以核心素養(yǎng)為導向的初中科學實驗教學探討

鄭曉偉

(浙江省玉環(huán)市清港中學 317600)

新課程改革對初中科學實驗教學提出了更好的要求：初中科學實驗教學在形式和內(nèi)容都應(yīng)有所改變和創(chuàng)新，應(yīng)注重引導學生關(guān)注生活，培養(yǎng)學生的探索能力和對知識的應(yīng)用能力，應(yīng)注重培養(yǎng)學生科學精神與人文精神，這與“核心素養(yǎng)”的內(nèi)容和實質(zhì)是不謀而合的.

一、核心素養(yǎng)的概念和內(nèi)涵

核心素養(yǎng)不是單純的指學生掌握知識的多少，而是學生的知識、技能、情感、態(tài)度、能力、價值觀等多方面的綜合素養(yǎng)的體現(xiàn).“核心素養(yǎng)”是對“素質(zhì)教育”的深化和具體化，具有更強的指導性和可操作性.

2016年，在中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果發(fā)布會上，公布了我國學生核心素養(yǎng)發(fā)展的具體內(nèi)容，主要包括“文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會參與”3個方面，具體表現(xiàn)為“人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創(chuàng)新”等六大素養(yǎng).

具體到初中科學教學中，筆者認為對于學生的科學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)應(yīng)包含以下幾個方面：培養(yǎng)學生的科學精神、思維嚴謹性和實踐能力、探究能力和創(chuàng)新能力、人文精神和社會責任感.

二、初中科學實驗教學現(xiàn)狀及存在的問題

1. 實驗教學重于演示，忽視學生的自主探索

在傳統(tǒng)的初中科學實驗教學中，實驗教學主要是教師首先進行演示，然后由學生對教師整個的演示過程進行模仿，學生在這個過程中，失去了獨立思考和鍛煉的機會，這樣就失去了實驗教學的真正意義.

2. 在實驗教學中，缺乏對細節(jié)的指導

實驗是科學探究的基本手段和方法，同時也是一個鍛煉學生細心、耐心、恒心的一個很好的舞臺.眾多的科學發(fā)現(xiàn)，都離不開科學家對細節(jié)的發(fā)現(xiàn)和不斷探求根源的恒心.而在傳統(tǒng)的初中科學實驗教學中，教學過于程式化，更注重于形式，“提出問題、進行猜想與假設(shè)、制訂計劃與設(shè)計實驗、回去事實與證據(jù)、檢驗與評價、合作與交流”幾個環(huán)節(jié)，而對于實驗過程中需要面臨的具體問題，缺乏有效的指導.

3. 實驗教學的模式忽視了對學生個體探索能力的培養(yǎng)

新課程標準倡導在教學中培養(yǎng)學生與他人合作的能力，在實際的教學中，“小組合作學習模式”成為了一種非常普遍的教學模式，在初中科學的實驗教學中更是如此.“合作學習”是為了方便學生之間交換不同的看法，碰撞出思維的火花，增強學生對某一問題的認知角度，增進認知的深度.這種學習模式，只在有必要的時候使用，如果在學生實驗的過程中，遇到的問題比較相似或需要進行獨立的思考時，就沒有必要采用這一學習模式.否則，會使學生喪失獨立思考的能力.

4. 初中科學實驗教學中缺乏對學生科學精神與責任感的培養(yǎng)

中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果發(fā)布會確定的學生學科核心素養(yǎng)，包含“人文底蘊”、“科學精神”、“責任擔當”等幾個方面，但是，在目前的初中科學實驗教學中，并沒有體現(xiàn)對學生人文精神的培養(yǎng)，沒有引導學生對人與自然、環(huán)境之間關(guān)系進行更加深入的思考.

三、以核心素養(yǎng)為導向的初中科學實驗教學探討

1. 建立三維的教學目標，培養(yǎng)學生的科學精神

科學精神是人類在長期的科學探索過程中，凝結(jié)成的智慧，是人類科學文化的重要財富，包括科學情感、態(tài)度和價值觀等方面，同時，也是學生必備的學科核心素養(yǎng)之一.具體來說，在初中科學實驗教學中，僅僅向?qū)W生傳授實驗的相關(guān)知識還是不夠的，而是應(yīng)當建立立體的、全面的教學目標，注重對學生多方位能力和素質(zhì)的培養(yǎng).

