設(shè)家庭實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)探究實(shí)踐核心素養(yǎng)

賈建芹

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出了科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任四個(gè)方面的核心素養(yǎng)，其中探究實(shí)踐是學(xué)生形成其他素養(yǎng)的主要途徑。從教材內(nèi)容上看，浙教版《科學(xué)》上冊(cè)第一章第三節(jié)《科學(xué)觀察》和第五節(jié)《科學(xué)探究》分別提出了“觀察是重要的科學(xué)研究方法”“科學(xué)探究是獲得科學(xué)知識(shí)的一種基本方式”，即闡明了“探究實(shí)踐”核心素養(yǎng)的重要意義。面對(duì)剛進(jìn)入中學(xué)校園的七年級(jí)新生，如何抓住新的起點(diǎn)，逐步培養(yǎng)學(xué)生“探究實(shí)踐”這一核心素養(yǎng)是七年級(jí)教師需要探討的主要議題?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)是初中生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)、提升科學(xué)核心素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)和途徑，但校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室空間限制、教學(xué)時(shí)間緊湊，不能使全體學(xué)生充分參與到科學(xué)實(shí)驗(yàn)中。結(jié)合七年級(jí)新生充滿好奇心的性格特點(diǎn)、小學(xué)對(duì)《科學(xué)》學(xué)習(xí)有基礎(chǔ)的學(xué)情狀況、七年級(jí)《科學(xué)》上冊(cè)教材內(nèi)容分布特點(diǎn)等，筆者提出家庭實(shí)驗(yàn)室的設(shè)想，旨在通過搭建教學(xué)腳手架，讓學(xué)生在家完成可操作、可評(píng)價(jià)的探究實(shí)踐作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生的探究實(shí)踐能力。

一、創(chuàng)設(shè)家庭實(shí)驗(yàn)室空間

（一）明確實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目的和意義

在創(chuàng)設(shè)家庭實(shí)驗(yàn)室之前，教師要給學(xué)生明確家庭實(shí)驗(yàn)室存在的意義，鼓勵(lì)學(xué)生在家庭實(shí)驗(yàn)室中獨(dú)立探究，激發(fā)求知欲，培養(yǎng)科學(xué)核心素養(yǎng)。在家庭實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生能根據(jù)自己的時(shí)間進(jìn)行彈性實(shí)驗(yàn)，獲得更多實(shí)踐操作的機(jī)會(huì)，有利于培養(yǎng)科學(xué)探究實(shí)踐素養(yǎng)。

（二）制定實(shí)驗(yàn)室安全守則

實(shí)驗(yàn)的安全性一直是科學(xué)教師實(shí)施各類實(shí)驗(yàn)時(shí)首先考慮的重要問題，家庭實(shí)驗(yàn)室離開了教師的實(shí)時(shí)指導(dǎo)，更容易存在安全漏洞，所以在建立家庭實(shí)驗(yàn)室初期，除了必備安全設(shè)備如實(shí)驗(yàn)外衣、實(shí)驗(yàn)手套、消防設(shè)備等，還應(yīng)明確家庭實(shí)驗(yàn)室安全實(shí)驗(yàn)守則。學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)下明確各類別實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)，結(jié)合學(xué)校實(shí)驗(yàn)室安全守則，制定家庭實(shí)驗(yàn)室安全守則。

（三）準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備

在家庭實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)設(shè)中，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備非常重要。結(jié)合初中科學(xué)教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，家庭實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)應(yīng)包含生物類、化學(xué)類、物理類、天文地理類實(shí)驗(yàn)，除了準(zhǔn)備安全設(shè)備外，學(xué)生應(yīng)準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要如下：測(cè)量工具如刻度尺、量筒、天平等；觀察工具如顯微鏡、放大鏡等；玻璃儀器如試管、燒杯、錐形瓶等；專項(xiàng)工具箱如光學(xué)工具箱、電學(xué)工具箱、力學(xué)工具箱等；學(xué)生還應(yīng)根據(jù)教師安排的家庭實(shí)驗(yàn)室內(nèi)容對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。

