應(yīng)用實(shí)驗(yàn)法培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)

裴佳煒

實(shí)驗(yàn)法由于采用精準(zhǔn)控制變量和實(shí)驗(yàn)條件環(huán)境等方式，具有較強(qiáng)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。在進(jìn)行科學(xué)教學(xué)的過程中應(yīng)用實(shí)驗(yàn)法，能夠讓學(xué)生在與實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)對(duì)象的直接接觸中，進(jìn)行科學(xué)知識(shí)的深度理解，從而培養(yǎng)其科學(xué)核心素養(yǎng)。

一、提供道具，指導(dǎo)觀察

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生開展科學(xué)探究的道具，指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行觀察。這種觀察不僅能培養(yǎng)學(xué)生敏銳的科學(xué)嗅覺，更能讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)深度理解科學(xué)知識(shí)點(diǎn)，從而促進(jìn)其科學(xué)核心素養(yǎng)提升。

如在《空氣占據(jù)空間嗎》一課的學(xué)習(xí)中，學(xué)生會(huì)學(xué)習(xí)到與空氣體積有關(guān)的知識(shí)。假如此時(shí)直接告訴學(xué)生，空氣雖然看不見，但是的確是占有一定體積的，這樣的方法既不形象直觀，也無法讓學(xué)生理解其中的原理，此時(shí)教師運(yùn)用實(shí)驗(yàn)法就可以很好地解決這個(gè)問題。教師首先在課前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)道具：一個(gè)水杯、一個(gè)小水缸、適量清水。在上課時(shí)，教師先將清水放入水缸中，然后問學(xué)生：“大家覺得水是占據(jù)空間的嗎？”學(xué)生做出肯定回答后，教師繼續(xù)問：“既然水是占據(jù)空間的，那么能與水產(chǎn)生擠壓碰撞、搶奪水的空間的，也一定是占據(jù)空間的對(duì)嗎？”此時(shí)，教師在學(xué)生的思考中開始實(shí)驗(yàn)：先在水面上撒部分泡沫小球，方便學(xué)生觀察水位刻度，然后將水杯豎直倒扣，慢慢壓入水中，此時(shí)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，在水中不斷有氣泡從杯中逸出，直至教師將水杯全部壓入水中，這時(shí)停止下壓，水與水杯處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)下。此時(shí)教師提問：“現(xiàn)在大家看到水杯中的漂浮泡沫，說明了什么？”學(xué)生就會(huì)回答：“說明杯子中有空氣?！苯處熇^續(xù)講述：“是的，杯子中有空氣，說明在這個(gè)杯子中，空氣在和水的對(duì)抗擠壓中并沒有消失，而是保持了一定體積，這就說明了空氣是占據(jù)空間的。”于是學(xué)生就通過教師提供的道具，在觀察中理解了這一科學(xué)原理。

通過實(shí)驗(yàn)道具，學(xué)生能夠以一種更加直觀的方式觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，有利于讓學(xué)生直接地發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律，促進(jìn)學(xué)生對(duì)某一模塊原理、知識(shí)的深度理解，這有效培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)，培養(yǎng)了學(xué)生敏銳的觀察力。

二、分析數(shù)據(jù)，聚合思維

在實(shí)驗(yàn)中，教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，在對(duì)數(shù)據(jù)的分析中發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律，學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，這種分析在較多的數(shù)據(jù)中尋找線索，發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)，有助于培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)觀點(diǎn)、梳理關(guān)聯(lián)的聚合思維。

如在《熱空氣和冷空氣》一課的教學(xué)中，學(xué)生要學(xué)習(xí)到冷空氣、熱空氣的基本性質(zhì)，此時(shí)教師就可以在實(shí)驗(yàn)過程中記錄數(shù)據(jù)，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。教師課前先準(zhǔn)備幾只孔明燈和一只打火機(jī)，并準(zhǔn)備滅火器。在課堂上，教師首先問學(xué)生：“受溫度影響的較熱的空氣和較冷的空氣，兩者之間在性質(zhì)上有什么區(qū)別嗎？我們下面做一個(gè)實(shí)驗(yàn)看一下?！苯處熅蛯⑵渲幸粋€(gè)孔明燈拿出，將底部的點(diǎn)火裝置摘下，用打火機(jī)在孔明燈底部點(diǎn)燃火焰，此時(shí)孔明燈因底部的空氣受熱就會(huì)上升，并帶動(dòng)孔明燈上升。教師問學(xué)生：“是什么讓孔明燈上升了呢？”演示完基本現(xiàn)象后，教師用打火機(jī)在孔明燈下分別以不同時(shí)間燃燒，分別控制時(shí)間為2s、5s、10s、20s，然后讓學(xué)生觀察孔明燈上升的高度。大家此時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在不同的時(shí)間數(shù)據(jù)下，孔明燈的高度一開始會(huì)不斷提升，但到達(dá)一定高度后就不再變化，教師此時(shí)就向?qū)W生講述：“推動(dòng)孔明燈上升的不是火焰，而是火焰加熱的空氣，這些熱空氣會(huì)上升帶動(dòng)孔明燈運(yùn)動(dòng)，但在一定高度后又冷卻，孔明燈就下降了?！贝藭r(shí)學(xué)生就明白了冷空氣下沉、熱空氣上升的原理。

通過對(duì)這種不同數(shù)據(jù)下實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，能夠?qū)⒖刂谱兞康膶?shí)驗(yàn)基礎(chǔ)思想傳遞給學(xué)生，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的思維，并將實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象聚合為規(guī)律進(jìn)行深度理解，促進(jìn)其科學(xué)核心素養(yǎng)的提升。

三、對(duì)比探究，發(fā)現(xiàn)規(guī)律

對(duì)比探究也是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的常用方法。通過對(duì)比探究，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的區(qū)別，從而在教師的引導(dǎo)下將思考方向與課本內(nèi)容相連接，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中存在的規(guī)律，促進(jìn)科學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)。

如在《水能溶解多少物質(zhì)》一課的教學(xué)中，學(xué)生要學(xué)習(xí)到水的溶解特性，教師此時(shí)就可以在實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，讓學(xué)生在對(duì)比中發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律。教師先在課前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材：一個(gè)食品秤、幾個(gè)量杯、適量清水以及鹽、糖、味精、雞精等調(diào)味料各一袋。教師首先在課堂上問同學(xué)：“我們?cè)谄匠３床藭r(shí)，把鹽、糖等調(diào)味料放進(jìn)鍋中，會(huì)發(fā)現(xiàn)這些調(diào)料不見了，這是發(fā)生了什么現(xiàn)象？”學(xué)生回答：“溶解?！贝藭r(shí)教師繼續(xù)提問：“那么不同物質(zhì)在水中的溶解度相同嗎？我們來做個(gè)實(shí)驗(yàn)看一下?！苯處熌贸鰩讉€(gè)量杯，在杯中加入來源相同的等量清水，然后分別將鹽、糖、味精、雞精各稱2g，分別加入每個(gè)量杯中，持續(xù)攪拌，此時(shí)發(fā)現(xiàn)有的調(diào)味品已經(jīng)完全溶解，有的調(diào)味品未全部溶解，這樣學(xué)生就發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)溶解的規(guī)律——不同物質(zhì)在水中的溶解度是不同的。

通過這樣的對(duì)比探究，學(xué)生學(xué)會(huì)了如何透過現(xiàn)象看知識(shí)本質(zhì)，如何從實(shí)驗(yàn)入手控制變量驗(yàn)證自己的猜想，從而發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律，有效提升科學(xué)素養(yǎng)。