“三維教學目標”是新課程背景下一個教學研究的熱點問題，“三維教學目標”不是指三個相互獨立的目標，而是指同一目標的三個層次.主要包含“知識與技能目標”、“過程與方法目標”、“情感、態(tài)度和價值觀”目標三個層面.在初中科學實驗教學中，應(yīng)當圍繞教材內(nèi)容，制定“三維教學目標”，培養(yǎng)學生的情感、態(tài)度和價值觀.

例如，在學習七年級下冊“對環(huán)境的感覺”這一部分的內(nèi)容時，可以制定以下三個層次的教學目標：(1)知識與技能目標：讓學生通過身體的實際感觸去了解人體具有的觸覺、熱覺、冷覺、痛覺等各種感覺；(2)過程與方法目標：針對嗅覺這樣一種感官類型，設(shè)計實驗，讓學生了解人體的鼻具有嗅覺的功能，同時讓學生通過實驗探究人體的嗅覺形成的過程.(3)情感、態(tài)度和價值觀目標：通過實驗的探索讓學生對人體的器官產(chǎn)生濃厚的興趣，并了解現(xiàn)代科技中哪些發(fā)明創(chuàng)造是利用了人類的感覺，又是怎樣造福人類的.

通過以上三個層面的教學目標制定，初中科學的實驗教學就會變得“有前有后”、“有因有果”，有“理性”的思考，也有“情感”的升華，延展性更強，綜合性更強，更能夠體現(xiàn)對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng).

2. 注重實驗教學的細節(jié)，培養(yǎng)學生的思維嚴謹性和實踐能力

在科學實驗教學中，既要培養(yǎng)學生基本的科學精神，同時還要幫助學生掌握基本的實驗方法，這些是學生能夠?qū)嶒為_展下去的基本能力.在科學實驗的過程中，有需要非?？简瀸W生“基本功”的內(nèi)容，進行觀察、讀取數(shù)據(jù)、使用儀器、收集信息(上網(wǎng)查閱)、數(shù)據(jù)測量、數(shù)據(jù)處理、設(shè)計變量和參照等都是實驗的基本步驟，也是提高學生科學核心素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié).在實驗教學中，應(yīng)注意把握這樣的“細節(jié)”，“細節(jié)決定成敗”，在科學研究中，很可能“真理”就藏在“細節(jié)”之中.

例如，七年級上“溫度的測量”、“時間的測量”、“質(zhì)量的測量”這幾個部分的內(nèi)容，都是進行科學實驗非?；A(chǔ)的內(nèi)容，在實驗教學中，應(yīng)夯實這一部分的知識，并注重這些基本知識在完整的實驗中的應(yīng)用.如，在進行探究“物理對物體運動的影響”這一實驗中，需要讓小車每次從斜面頂端由靜止滑下，然后改變水平面的粗糙程度，測量小車在水平面上滑行的距離(每次測量時都觀察小車右端所對刻度線的位置)，并將結(jié)果記錄在表格中.接觸面可以采用毛巾、棉布、木板等物品.這一實驗中，學生對“小車開始運動的時間”和“小車到達終點的時間”的記錄的準確性是非常重要的，這將在很大程度上影響實驗的結(jié)論.學生可以對實驗的設(shè)備進行選擇，比如利用更加精確的計時器，或者通過調(diào)整觀測的位置，增加實驗的次數(shù)等，來提高實驗的準確性，這一過程，既是提高學生思維嚴謹性的過程，也是提高學生科學實踐能力的過程.