完成上述過程后，學(xué)生可以在家庭中安排專門的空間或者柜子用于布置家庭實(shí)驗(yàn)室（含戶外），在指導(dǎo)學(xué)生布置實(shí)驗(yàn)室時(shí)，教師應(yīng)分類布置、注意安全，鼓勵(lì)學(xué)生購買相應(yīng)的書籍，拓展課外知識(shí)，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)的開展和完成，提高探究實(shí)踐核心素養(yǎng)。在家庭實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生除了完成教師定期布置的實(shí)驗(yàn)外，還可以根據(jù)自己的興趣和課程需求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，嘗試新的創(chuàng)意和想法，與家長(zhǎng)一起探索科學(xué)的奧秘。

二、確定家庭實(shí)驗(yàn)室內(nèi)容

根據(jù)《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，探究實(shí)踐主要指在了解和探索自然、獲得科學(xué)知識(shí)、解決科學(xué)問題，以及技術(shù)與工程實(shí)踐過程中形成的科學(xué)探究能力、技術(shù)與工程實(shí)踐能力和自主學(xué)習(xí)能力。在確定家庭實(shí)驗(yàn)室內(nèi)容時(shí)，筆者參照教材目錄，盡量選擇七年級(jí)學(xué)生熟悉的自然現(xiàn)象展開實(shí)驗(yàn)。鑒于探究實(shí)踐包含科學(xué)探究能力和技術(shù)與工程實(shí)踐能力，筆者特意將內(nèi)容又區(qū)分為觀察性實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)、小制作和項(xiàng)目化。通過對(duì)教材和對(duì)應(yīng)作業(yè)本中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的多次鉆研、篩選，最終確定七年級(jí)上冊(cè)家庭實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)容如下：

九月份：1.3科學(xué)觀察，觀察性實(shí)驗(yàn)——觀察雞蛋放在溶液里的實(shí)驗(yàn)和塑料絲實(shí)驗(yàn)（取自于作業(yè)本）；1.4科學(xué)測(cè)量，觀察性實(shí)驗(yàn)——溫度的感覺和自制溫度計(jì)的項(xiàng)目化作業(yè)。

十月份：2.1生物與非生物，探究性實(shí)驗(yàn)——觀察蝸牛；2.1細(xì)胞，項(xiàng)目化作業(yè)——植物細(xì)胞模型制作；2.5常見的植物，探究性實(shí)驗(yàn)——校園植物檢索表制作。

十一月份：3.2地球儀和地圖，小制作——小型地球儀的制作；3.5泥石流，探究性實(shí)驗(yàn)——泥石流的形成；3.7地形和地形圖，小制作——簡(jiǎn)單等高線地形模型的制作。

十一月份：4.1物質(zhì)的構(gòu)成，觀察性實(shí)驗(yàn)——液體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)；4.7升華與凝華，觀察性實(shí)驗(yàn)——人工造雪。

以上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇主要遵循以下幾個(gè)要點(diǎn)：一是實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行不需要借助特定的試劑、儀器和工具，只要利用學(xué)生家庭材料和工具就能有序開展，從而確保實(shí)驗(yàn)開展的全員度；二是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在教材中已有一定的活動(dòng)指南，學(xué)生有方向有目的，從而確保實(shí)驗(yàn)開展的可推進(jìn)性；三是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容接地氣，貼近學(xué)生生活實(shí)際，滿足學(xué)生探究欲。同時(shí)，教師能合理搭建一定的腳手架，幫助學(xué)生進(jìn)行思考、探究，確保實(shí)驗(yàn)開展的效度。此外，針對(duì)個(gè)別實(shí)驗(yàn)，從傳統(tǒng)型的授課模式來看，原本是在教室通過小組合作或教師演示、個(gè)別學(xué)生演示的方式開展，如溫度的感覺、觀察蝸牛、液體的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)等。但這樣的實(shí)驗(yàn)往往在課堂實(shí)驗(yàn)時(shí)間不足、參與度差、體驗(yàn)感不強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不能全員性觀察，而家庭實(shí)驗(yàn)室的開展能將一部分的課堂實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為課外實(shí)驗(yàn)，給教師的課堂教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)打開新的局面。

