以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討

方淑貞

【內(nèi)容摘要】核心素養(yǎng)是學(xué)生接受教育階段逐漸形成適應(yīng)社會(huì)發(fā)展、終身發(fā)展需要的關(guān)鍵能力、觀念和品格，初中科學(xué)學(xué)科以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，突出強(qiáng)調(diào)了對(duì)學(xué)生個(gè)體科學(xué)探究意識(shí)、科學(xué)應(yīng)用能力、科學(xué)質(zhì)疑反思和科學(xué)創(chuàng)新精神的綜合培養(yǎng)。教師在教學(xué)中要真正把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生在動(dòng)手操作和自由探索的過程中，經(jīng)歷提出問題、猜想假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、驗(yàn)證假設(shè)等學(xué)習(xí)過程，促使學(xué)生能在自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實(shí)踐的科學(xué)探究活動(dòng)中，逐漸形成勇于探索和敢于創(chuàng)新的思維品質(zhì)和科學(xué)探究能力。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng) 初中科學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

初中科學(xué)是富含邏輯關(guān)系的綜合性課程，涵蓋了物理、化學(xué)、生物、地理多學(xué)科知識(shí)內(nèi)容，可以幫助學(xué)生更全面、更清晰的認(rèn)識(shí)客觀世界，使學(xué)生能從科學(xué)視角理解客觀事物的本質(zhì)屬性。因此，教師在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)始終立足于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展，圍繞學(xué)生的興趣特點(diǎn)和個(gè)性特征，精心設(shè)計(jì)科學(xué)活動(dòng)實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生在動(dòng)手動(dòng)腦的自由探索活動(dòng)中，敢于質(zhì)疑批判，提出創(chuàng)造性的觀點(diǎn)結(jié)論。教師要以組織者、合作者的身份，啟發(fā)學(xué)生對(duì)事物關(guān)系進(jìn)行抽象概括、推理論證，讓學(xué)生在高質(zhì)高效的評(píng)估、交流、反思的科學(xué)探究思考中，實(shí)現(xiàn)思維品質(zhì)與創(chuàng)新精神的全面發(fā)展。

一、創(chuàng)設(shè)問題情境，激活科學(xué)觀念

教師在科學(xué)課程中以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要引導(dǎo)學(xué)生思維求異性、獨(dú)創(chuàng)性、靈活性的多向發(fā)展，通過問題情境創(chuàng)設(shè)，激發(fā)學(xué)生的問題意識(shí)，使學(xué)生在充分理解科學(xué)概念和規(guī)律的基礎(chǔ)上，可以靈活運(yùn)用科學(xué)觀念、知識(shí)技能解決解釋實(shí)際問題。因此，教師在課堂中要密切聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知水平，精心設(shè)計(jì)巧妙的科學(xué)問題情境，讓學(xué)生在趣味性和探究性的問題啟示下產(chǎn)生認(rèn)知沖突，能在概括、思考、分析的過程中，認(rèn)識(shí)科學(xué)事實(shí)、科學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)屬性，深刻理解抽象、復(fù)雜的科學(xué)概念原理。

例如，浙教版八上2.3節(jié)《大氣的壓強(qiáng)》的教學(xué)過程中，教師可以密切聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)提出問題，“同學(xué)們，污水堵住下水道時(shí)，可以用什么器材進(jìn)行疏通？”“為什么用吸盤可以清理疏通下水道中的污物？是什么原理？”通過問題情境啟發(fā)學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)視角深化對(duì)自然現(xiàn)象的掌握和理解，感知和體驗(yàn)人們是怎樣利用大氣壓的，最終結(jié)合科學(xué)知識(shí)親身經(jīng)歷物理現(xiàn)象到本質(zhì)原理的思維過程。利用吸盤疏通下水道時(shí)，通過擠壓空氣使污物和吸盤間的氣壓變小，由于污物以下的管道與外界相連相通，外界大氣壓大于污物與吸盤間的氣壓時(shí)，吸盤緊壓下水道口內(nèi)外空氣無法流通，使污物以下大氣壓大于吸盤與污物間的氣壓，拽動(dòng)吸盤向上的壓力使管道與污物間形成空隙，讓學(xué)生在問題思考中明白，下水道的污物是在大氣壓的作用下解體，進(jìn)而使水流出，啟發(fā)學(xué)生經(jīng)過抽象概括，準(zhǔn)確理解其中的原理?！巴瑢W(xué)們，我們生活在大氣的底部，你知道嗎？大氣正在用強(qiáng)大的力壓在我們身上，你感覺到了嗎？你是否可以利用身邊的器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)空氣中真的存在大氣壓強(qiáng)？”教師在問題情境中引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際，應(yīng)用已掌握的科學(xué)知識(shí)，來分析解決相關(guān)問題，使學(xué)生在情境探究中逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)知識(shí)的深度理解。

