基于核心素養(yǎng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略探析

江蘇徐州市銅山區(qū)劉集實(shí)驗(yàn)小學(xué)（221147） 李 鳳

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)教學(xué)的重要組成部分。在小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生對(duì)互動(dòng)性、趣味性、探索性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)比較感興趣?；诖耍處熞罁?jù)基本學(xué)情進(jìn)行指向明確的教學(xué)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在輕松、愉悅的學(xué)習(xí)情境中完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，促進(jìn)科學(xué)教學(xué)從理論向?qū)嵺`過渡。教師要合理整合教學(xué)資源，篩選適合的內(nèi)容開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)，降低科學(xué)學(xué)習(xí)難度，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中深入思考、自主探索，從而有效提升科學(xué)教學(xué)效果，順利完成教學(xué)目標(biāo)。

一、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，滲透培養(yǎng)內(nèi)容

在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，教師應(yīng)梳理教材內(nèi)容，明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的趣味點(diǎn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性。教師適時(shí)展示實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)、難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)，讓學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)的意義，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識(shí)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。教師明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)流程，使學(xué)生有方向、有目的地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能夠加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，提升科學(xué)教學(xué)的成效。

下面以教科版科學(xué)教材三年級(jí)上冊(cè)《水到哪里去了》的教學(xué)為例進(jìn)行說明。教師圍繞教學(xué)內(nèi)容，嘗試從多個(gè)角度解釋生活中的科學(xué)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到水對(duì)人們生活的重要性。首先，教師在課前讓學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)備兩個(gè)相同的透明水杯，向兩個(gè)杯中加入等量的水，并在杯壁上標(biāo)記起始水位；其中一個(gè)杯子蓋上蓋子，另一個(gè)杯子不蓋蓋子；把兩個(gè)杯子同時(shí)放在通風(fēng)、向陽的位置，觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。經(jīng)過一段時(shí)間后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩杯水發(fā)生了不同的變化——不蓋蓋子的水杯中的水明顯少于蓋了蓋子的水杯中的水，而且蓋了蓋子的杯子杯壁上有水滴。其次，在課堂上，教師讓學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，并提問：“在生活中還有哪些水消失的現(xiàn)象？”學(xué)生舉手回答。有的學(xué)生說：“在陽光下晾衣服，一天就能晾干，衣服里的水消失了?！庇械膶W(xué)生說：“天熱時(shí)，我家門前的小河就干涸了，河水消失了。”最后，教師利用追問的方法不斷引導(dǎo)學(xué)生觸碰知識(shí)內(nèi)核：“那你知道水去了哪里嗎？”這樣，通過一系列的問題，引發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行自主思考，從而強(qiáng)化學(xué)生的自主意識(shí)，提高學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。

教師明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生秉承嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的科學(xué)態(tài)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索，樹立正確的科學(xué)實(shí)驗(yàn)觀，能夠深化學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的認(rèn)知，提高學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)，為學(xué)生的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

二、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，啟動(dòng)培養(yǎng)計(jì)劃

教師要優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以小組合作的學(xué)習(xí)模式展開教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和動(dòng)手能力。在劃分小組時(shí)，教師要考慮學(xué)生之間的差異，依據(jù)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知水平、理解能力等，以同組異質(zhì)的原則分組，同時(shí)明確組內(nèi)分工，讓全體學(xué)生都能參與學(xué)習(xí)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生通過互幫互助的形式完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

下面以教科版科學(xué)教材三年級(jí)上冊(cè)《水沸騰了》的教學(xué)為例進(jìn)行說明。在進(jìn)行本課的主題實(shí)驗(yàn)之前，首先，教師指導(dǎo)學(xué)生明確自己的分工，有的學(xué)生負(fù)責(zé)點(diǎn)酒精燈、燒水，有的學(xué)生負(fù)責(zé)記錄實(shí)驗(yàn)，有的學(xué)生負(fù)責(zé)觀察溫度計(jì)。由于加熱后的燒杯、三腳架溫度較高，存在一定危險(xiǎn)，教師應(yīng)提前說明注意事項(xiàng)。其次，當(dāng)溫度計(jì)的液柱不再變化時(shí)，教師讓學(xué)生分別從俯視、仰視、平視這三個(gè)角度觀察溫度計(jì)的刻度，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同角度的讀數(shù)差別，從而學(xué)會(huì)正確讀取刻度。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自由交流，討論觀察到的現(xiàn)象。有的學(xué)生說：“水在加熱的過程中，溫度計(jì)的液柱不斷上升；水沸騰后，溫度計(jì)的液柱就停下了?！庇械膶W(xué)生說：“水在加熱時(shí)，杯底有氣泡產(chǎn)生，這些氣泡不斷上升并且變大，升到水面時(shí)破裂了，水面產(chǎn)生熱氣。”