三、制定家庭實(shí)驗(yàn)室實(shí)施方案

新課標(biāo)明確指出，探究實(shí)踐能力包括科學(xué)探究能力、技術(shù)與工程實(shí)踐能力和自主學(xué)習(xí)能力。為使我們的家庭實(shí)驗(yàn)室切實(shí)為這三個(gè)能力的逐步培養(yǎng)而服務(wù)，教師不僅要選擇合適的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還應(yīng)遵循內(nèi)容選擇制定合理的實(shí)施方案。下文以“觀察蝸?！焙汀白灾茰囟扔?jì)”為例說明制定實(shí)施方案的方法。

（一）培養(yǎng)科學(xué)探究能力

觀察蝸牛實(shí)驗(yàn)被歸類為探究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。鑒于該實(shí)驗(yàn)的實(shí)施時(shí)間在國慶假期，時(shí)間比較充裕，且學(xué)生剛學(xué)過科學(xué)探究的一般過程為提出問題、建立猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃、獲取事實(shí)與證據(jù)、得出結(jié)論、交流與評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，故筆者設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告單主要內(nèi)容如下：

觀察蝸牛：學(xué)生通過對(duì)蝸牛的觀察提出科學(xué)問題。如觀察到蝸?？s在殼里，可提出蝸牛在殼里是保護(hù)自己?jiǎn)?？此環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)目的在于引導(dǎo)學(xué)生善于觀察和提問，切合本章學(xué)習(xí)目標(biāo)。

科學(xué)探究：蝸牛有哪些感覺？學(xué)生參照浙教版科學(xué)七年級(jí)上教材第36頁活動(dòng)內(nèi)容，對(duì)蝸牛是否具有視覺、嗅覺、味覺、聽覺等問題建立假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲取事實(shí)和證據(jù)，得出結(jié)論。在這一過程中，學(xué)生充分體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，能力得到顯著提高。

進(jìn)階提升：你還能提出關(guān)于蝸牛的哪些問題？請(qǐng)寫出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案。此環(huán)節(jié)旨在啟發(fā)學(xué)生交流和討論，發(fā)散思維，并將科學(xué)探究能力落實(shí)在實(shí)踐上。

上述實(shí)驗(yàn)報(bào)告單的設(shè)計(jì)遵循以教材活動(dòng)為依托、科學(xué)探究一般過程為指導(dǎo)的原則，為學(xué)生在家開展實(shí)驗(yàn)搭建了腳手架，幫助學(xué)生更有效地完成實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)中提升探究實(shí)踐能力。總體來說，探究性實(shí)驗(yàn)?zāi)_手架的設(shè)計(jì)一般為以下順序：觀察現(xiàn)象（明確什么自然現(xiàn)象需要解釋），提出問題（關(guān)于現(xiàn)象的什么問題），探究要素（怎么回答這個(gè)問題），收獲與反思（科學(xué)知識(shí)和新問題）。

（二）培養(yǎng)技術(shù)與工程實(shí)踐能力

探究實(shí)踐能力還包括在技術(shù)與工程實(shí)踐過程中形成技術(shù)與工程實(shí)踐能力，所以在家庭實(shí)驗(yàn)室設(shè)置一定量的項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn)必不可少。結(jié)合七年級(jí)學(xué)生能力基礎(chǔ)和七年級(jí)《科學(xué)》上施教內(nèi)容，筆者選定了兩個(gè)項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，其中自制溫度計(jì)是學(xué)生的第一個(gè)項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn)作業(yè)，放在時(shí)間更充裕的國慶假期間實(shí)施，具體項(xiàng)目化任務(wù)單和評(píng)價(jià)量表內(nèi)容如下：

項(xiàng)目名稱：冷暖“他”知——自制溫度計(jì)。

任務(wù)一：尋找溫度計(jì)的前世今生——學(xué)生通過查閱資料尋找溫度計(jì)的發(fā)展史，并繪制時(shí)間軸。

任務(wù)二：發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)的奧秘——學(xué)生明確溫度計(jì)如何顯示溫度高低、溫度計(jì)的原理和自制溫度計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)等。