教師在科學(xué)課程教學(xué)中，要立足于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)具有思考性、探索性的問題情境，啟發(fā)學(xué)生思維靈活性和創(chuàng)造性的多向發(fā)展，通過創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生思維規(guī)律的學(xué)習(xí)內(nèi)容，進(jìn)一步提升學(xué)生提出問題的思維能力，使學(xué)生在嘗試性、探究性的學(xué)習(xí)中，運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解釋問題，建構(gòu)科學(xué)觀念素養(yǎng)。

二、觀察質(zhì)疑探究，形成科學(xué)思維

科學(xué)思維素養(yǎng)是學(xué)生對(duì)科學(xué)事實(shí)、科學(xué)現(xiàn)象、科學(xué)過程內(nèi)在規(guī)律的概括反應(yīng)，教師在科學(xué)課程教學(xué)中，可通過實(shí)驗(yàn)演示，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行推理、猜想、假設(shè)、質(zhì)疑，打開學(xué)生的思維空間，使學(xué)生在抽象思維與形象思維的相互作用下，經(jīng)歷感性到理性的認(rèn)知過程，教師要成為課堂的組織者和指導(dǎo)者，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑、猜想、探索，啟發(fā)學(xué)生密切聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行思考，讓學(xué)生在問題類比、觀察、分析、論證的過程中，更好的理解科學(xué)知識(shí)，借助科學(xué)知識(shí)的邏輯推理，形成新穎、獨(dú)特、個(gè)性的創(chuàng)新論點(diǎn)。

例如，《大氣的壓強(qiáng)》教學(xué)過程中，教師可通過實(shí)驗(yàn)展示，激活學(xué)生的科學(xué)抽象與形象思維，讓學(xué)生結(jié)合科學(xué)原理和與核心概念，判斷推理解釋自然界中各種與大氣壓相關(guān)的現(xiàn)象。“下面我們一起來觀看兩個(gè)小魔術(shù)，請(qǐng)你們觀察分析，看一看大氣是否有壓強(qiáng)？”第一次實(shí)驗(yàn)，“先用釘子將裝滿水的瓶子扎洞，瓶蓋擰緊后，為什么水不會(huì)流出來？”通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，初步形成科學(xué)思維。第二次實(shí)驗(yàn)，“將硬紙片放置于瓶口，倒置過來后硬紙片會(huì)掉下，然后，將瓶?jī)?nèi)裝滿水再一次將紙片放置于瓶口，倒置過來后紙片沒有掉下”讓學(xué)生在思考中探究其中的原因?！把b滿水的瓶子蓋上紙片為什么沒有掉下來？”“是什么力托住了紙片？”讓學(xué)生在抽象思維和形象思維相互補(bǔ)充作用下，進(jìn)行類比、歸納、推理、分析，“實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，紙片受重力作用掉下”“然后，灌水排凈瓶?jī)?nèi)的空氣后，硬紙板在水的壓力和自身重力的作用下，反而沒有掉下，這個(gè)力來自哪里？”讓學(xué)生在觀察、思考、分析中理解，“是大氣壓強(qiáng)托住了硬紙板”從而了解大氣壓強(qiáng)的存在。