學(xué)生通過小組合作完成實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，形成了樂于合作的學(xué)習(xí)態(tài)度；學(xué)生在小組內(nèi)與其他成員互相交流，增強(qiáng)了自己的表達(dá)能力；學(xué)生共同觀察水加熱到沸騰的過程，以圖文、數(shù)據(jù)等形式記錄實(shí)驗(yàn)，提升了總結(jié)歸納能力，形成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

三、強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)，提升培養(yǎng)效率

教師強(qiáng)化對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)，凸顯學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師要深入分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生準(zhǔn)確掌握實(shí)驗(yàn)方法，順利進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從而加深對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，完成科學(xué)知識(shí)內(nèi)化，獲得良好的實(shí)踐體驗(yàn)。

小學(xué)生對(duì)周圍事物有強(qiáng)烈的好奇心和探索欲，但由于認(rèn)知水平有限，他們只具備初步的觀察能力，缺乏基本的科學(xué)思維。例如，大多數(shù)學(xué)生對(duì)冰這一事物存在較為模糊的感性印象，只知道天冷水就會(huì)結(jié)冰，天熱冰就會(huì)變成水，卻沒有深入探究其中的科學(xué)原理。在教學(xué)教科版科學(xué)教材三年級(jí)上冊(cè)《冰融化了》時(shí)，首先，教師讓學(xué)生進(jìn)行回憶，討論水結(jié)冰的原因是什么，再順勢(shì)引入問題：“如果加熱，冰會(huì)出現(xiàn)什么變化呢？”其次，教師給學(xué)生分發(fā)冰塊和吸管，要求學(xué)生開動(dòng)腦筋，利用工具使冰融化。學(xué)生熱情高漲，紛紛用吸管對(duì)冰塊吹熱氣。經(jīng)過一段時(shí)間，學(xué)生發(fā)現(xiàn)冰塊被吹熱氣的一面融化得更快，從而得出加熱可以加快冰塊融化的速度這一結(jié)論。最后，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生利用結(jié)冰的試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察冰的融化過程，對(duì)比冰融化前后的刻度變化。學(xué)生由此發(fā)現(xiàn)冰融化成水后體積會(huì)減小，從而初步理解熱量與水的狀態(tài)變化之間的關(guān)系。

教師利用學(xué)生熟知的教學(xué)材料引入實(shí)驗(yàn)，成功激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使實(shí)驗(yàn)順利完成，有效提升了課堂教學(xué)效率。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師強(qiáng)化引導(dǎo)，使學(xué)生保持認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，展開細(xì)致觀察。這樣，學(xué)生獲得更多的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)成了良好的觀察習(xí)慣。

四、突出實(shí)驗(yàn)主體，培養(yǎng)思考能力

小學(xué)生的生活閱歷欠缺，科學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)不足。因此，教師在制訂教學(xué)方案時(shí)，應(yīng)立足學(xué)生的知識(shí)掌握情況，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)科學(xué)、合理的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，突出實(shí)驗(yàn)主題，確保教學(xué)方式符合學(xué)生的實(shí)際情況。在教學(xué)過程中，教師要把控科學(xué)實(shí)驗(yàn)的節(jié)奏，為學(xué)生留出足夠的思考時(shí)間，幫助學(xué)生內(nèi)化科學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的思考能力。

