基于核心素養(yǎng)的初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略研究

王首春

摘 要：初中科學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的綜合性課程，在素質(zhì)教育理念指導(dǎo)下，初中科學(xué)教學(xué)要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的實(shí)踐路徑。分析了初中科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，以及初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，提出了基于核心素養(yǎng)的初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，以期對(duì)推進(jìn)科學(xué)教學(xué)改革有所幫助。

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)課程是研究自然界物質(zhì)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的一門(mén)課程。隨著學(xué)科核心素養(yǎng)的提出，初中科學(xué)課程要結(jié)合課程改革情況、課程教學(xué)目標(biāo)以及素質(zhì)教育的要求，將科學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)定位于科學(xué)觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度。為此，在初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有必要基于核心素養(yǎng)制訂和實(shí)施科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展。

一、初中科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)涵

初中科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)具體包括：其一，科學(xué)觀念。這是學(xué)生需要具備的一種能力，具備該能力的學(xué)生，在學(xué)習(xí)科學(xué)時(shí)，能夠運(yùn)用科學(xué)觀念對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行解釋，并且還能在掌握科學(xué)原理及規(guī)律的基礎(chǔ)上，利用科學(xué)觀念解決實(shí)際問(wèn)題。其二，科學(xué)思維。這是一種較為特殊的思維方式，具體是指學(xué)生以現(xiàn)有的知識(shí)作為基礎(chǔ)，對(duì)科學(xué)事物的本質(zhì)屬性、規(guī)律等進(jìn)行思考的能力。其三，科學(xué)探究。所謂的探究是指探討和研究，可將之歸入評(píng)價(jià)與反思能力的范疇，具備該能力的學(xué)生，可在科學(xué)問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，進(jìn)行大膽猜想和假設(shè)，并通過(guò)相關(guān)信息的獲取，結(jié)合證據(jù)得出結(jié)論。其四，科學(xué)態(tài)度。態(tài)度是一種心理傾向，具備科學(xué)態(tài)度的學(xué)生，會(huì)始終保持對(duì)自然現(xiàn)象的好奇心，樂(lè)于觀察和思考，喜愛(ài)探索和實(shí)踐。在初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)對(duì)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，可以使學(xué)生的綜合能力得到進(jìn)一步提升，從而使他們能夠適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。

二、初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

在初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，普遍存在著實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不佳、學(xué)生主體性缺失的現(xiàn)象，未能將素質(zhì)教育理念落實(shí)到位。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂以教師為主體，由教師安排實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，指導(dǎo)學(xué)生按部就班地完成實(shí)驗(yàn)操作步驟，忽視了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的主體性和創(chuàng)造性，易使學(xué)生降低學(xué)習(xí)興趣。二是初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)受應(yīng)試教育思想的影響，將實(shí)驗(yàn)活動(dòng)定位于傳授科學(xué)知識(shí)與技能，而忽視了學(xué)生情感態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)，使得學(xué)生只是將科學(xué)實(shí)驗(yàn)作為檢驗(yàn)科學(xué)知識(shí)的途徑，而沒(méi)有作為提升自身學(xué)習(xí)能力和綜合科學(xué)素養(yǎng)的途徑。三是初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)以演示實(shí)驗(yàn)為主，教師利用多媒體教學(xué)設(shè)備播放實(shí)驗(yàn)過(guò)程，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)科學(xué)規(guī)律。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式不利于學(xué)生科學(xué)探究和科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，沒(méi)有為學(xué)生提供充足的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)，使得學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的認(rèn)知停留在表面，難以自主完成對(duì)科學(xué)知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程。