教師在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要真正把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身生活認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，對(duì)已知的知識(shí)信息展開抽象概括、質(zhì)疑分析，通過科學(xué)思維創(chuàng)新與邏輯推理，準(zhǔn)確抓住事物的關(guān)鍵要素，并提出個(gè)性化的新穎論點(diǎn)。

三、獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，發(fā)展科學(xué)探究

教師在核心素養(yǎng)理念下開展核心實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，讓學(xué)生在獨(dú)立實(shí)驗(yàn)中綜合運(yùn)用科學(xué)知識(shí)獲取信息、處理信息，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究親自操作中提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、實(shí)踐操作的能力，教師在組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究過程中，要求學(xué)生以小組合作的形式，各自獨(dú)立完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，同時(shí)教師適當(dāng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟示，引導(dǎo)學(xué)生通過不斷的改進(jìn)、交流、評(píng)價(jià)，逐步形成、具備科學(xué)探究意識(shí)，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案獲取證據(jù)的能力。

例如，《大氣的壓強(qiáng)》教學(xué)過程中，教師在實(shí)驗(yàn)演示完成后，啟發(fā)學(xué)生討論、思考、探究生活中的大氣壓強(qiáng)現(xiàn)象?！暗喂苤械囊后w為什么不會(huì)滴落？我們用瓶子喝水時(shí)，水是怎樣進(jìn)入口中的？護(hù)士打針，是怎樣用注射器吸取藥液的？活塞式抽水機(jī)是怎樣將水壓出來的？帶有掛鉤的吸盤為什么能牢牢地貼在瓷磚表面？”不同的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)、推理、實(shí)踐等過程進(jìn)一步理解大氣壓強(qiáng)的存在并能用準(zhǔn)確的語言解釋大氣壓現(xiàn)象?！按髿鈮簭?qiáng)究竟有多大呢？”“我們可以用什么樣的方法表示大氣壓強(qiáng)的大小呢？”進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，“你可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量大氣壓強(qiáng)嗎？”組織引導(dǎo)學(xué)生利用“針筒、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、吸盤、鉤碼等器材分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)粗測(cè)大氣壓的值”各學(xué)習(xí)小組獨(dú)立討論實(shí)驗(yàn)方案、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，教師適當(dāng)啟發(fā)學(xué)生思考討論測(cè)量原理，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和提示，最后各小組討論得出一致性的實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過不斷深入的科學(xué)探究，使學(xué)生明白測(cè)量原理P=F/S及粗略測(cè)量大氣壓的方法，加深對(duì)大氣壓強(qiáng)的理解和認(rèn)識(shí)。在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)結(jié)束后，教師向?qū)W生闡述托里拆利實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步豐富學(xué)生的科學(xué)思維視野，讓學(xué)生課外活動(dòng)中延伸拓展科學(xué)探究能力，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神。

教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生相互評(píng)價(jià)交流，提出創(chuàng)新觀點(diǎn)，讓學(xué)生之間共享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，勇于探究、學(xué)以致用、實(shí)踐創(chuàng)新，進(jìn)而使學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中，了解大氣壓的測(cè)量方法和技術(shù)，能通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解釋相關(guān)科學(xué)現(xiàn)象，提高科學(xué)探究能力。

四、課外回顧反思，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度

以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的科學(xué)教學(xué)，應(yīng)強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)和發(fā)展，讓學(xué)生能在把握科學(xué)本質(zhì)的基礎(chǔ)上，能進(jìn)一步理解科學(xué)技術(shù)與自然社會(huì)之間的關(guān)系，使學(xué)生逐步樹立正確的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任。教師可將課堂知識(shí)延伸至課外，為學(xué)生提供充足的自主探究空間和時(shí)間，使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中提出問題，通過觀察、分析、推理、質(zhì)疑、反思、評(píng)價(jià)中獲得證據(jù)，得出結(jié)論，并作出解釋，感受科學(xué)對(duì)現(xiàn)實(shí)自然生活的影響，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