學(xué)生是實(shí)驗(yàn)的主體，教師要為學(xué)生創(chuàng)造自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。例如，教學(xué)教科版科學(xué)教材三年級(jí)上冊(cè)《感受空氣》時(shí)，教師要求學(xué)生在課前收集能體現(xiàn)空氣存在的實(shí)驗(yàn)材料，如塑料袋、氣球、哨子、打氣筒、扇子、一瓶水、托盤等。在課堂上，教師組織接力游戲，引導(dǎo)學(xué)生利用相應(yīng)的材料傳遞空氣，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到空氣會(huì)流動(dòng)，如組織吹哨子比賽，比一比誰一口氣吹的時(shí)間更長(zhǎng)。在長(zhǎng)時(shí)間吹氣過程中，學(xué)生會(huì)出現(xiàn)缺氧的不適感，進(jìn)而理解了空氣的價(jià)值。

學(xué)生通過多重實(shí)驗(yàn)操作，認(rèn)識(shí)到空氣是一種物質(zhì)，具有一般物質(zhì)的屬性和特點(diǎn)，如占據(jù)空間、有質(zhì)量等，有效內(nèi)化了科學(xué)知識(shí)。教師以學(xué)生為課堂主體，讓學(xué)生自主準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，并利用這些材料進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)操作，增加了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性，能夠有效激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，充分發(fā)揮了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用。

五、關(guān)注實(shí)驗(yàn)對(duì)接，優(yōu)化培養(yǎng)進(jìn)程

在設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師應(yīng)適當(dāng)融入生活元素，以降低科學(xué)實(shí)驗(yàn)的難度，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)完成度，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。教師巧用生活資源，將科學(xué)實(shí)驗(yàn)與真實(shí)生活相對(duì)接，能豐富教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中感悟科學(xué)原理，從而拓寬學(xué)生的視野，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

例如，在教學(xué)教科版科學(xué)教材三年級(jí)上冊(cè)《空氣能占據(jù)空間嗎》一課時(shí)，教師提出問題：“如果我把一個(gè)紙團(tuán)固定在透明杯內(nèi)底部，然后杯口向下，將杯子垂直扣入水中，水淹沒杯底，這樣，杯子里的紙團(tuán)會(huì)不會(huì)濕？”學(xué)生積極進(jìn)行預(yù)測(cè)，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為紙團(tuán)會(huì)濕，少數(shù)學(xué)生則認(rèn)為紙團(tuán)不會(huì)濕。持不同觀點(diǎn)的學(xué)生都想證明自己是對(duì)的，于是主動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，成功激發(fā)了學(xué)習(xí)主動(dòng)性。學(xué)生領(lǐng)取材料，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，教師巡視指導(dǎo)。大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是紙團(tuán)沒有濕，有個(gè)別學(xué)生的紙團(tuán)濕了，教師協(xié)助其尋找原因，如杯子沒有垂直地倒扣進(jìn)水里等。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生明白了其中的科學(xué)原理——杯子里的紙團(tuán)沒有被水浸濕，是因?yàn)楸永锏目諝庹紦?jù)了杯中的空間，導(dǎo)致水無法進(jìn)入。

教師以生活中隨處可見的杯子和紙團(tuán)作為實(shí)驗(yàn)材料，引導(dǎo)學(xué)生了解科學(xué)原理在生活中的應(yīng)用，能夠啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維，促使學(xué)生留意觀察生活中的科學(xué)現(xiàn)象，形成積極探索科學(xué)原理的意識(shí)。

六、拓寬實(shí)驗(yàn)空間，開闊學(xué)生視野

科學(xué)實(shí)驗(yàn)不應(yīng)局限在課堂、實(shí)驗(yàn)室中。教師可以適當(dāng)拓寬實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練空間，依據(jù)教材內(nèi)容布設(shè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，要求學(xué)生在課后進(jìn)行拓展實(shí)驗(yàn)。從課堂延伸到課后，實(shí)驗(yàn)的自由度更大，實(shí)驗(yàn)的趣味性也隨之增強(qiáng)。