任務(wù)三：繪制自制溫度計(jì)的設(shè)計(jì)圖——學(xué)生在制作成品前進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，闡述設(shè)計(jì)亮點(diǎn)。

任務(wù)四：項(xiàng)目收獲和心得。

以上任務(wù)設(shè)計(jì)內(nèi)容循序漸進(jìn)、難度螺旋上升，讓學(xué)生充分體驗(yàn)技術(shù)與工程實(shí)踐過程，從而提升能力。

評(píng)價(jià)量表包含過程性評(píng)價(jià)量表、成果性評(píng)價(jià)量表、自我核查評(píng)價(jià)等。其中，過程性評(píng)價(jià)主要對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新、設(shè)計(jì)圖繪制合理性、設(shè)計(jì)圖可操作性等維度進(jìn)行評(píng)價(jià)；結(jié)果性評(píng)價(jià)主要對(duì)溫度計(jì)結(jié)構(gòu)、可操作性、材料取用、誤差大小、精確程度、產(chǎn)品迭代改進(jìn)等維度進(jìn)行評(píng)價(jià)。量表的設(shè)計(jì)不僅是評(píng)價(jià)學(xué)生作品的依據(jù)，更是學(xué)生工程實(shí)踐過程的方向指南。

“如何把項(xiàng)目化做好”是在開展家庭實(shí)驗(yàn)室過程中重點(diǎn)研討的問題。項(xiàng)目化作業(yè)不僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的技術(shù)與工程實(shí)踐過程，還應(yīng)具有科學(xué)學(xué)科特色，充滿科學(xué)思維。故在設(shè)計(jì)項(xiàng)目化任務(wù)單中，筆者特意增加了“科學(xué)史教育”板塊，如上述中的“任務(wù)一尋找溫度計(jì)的前世今生”。設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，注重任務(wù)間的知識(shí)關(guān)聯(lián)和思維邏輯，旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn)?zāi)_手架的設(shè)計(jì)一般為以下順序：項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)（包括科學(xué)史教育和核心知識(shí)梳理），項(xiàng)目目標(biāo)（包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任），項(xiàng)目過程（包括設(shè)計(jì)圖紙、項(xiàng)目制作和效果監(jiān)測(cè)），評(píng)價(jià)與成果（包括評(píng)價(jià)量表，項(xiàng)目改進(jìn)和成果展出）。

（三）培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力

自主學(xué)習(xí)能力是探究實(shí)踐能力的一種，對(duì)照《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》和2017年版《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，新課標(biāo)更強(qiáng)調(diào)學(xué)生“能基于所學(xué)知識(shí)，從……角度提出……問題”等自主學(xué)習(xí)能力。在制定家庭實(shí)驗(yàn)室實(shí)施方案時(shí)，教師要充分考慮學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，如觀察蝸牛和自制溫度計(jì)，都是基于學(xué)生已學(xué)的“科學(xué)探究一般過程”和“溫度計(jì)”等知識(shí)，讓學(xué)生從觀察現(xiàn)象、科學(xué)史發(fā)展、工程原理等多角度提出相應(yīng)問題。自主學(xué)習(xí)能力還體現(xiàn)自主選擇學(xué)習(xí)策略、反思學(xué)習(xí)過程與結(jié)果等方面，所以家庭實(shí)驗(yàn)室能夠給予學(xué)生充分的空間，逐步培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

四、設(shè)定家庭實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)機(jī)制

家庭實(shí)驗(yàn)室相關(guān)實(shí)驗(yàn)主要是學(xué)生在家里落實(shí)完成，如何監(jiān)督學(xué)生認(rèn)真、有效地完成，從而落實(shí)家庭實(shí)驗(yàn)室設(shè)定的實(shí)際意義，實(shí)現(xiàn)逐步培養(yǎng)學(xué)生探究實(shí)踐的能力的設(shè)想？為了解決這一問題，筆者提出了以下方案：

（一）對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程和成果的評(píng)價(jià)