三、基于核心素養(yǎng)的初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

（一）基于科學(xué)觀念培養(yǎng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可通過(guò)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，建立起科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與學(xué)生生活之間的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生從情境中理解科學(xué)概念，并能夠?qū)⒖茖W(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題的解決中去，進(jìn)而形成科學(xué)觀念，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力。如，在教學(xué)“大氣的壓強(qiáng)”內(nèi)容時(shí)，教師可帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比的方法，對(duì)大氣壓強(qiáng)進(jìn)行探究。在課前，先讓學(xué)生準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器具，包括水、硬紙板以及玻璃杯。在課堂上，教師可讓學(xué)生將玻璃杯內(nèi)裝滿水，并將硬紙板蓋在杯口上，然后將杯子翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)。此時(shí)，學(xué)生預(yù)想的硬紙板掉落、水從杯子中流出的情況并沒(méi)有出現(xiàn)，學(xué)生對(duì)這個(gè)結(jié)果感到非常好奇，此時(shí)教師可順勢(shì)引出大氣壓強(qiáng)的內(nèi)容。采用這種教學(xué)方法，可以達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的，能促使學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)進(jìn)行探索。而學(xué)生在親身體驗(yàn)中，了解到了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而更好地理解了大氣壓強(qiáng)的存在及其產(chǎn)生的原因，學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解也隨之加深，有助于培養(yǎng)他們的科學(xué)觀念。又如，在教學(xué)“細(xì)胞”內(nèi)容時(shí)，教師可結(jié)合教材開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)觀察。為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀念，教師可讓學(xué)生自行選取一些事物，如樹(shù)葉、石子、課本等，并讓學(xué)生使用高倍顯微鏡對(duì)這些事物進(jìn)行觀察，隨后讓他們就觀察過(guò)程進(jìn)行討論，據(jù)此對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。這種教學(xué)方式，不但能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，而且還能使學(xué)生主動(dòng)參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，在發(fā)揮他們主觀能動(dòng)性的同時(shí)，達(dá)到培養(yǎng)科學(xué)觀念的目的。

（二）基于科學(xué)思維培養(yǎng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)設(shè)計(jì)安排探索性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探索的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)和總結(jié)科學(xué)規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的深度思考，將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行內(nèi)化，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，促使學(xué)生的核心素養(yǎng)得到發(fā)展。如，在教學(xué)“金屬的活動(dòng)性順序”內(nèi)容時(shí)，教師可以先讓學(xué)生進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：銅與稀硫酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)、鋅與稀硫酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，由這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可知，銅并不會(huì)與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，而鋅與稀硫酸反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生氫氣。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生了解到不同的金屬在化學(xué)反應(yīng)中的活潑程度有所差別。為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，教師可繼續(xù)讓學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行鐵與鹽酸和銅與鹽酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，以及鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，并要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中找出金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱的順序。學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，發(fā)現(xiàn)鐵與鹽酸進(jìn)行反應(yīng)之后會(huì)產(chǎn)生氫氣，而且可以從硫酸銅溶液當(dāng)中置換出銅，由此可以判斷出鐵的活動(dòng)性要強(qiáng)于銅。此時(shí)教師可向?qū)W生提出如下問(wèn)題：通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，可否得出證明金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的方法，當(dāng)問(wèn)題提出后，給學(xué)生預(yù)留出一定的思考時(shí)間，使他們能夠從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論中對(duì)科學(xué)規(guī)律進(jìn)行推理和歸納。經(jīng)過(guò)思考后，學(xué)生給出兩種方法，一種方法是將金屬置于其他金屬的鹽溶液中進(jìn)行反應(yīng)，看可否置換出其他金屬;另一種方法是讓金屬與酸進(jìn)行反應(yīng)，按是否能夠生成氫氣以及反應(yīng)過(guò)程的劇烈程度對(duì)金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱進(jìn)行判斷。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師讓學(xué)生親自動(dòng)手對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出科學(xué)結(jié)論，可使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中始終保持積極的思考狀態(tài)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

