Ω。面對(duì)這個(gè)小組的錯(cuò)誤問題，我組織學(xué)生針對(duì)數(shù)據(jù)偏差形成原因展開了討論，有的學(xué)生認(rèn)為是粗心大意引起的，建議剔除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，對(duì)缺少的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)測。在錯(cuò)誤反思過程中，學(xué)生們積累了更多實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn)，為實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)養(yǎng)成奠定了良好基礎(chǔ)。

五、 巧用信息技術(shù)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)環(huán)境

在對(duì)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，要重視利用好現(xiàn)代化信息技術(shù)。課堂上，要嘗試?yán)煤枚嗝襟w為學(xué)生創(chuàng)造仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境。當(dāng)學(xué)生處于仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境中時(shí)，將從中獲得更好的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，通過多次實(shí)驗(yàn)探究訓(xùn)練養(yǎng)成一定實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。同時(shí)，在實(shí)際教學(xué)過程中，要利用好多媒體技術(shù)將課外實(shí)驗(yàn)引入到課堂上，豐富學(xué)生課堂實(shí)驗(yàn)探究內(nèi)容，為學(xué)生爭取更多實(shí)驗(yàn)操練機(jī)會(huì)，最大限度發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。信息技術(shù)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)養(yǎng)成有著重要作用，要充分發(fā)揮其重要作用。

課堂上，可結(jié)合《質(zhì)量的測量》一課教學(xué)內(nèi)容，改變以往講解為主的課堂教學(xué)模式。實(shí)際教學(xué)中，可先借用多媒體教學(xué)工具為學(xué)生直觀呈現(xiàn)幾種物質(zhì)：一杯水和一桶水、一本科學(xué)書和10本科學(xué)書、一顆口香糖和一盒口香糖，鼓勵(lì)學(xué)生想一想物質(zhì)間的差別。當(dāng)學(xué)生對(duì)質(zhì)量這個(gè)概念有了初步認(rèn)識(shí)以后，巧用多媒體視頻播放功能，為學(xué)生直觀呈現(xiàn)教材中“用天平秤固體和液體的質(zhì)量”實(shí)驗(yàn)操作過程，真實(shí)模擬觀察托盤天平主要結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)天平、測量質(zhì)量等實(shí)驗(yàn)步驟。通過觀察仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們將從中掌握到質(zhì)量測量實(shí)驗(yàn)方法。

六、 使用生活物品，提高實(shí)驗(yàn)趣味

愛因斯坦曾說：“一個(gè)美妙的實(shí)驗(yàn)，通常要比從我們頭腦中提取的20個(gè)公式更有價(jià)值?！庇纱丝芍?，實(shí)驗(yàn)有著重要地位。而在對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要想達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)培育目的，需注意提高實(shí)驗(yàn)趣味性。趣味十足的實(shí)驗(yàn)，能夠讓學(xué)生真正感知到科學(xué)實(shí)驗(yàn)魅力所在，進(jìn)而積極參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，不斷鍛煉自身實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。生活物品，往往是學(xué)生們比較熟悉的，利用學(xué)生身邊的物品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，更能夠調(diào)動(dòng)起學(xué)生的好奇心，讓實(shí)驗(yàn)變得充滿樂趣。

以《力的存在》一課教學(xué)為例，為了促進(jìn)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)的發(fā)展，可使用日常生活中比較常見的木板、報(bào)紙這兩個(gè)物品，巧設(shè)一個(gè)“鐵砂掌斷木板”趣味實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生將木板放在桌上，再把報(bào)紙鋪在木板上。然后，用自己的手去劈開報(bào)紙下面的薄木板。通過觀察，學(xué)生們將驚奇地發(fā)現(xiàn)報(bào)紙未動(dòng)但木板已經(jīng)斷了。當(dāng)學(xué)生好奇心被調(diào)動(dòng)起來之后，可鼓勵(lì)學(xué)生把手上包上一條厚的毛巾，再用力劈木板。這時(shí)，學(xué)生們將發(fā)現(xiàn)同樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。隨即，可引導(dǎo)學(xué)生用力的知識(shí)對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加以解釋。通過參與這個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ψ匀欢粫?huì)得到很好的發(fā)展。

綜上可知，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ强茖W(xué)課程核心素養(yǎng)重要內(nèi)容。在對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰诵乃仞B(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，要充分尊重學(xué)生的課堂主體地位，組織學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。同時(shí)，課堂上，要重視創(chuàng)新教材中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，抓好每一個(gè)實(shí)驗(yàn)意外教育時(shí)機(jī)，再通過信息技術(shù)、生活物品等的使用，創(chuàng)造一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫阶畲笙薅鹊奶岣摺?/p>

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作者簡介：

李敏杰，浙江省海寧市，浙江省海寧市斜橋中學(xué)。