1.利用班級(jí)釘釘群家校功能。

教師可利用釘釘群班級(jí)圈建立專門的家庭實(shí)驗(yàn)室話題板塊，要求全班同學(xué)在此上傳實(shí)驗(yàn)照片或視頻，寫下實(shí)驗(yàn)感言，板塊中的內(nèi)容可長(zhǎng)期保存；利用班級(jí)釘釘群家校本發(fā)布作業(yè)，監(jiān)督學(xué)生及時(shí)完成布置的家庭實(shí)驗(yàn)室內(nèi)容，上傳照片或視頻。通過以上方式，教師可及時(shí)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)作業(yè)進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)實(shí)驗(yàn)未開展或開展過程中有困難的學(xué)生給予及時(shí)監(jiān)督和有效指導(dǎo)。

2.開展評(píng)價(jià)性課堂。

通過上述評(píng)價(jià)，教師可初步篩選出優(yōu)秀作品和有疑義且值得探討的作品，在課堂中讓此類作品的學(xué)生代表在課堂中進(jìn)行說明和展示，從而實(shí)現(xiàn)師生評(píng)價(jià)、生生評(píng)價(jià)。課堂評(píng)價(jià)的過程不僅僅是對(duì)實(shí)驗(yàn)作業(yè)做一個(gè)終結(jié)性的評(píng)價(jià)，更是讓學(xué)生在師生、生生互動(dòng)中應(yīng)用核心知識(shí)、碰撞思維火花、提升探究實(shí)踐能力，培養(yǎng)科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.優(yōu)秀成果展示。

在課外和課堂評(píng)價(jià)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，由學(xué)生、老師共同推薦優(yōu)秀作品在全校范圍內(nèi)進(jìn)行成果展示，并最終經(jīng)學(xué)校公眾號(hào)推廣。

以上評(píng)價(jià)機(jī)制，從教師評(píng)價(jià)到教師與學(xué)生共同評(píng)價(jià)，再到全年段、全校、全員評(píng)價(jià)，環(huán)環(huán)相扣又相互承接，推動(dòng)家庭實(shí)驗(yàn)室從小眾走向大眾。隨著評(píng)價(jià)的升級(jí)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)作品也在不斷迭代、進(jìn)階，探究實(shí)踐能力不斷提升。

（二）學(xué)生探究實(shí)踐核心素養(yǎng)評(píng)價(jià)

1.通過問卷調(diào)查和家校溝通，了解學(xué)生對(duì)家庭實(shí)驗(yàn)室的態(tài)度和實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)情況。

2.與學(xué)生進(jìn)行溝通，了解學(xué)生在家庭實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)中的感受和想法。

3.組織實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄繉?shí)踐素養(yǎng)考核，檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作和探究實(shí)驗(yàn)核心素養(yǎng)。

4.開展小論文、小課題、科學(xué)小DV等比賽，鼓勵(lì)學(xué)生將家庭實(shí)驗(yàn)室作品成果變成科研作品，評(píng)選出優(yōu)秀學(xué)生代表，在校內(nèi)進(jìn)行演講、展示，起示范引領(lǐng)作用。

五、結(jié)語

家庭實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄繉?shí)踐核心素養(yǎng)的提升具有積極的意義，學(xué)生熱情參與、家長(zhǎng)積極配合、作品成果可見。但學(xué)生是不斷發(fā)展變化的群體，探究實(shí)踐能力的培養(yǎng)不是一朝一夕就能達(dá)成的目標(biāo)，教師還需要不斷總結(jié)和探索，使家庭實(shí)驗(yàn)室逐漸成熟。在后續(xù)年段教學(xué)中，教師還要繼續(xù)關(guān)注家庭實(shí)驗(yàn)室設(shè)備更新和安全管理，選擇循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，采用多元化的評(píng)價(jià)機(jī)制，讓學(xué)生的好奇心循環(huán)起來，使學(xué)生保持熱情，不斷改進(jìn)實(shí)施方案，讓實(shí)驗(yàn)難度不斷螺旋提升，逐步發(fā)展學(xué)生的探究實(shí)踐能力。