3. 拓展實驗的發(fā)揮空間，培養(yǎng)學生的探究能力和創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的科學實驗教學中，學生的思維和操作都是在已經(jīng)預設(shè)好的框架下進行，教師提前對實驗的內(nèi)容和過程進行了精密的設(shè)計，目的是保證實驗的過程完全按照計劃進行，不出一點差錯.但是這樣的教學方式，并不利于對學生探索能力和在實驗中的動手操作能力的培養(yǎng).事實上，科學發(fā)現(xiàn)都是在一步步的摸索中進行的，之中充滿了的失敗和曲折，根本不像教學實驗中演示的那樣順利，因此，要想使學生對科學實驗和科學精神有一個正確的認識，就應(yīng)當遵循科學發(fā)展的客觀規(guī)律，在科學實驗教學中，允許有“差錯”和“問題”產(chǎn)生，科學實驗教學最重要的不是讓學生完整無錯的完成實驗，而是使學生具有在實驗過程中，發(fā)現(xiàn)問題并尋找方法，具有批判性的思維，獲得解決問題的能力.

例如，在學習八年級下的“光合作用”的實驗時，探索“光合作用”是否需CO2，課本中的原實驗步驟是：將一株植物進行暗處理，并提供了NaOH 能夠吸收CO2的背景知識，并要求學生自己設(shè)計方案證明.這樣的實驗具有一定的開放性，在教學中，教師應(yīng)重視這一類的實驗，并應(yīng)根據(jù)教材的內(nèi)容，“順水推舟”，積極的引導學生進行觀察、思考，比如，將學生分成學習小組，共同討論實驗需要的具體器材，具體步驟，以及對照試驗的安排，使學生能夠在小組活動內(nèi)集思廣益，充分的表達自己的意見，與他人碰撞出思維的火花，給學生“試錯”以及親自動手操作進行實驗驗證的機會，在關(guān)鍵的環(huán)節(jié)對學生進行點撥和指導，而不應(yīng)當對這樣的發(fā)散性實驗一語帶過，或者僅僅讓學生通過抽象的思考來想想實驗的過程，只注重一些有固定內(nèi)容的實驗，這樣，科學實驗教學就不再是一個封閉的過程，而是更加具有開放性、發(fā)散性和不確定性，使實驗教學更加優(yōu)質(zhì)、高效，更有利于培養(yǎng)學生動手操作的能力，與人溝通交流的能力以及探索能力，這些都是學生應(yīng)具備的學科核心素養(yǎng).

4. 結(jié)合生活實際，培養(yǎng)學生的人文精神和社會責任感

“科學”與“人文”是人類社會發(fā)展的兩大主題，這兩個方面相互影響、相互促進，同時也能夠相互制約.在科學研究中，如果忽視了人文精神的引導，科學的發(fā)展將失去正確的方向，對人類的生存環(huán)境和倫理系統(tǒng)的發(fā)展帶來巨大的影響.因此，在科學教學中，應(yīng)結(jié)合生活實際，引導學生關(guān)注生活，注重對學生人文精神和社會責任感的培養(yǎng)，提高學生的對科學的認知和判斷能力.

例如，在進行九年級下冊“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”這一部分的實驗內(nèi)容時，可以引導學生先進行網(wǎng)上資料的收集，并以“基因工程對人類的發(fā)展的利與弊”為題，先撰寫一篇小型議論文，討論科技發(fā)展對人類社會的影響，可以包括“轉(zhuǎn)基因食品”、“利用克隆技術(shù)培養(yǎng)人體器官”、“利用基因檢測診斷疾病”等內(nèi)容，讓學生思考科學發(fā)展與人類社會發(fā)展之間的辯證關(guān)系，培養(yǎng)學生的人文精神和社會責任感，并樹立正確的科學觀和發(fā)展觀，認識到科學發(fā)展應(yīng)“有所為，有所不為”，這也是初中科學教學義不容辭的教學任務(wù).

四、總結(jié)展望

初中科學實驗教學是科學教學的“重中之重”，也是提高學生學科核心素養(yǎng)的重要教學陣地.在初中科學實驗教學中，教師在深入解讀學科“核心素養(yǎng)”內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，建立“三維教學目標”，注重教學細節(jié)，拓展教學空間，結(jié)合生活實際，努力提高學生的“核心素養(yǎng)”，提高初中科學實驗教學的質(zhì)量，推動初中科學教學的發(fā)展.