例如，《大氣的壓強(qiáng)》教學(xué)過程中，教師為學(xué)生布置課外體驗(yàn)活動(dòng)，“同學(xué)們，課堂實(shí)驗(yàn)中測(cè)出大氣壓值不是很精確，你有辦法測(cè)得更精確嗎？”要求學(xué)生回顧課堂知識(shí)，并結(jié)合自己已掌握的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用空盒氣壓計(jì)？水銀氣壓計(jì)等材料，精準(zhǔn)測(cè)定大氣壓的值。通過課外拓展了解托里拆利實(shí)驗(yàn)旳原理、目的、器材、現(xiàn)象和結(jié)論，進(jìn)一步深刻理解大氣壓的特點(diǎn)，并能計(jì)算大氣壓的值，P₀=ρ_汞gh=13.6×10³kg/m³×9.8N/kg×0.76m=1.013×10⁵Pa。在課外活動(dòng)中，讓學(xué)生清晰的梳理思路，并促使學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象計(jì)算大氣壓強(qiáng)旳數(shù)值，將學(xué)生的思維引入現(xiàn)實(shí)社會(huì)應(yīng)用中，“為什么深礦井無法將水抽到地面上？”讓學(xué)生通過親身實(shí)驗(yàn)、測(cè)量、探究，運(yùn)用大氣壓知識(shí)解釋實(shí)際現(xiàn)象，知道原因得出結(jié)論，樹立嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

教師在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，組織學(xué)生進(jìn)行回顧、總結(jié)，評(píng)價(jià)、反思，使學(xué)生可以充分發(fā)揮創(chuàng)造性、邏輯性思維，基于實(shí)驗(yàn)中的證據(jù)和邏輯進(jìn)行反思，讓學(xué)生能及時(shí)改進(jìn)糾正思路，理解科學(xué)技術(shù)的本質(zhì)以及科學(xué)技術(shù)與自然社會(huì)間的關(guān)系，使學(xué)生在積極的思維活動(dòng)和探索中，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，具備熱愛社會(huì)、熱愛自然、保護(hù)環(huán)境的責(zé)任感。

總之，教師在初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要注重對(duì)學(xué)生探究意識(shí)和反思能力的引導(dǎo)培養(yǎng)，使學(xué)生在豐富多彩、自由民主的交流探討、分析思考中，能靈活運(yùn)用科學(xué)知識(shí)技能解決問題，不斷深化對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)知和學(xué)習(xí)。教師要在課堂中發(fā)揮學(xué)生的主體價(jià)值，營造活躍、輕松、積極、樂觀、向上的環(huán)境氛圍，同時(shí)密切聯(lián)系學(xué)生的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)和思維特點(diǎn)，設(shè)計(jì)具有探索性和創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生可以在猜測(cè)假設(shè)、抽象分析、推理論證的實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)中，相互交流、相互滲透、相互影響，共同提高實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)能力，加深對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解和掌握。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王首春.基于核心素養(yǎng)的初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略研究[J].新課程（中學(xué)），2019（08）：28-29.

[2]夏兆省.基于核心素養(yǎng)的初中科學(xué)微實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐與探索[J].教學(xué)月刊·中學(xué)版（教學(xué)參考），2019（Z2）：101-105.

[3]吳宇潔.匠心小細(xì)節(jié)? 匯聚大精彩——對(duì)基于核心素養(yǎng)的初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)教學(xué)的思考[J].中學(xué)教學(xué)參考，2019（11）：89-90.

[4]陳禮峰.基于“核心素養(yǎng)”的初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)教學(xué)的思考[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教師教育），2019（4）：101-102.

[5]韓志強(qiáng).讓科學(xué)探究真正發(fā)生——基于學(xué)科核心素養(yǎng)的初中物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)初探[J].中學(xué)物理，2018，36（22）：13-14.

[6]謝潔.初中生物的實(shí)驗(yàn)探究對(duì)培養(yǎng)科學(xué)核心素養(yǎng)的重要性[J].環(huán)球市場(chǎng)信息導(dǎo)報(bào)，2017（22）：78.

（作者單位：浙江省杭州市余杭區(qū)黃湖鎮(zhèn)中學(xué)）