（三）基于科學(xué)探究培養(yǎng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要組織學(xué)生開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性作用，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)研究中自主建構(gòu)知識(shí)體系，扎實(shí)掌握理論知識(shí)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。如，在教學(xué)“歐姆定律”時(shí)，雖然這是一個(gè)相對(duì)比較簡(jiǎn)單的公式，但由于其本身具有抽象性的特點(diǎn)，如果教師僅憑講解的方法，很難在短時(shí)間內(nèi)將該定律的推理過(guò)程及依據(jù)講述清楚，不利于學(xué)生理解。對(duì)此，教師可以運(yùn)用探索性實(shí)驗(yàn)開(kāi)展教學(xué)，借此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，教師可先向?qū)W生簡(jiǎn)要介紹實(shí)驗(yàn)中需要用到的器具及具體的使用方法，如電源、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、電流及電壓表、滑動(dòng)變阻器等。當(dāng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)器具及使用方法基本了解和掌握之后，教師可讓學(xué)生自己動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，并讓他們對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行如實(shí)記錄。當(dāng)電路接通之后，使電阻保持不變，對(duì)滑動(dòng)變阻器的電壓進(jìn)行改變，在此基礎(chǔ)上對(duì)經(jīng)過(guò)變阻器的電流進(jìn)行測(cè)量并記錄。在保持電壓不變的情況下，改變滑動(dòng)變阻器的電阻，對(duì)通過(guò)的電流進(jìn)行測(cè)量和記錄。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析電阻不變時(shí)電流與電壓的關(guān)系，以及電壓不變時(shí)電流與電阻的關(guān)系，并讓學(xué)生嘗試自行對(duì)歐姆定律的公式進(jìn)行推導(dǎo)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果的總結(jié)，學(xué)生正確給出歐姆定律的公式，即當(dāng)電阻不變時(shí)電流與電壓之間成正比;電壓不變時(shí)電流與電阻成反比。在探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生成為課堂的主體，不但提高了教學(xué)效率，而且還達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的目的。

（四）基于科學(xué)態(tài)度培養(yǎng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要將科學(xué)態(tài)度培養(yǎng)貫穿于課程教學(xué)始終，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，對(duì)科學(xué)形成正確觀念，增強(qiáng)運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解釋現(xiàn)象、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，從而培養(yǎng)學(xué)生追求真理、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。如，在教學(xué)“地球表面的板塊”時(shí)，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，教師可結(jié)合課程內(nèi)容，采用分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)策略，為學(xué)習(xí)小組發(fā)布試驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生以小組合作的方式模擬地球板塊的移動(dòng)過(guò)程。為確保實(shí)驗(yàn)的有序進(jìn)行，教師可先對(duì)有關(guān)的知識(shí)進(jìn)行講解，然后要求各小組在課下搜集資料，為實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。在課堂上，教師可以讓各個(gè)小組對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行展示，說(shuō)明研究成果。隨后讓各小組之間進(jìn)行討論，預(yù)測(cè)板塊的移動(dòng)情況，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行深入的探索，從而達(dá)到培養(yǎng)他們良好科學(xué)態(tài)度的目的。又如，在教學(xué)“地球與宇宙”時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生對(duì)宇宙中的太陽(yáng)系進(jìn)行模擬，以此來(lái)激發(fā)學(xué)生探究科學(xué)知識(shí)的欲望，從而使其產(chǎn)生對(duì)科學(xué)的傾向性，進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度的目的。教師可組織學(xué)生建立包括太陽(yáng)、地球和月球三大星系在內(nèi)的模型，按照公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)的規(guī)律，開(kāi)展模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)地球繞日的過(guò)程展示，加深學(xué)生對(duì)宇宙星系運(yùn)行軌跡的理解。同時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生對(duì)日全食和月全食的現(xiàn)象進(jìn)行模擬，使較為抽象的知識(shí)直觀化、形象化，在提高教學(xué)效率和質(zhì)量的基礎(chǔ)上，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度的目的。

總而言之，初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要全面落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)，將科學(xué)觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度培養(yǎng)滲透到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，結(jié)合科學(xué)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)安排探究性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)和開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，不斷提高科學(xué)教學(xué)的整體效果，積極推進(jìn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，促使學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)得到全面發(fā)展。

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編輯 李燁艷