例如，教學(xué)教科版科學(xué)教材三年級(jí)上冊(cè)《風(fēng)的成因》時(shí)，教師將小風(fēng)車作為實(shí)驗(yàn)材料，首先，提出問題：“現(xiàn)在老師手里的小風(fēng)車是不轉(zhuǎn)動(dòng)的，你有什么辦法讓小風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)起來？”學(xué)生踴躍回答“用嘴吹”“用扇子扇”“拿著風(fēng)車跑起來”等。教師追問：“這些方法為什么能讓風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)起來？”學(xué)生思考后回答：“因?yàn)檫@些方法促進(jìn)了空氣流動(dòng)，形成了風(fēng)，風(fēng)能讓風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)起來?！苯處熢O(shè)計(jì)的問題鏈，有效聚焦“風(fēng)”這一主題，幫助學(xué)生理解了風(fēng)這一抽象的概念。其次，教師利用多媒體展示關(guān)于風(fēng)的視頻，如大樹的搖曳、國(guó)旗的飄揚(yáng)、炊煙的飄散等，讓學(xué)生根據(jù)這些現(xiàn)象感受風(fēng)的存在，并明確：風(fēng)看不見也摸不著，所以觀察無形的風(fēng)需要借助其他物體。再次，教師進(jìn)一步提問：“在大自然中，是什么讓空氣流動(dòng)起來的呢？”教師展示風(fēng)的成因演示盒，在紙筒內(nèi)點(diǎn)燃蠟燭，在入風(fēng)口點(diǎn)燃線香，在出風(fēng)口放一個(gè)風(fēng)輪，引導(dǎo)學(xué)生觀察煙的飄動(dòng)和風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，判斷冷熱空氣的流動(dòng)形成風(fēng)。最后，教師布置課后實(shí)驗(yàn)任務(wù)，要求學(xué)生去觀察生活中有哪些現(xiàn)象體現(xiàn)了風(fēng)、風(fēng)的成因是什么，并通過觀察日記的方式記錄下來。

教師布設(shè)課后實(shí)驗(yàn)任務(wù)，延伸科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生挖掘生活中的科學(xué)現(xiàn)象，能夠拓寬學(xué)生的科學(xué)視野。學(xué)生靈活運(yùn)用在課堂上習(xí)得的實(shí)驗(yàn)方法，在生活中完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，不僅能鞏固科學(xué)知識(shí)，還能提升自主探索能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。

七、組織實(shí)驗(yàn)反思，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是不斷試錯(cuò)、驗(yàn)證真理的過程。學(xué)生要學(xué)會(huì)在失敗的實(shí)驗(yàn)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，改進(jìn)方法，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論。教師可以組織學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)失敗的原因，并對(duì)這些原因進(jìn)行匯總整理，再逐一找到應(yīng)對(duì)方法。學(xué)生反思實(shí)驗(yàn)過程，梳理實(shí)驗(yàn)流程中的正確操作和過失操作，能夠深入理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提升自我反思能力。

驗(yàn)證科學(xué)原理的道路不是一帆風(fēng)順的，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生保持足夠的耐心和恒心。例如，教學(xué)教科版科學(xué)教材三年級(jí)上冊(cè)《我們來做“熱氣球”》時(shí)，首先，教師利用多媒體展示熱氣球的圖片，讓學(xué)生對(duì)熱氣球有一定的認(rèn)知。其次，教師為學(xué)生提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料，如塑料袋、蠟燭、塑料筒、打火機(jī)等，要求學(xué)生自制簡(jiǎn)易的“熱氣球”，共同探究如何給熱氣球加入空氣。最后，教師演示實(shí)驗(yàn)過程，為學(xué)生講解注意事項(xiàng)。本次實(shí)驗(yàn)的難度較大，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中可能會(huì)出現(xiàn)各種問題，如塑料袋邊緣過低，擋住進(jìn)氣孔；塑料袋直接接觸到溫度高的塑料筒等。這時(shí)，教師要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生反思失敗的原因，改進(jìn)實(shí)踐步驟，幫助學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過反復(fù)嘗試，學(xué)生完成放飛熱氣球的實(shí)驗(yàn)，并能夠反思失敗的教訓(xùn)，形成科學(xué)思維，對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)秉持認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，促進(jìn)自身的全面發(fā)展。

小學(xué)科學(xué)是以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。教學(xué)中，教師要深入學(xué)生中，了解基本學(xué)情，并依據(jù)實(shí)際情況整合、創(chuàng)新教學(xué)方法，設(shè)計(jì)科學(xué)、合理的教學(xué)方案。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生積極參與、主動(dòng)探索、勤于思考，培養(yǎng)學(xué)生的收集和處理信息的能力、分析與解決問題的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和自我反思能力，通過科學(xué)課程促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。