核心素養(yǎng)視域下初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè)的應(yīng)用研究

【摘" 要】 隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的推行，初中科學(xué)教師開始有針對性地布置多樣化的作業(yè)，包括預(yù)習(xí)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)、課后托管實(shí)驗(yàn)作業(yè)以及周末假期的家庭拓展作業(yè)等。這些舉措不僅促進(jìn)了學(xué)生在學(xué)業(yè)成績上的提升，還改善了他們的溝通方式，并增進(jìn)了師生之間的關(guān)系。更為重要的是，這樣的教學(xué)實(shí)踐顯著增強(qiáng)了學(xué)生的自主探究能力、實(shí)踐操作能力以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

【關(guān)鍵詞】 科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)作業(yè)；核心素養(yǎng)；動手能力

一、當(dāng)前科學(xué)作業(yè)現(xiàn)狀

科學(xué)課程的核心目標(biāo)在于培育學(xué)生的綜合素養(yǎng)，為他們的長遠(yuǎn)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。為了更有效地緩解學(xué)生的課業(yè)壓力，并滿足其多元化的學(xué)習(xí)需求，本研究探索了以實(shí)驗(yàn)作業(yè)替代部分傳統(tǒng)書面作業(yè)的新模式，即深入研究了教材內(nèi)容，積極拓展實(shí)驗(yàn)資源，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了核心實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)與生活實(shí)際緊密相連，從而實(shí)現(xiàn)了作業(yè)布置與反饋的有效性和針對性。無論是科學(xué)教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)、教師的演示實(shí)驗(yàn)，還是課后練習(xí)中涉及的與生活緊密相關(guān)的拓展性實(shí)驗(yàn)，均成為科學(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè)的重要組成部分。通過動手實(shí)踐，學(xué)生不僅能夠提升實(shí)踐探究能力，還能激發(fā)對科學(xué)的濃厚興趣，從實(shí)際應(yīng)用的角度加深對科學(xué)知識的理解，并在此過程中培養(yǎng)質(zhì)疑和批判精神。然而，當(dāng)前科學(xué)作業(yè)的現(xiàn)狀卻存在一些不容忽視的問題。

一方面，科學(xué)作業(yè)被敷衍的情況頗為突出。在追求成績的驅(qū)使下，學(xué)生不僅要完成學(xué)校布置的書面作業(yè)，還常常需要應(yīng)對家長額外安排的課外作業(yè)。繁重的作業(yè)負(fù)擔(dān)使得學(xué)生難以在有限的時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量完成，導(dǎo)致他們逐漸陷入應(yīng)付的狀態(tài)。部分學(xué)生甚至僅僅停留在機(jī)械地刷題解題上，將取得高分視為科學(xué)學(xué)習(xí)的唯一目標(biāo)，從而嚴(yán)重忽視了實(shí)驗(yàn)在科學(xué)學(xué)習(xí)中的重要地位和作用。這種現(xiàn)狀不僅導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ρ∪?，也反映出教師和學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的重視程度不足。許多本可以通過實(shí)驗(yàn)解決的問題，卻僅僅在想象中進(jìn)行分析和解決。

另一方面，以實(shí)驗(yàn)替代部分書面作業(yè)的作業(yè)形式亟待實(shí)施。首先，預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)作業(yè)有助于教師了解學(xué)生學(xué)情。通過在周末或假期適當(dāng)布置預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)作業(yè)，學(xué)生可以通過提交實(shí)驗(yàn)照片、視頻等方式展示實(shí)驗(yàn)成果，從而使教師能夠根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行針對性的調(diào)整和干預(yù)，提升課堂教學(xué)的針對性和有效性。其次，課后托管作業(yè)能夠鞏固課堂知識。教師可以充分利用學(xué)校的課后托管時(shí)間，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)作業(yè)，讓學(xué)生在實(shí)踐中鞏固所學(xué)知識點(diǎn)。最后，假期家庭作業(yè)則能夠拓寬學(xué)生的課外視野。教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用生活中常見的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)制作一些小實(shí)驗(yàn)，這不僅能夠拓寬學(xué)生的知識面，還能為他們提供更多動手體驗(yàn)的機(jī)會。

二、核心素養(yǎng)視域下初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè)實(shí)踐策略

（一）對接教材，梳理實(shí)驗(yàn)

教材是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要陣地，也是教師教學(xué)的重要依據(jù)。為了最大化地發(fā)揮教材在教學(xué)中的作用，教師需要依據(jù)教材進(jìn)行靈活的變化和規(guī)整。

1. 理解單元互通性，探尋共同之處

科學(xué)教材內(nèi)容復(fù)雜且繁多，以七年級教材為例，它主要圍繞力學(xué)和光學(xué)展開。雖然從實(shí)驗(yàn)原理上看，這兩者似乎沒有直接聯(lián)系，但從實(shí)驗(yàn)方法的角度來看，它們都強(qiáng)調(diào)多次試驗(yàn)和控制變量的重要性。因此，教師需要深入理解各單元內(nèi)容之間的互通性，探尋共同的可取之處，以更好地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2. 羅列教材實(shí)驗(yàn)，布置預(yù)習(xí)作業(yè)

在長假期間，可以布置與力學(xué)和光學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)作業(yè)，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)包獨(dú)立完成書本上的一些實(shí)驗(yàn)，作為對新課的預(yù)習(xí)。例如，七年級科學(xué)寒假作業(yè)可以要求學(xué)生利用科學(xué)實(shí)驗(yàn)包，參照實(shí)驗(yàn)器材中的“光力學(xué)說明書”完成一系列探究實(shí)驗(yàn)，并填寫實(shí)驗(yàn)記錄表。這樣的作業(yè)形式不僅比單純的書面作業(yè)更有趣，還能讓學(xué)生在動手實(shí)踐中提前了解新知識。

3. 收集課前實(shí)驗(yàn)，掌握學(xué)情

為了更好地了解學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，教師可以要求學(xué)生在課前提交相關(guān)的實(shí)驗(yàn)視頻和照片。通過釘釘文件夾等工具，教師可以方便地收集并歸類整理這些資料，從而掌握學(xué)生的第一手學(xué)情。不僅為后續(xù)新課的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，還能讓學(xué)生帶著問題進(jìn)入課堂，提高學(xué)習(xí)的針對性和有效性。

以光的反射實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)生可以利用激光筆和白色光屏進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過多次試驗(yàn)，他們可以發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)在較黑暗的環(huán)境中進(jìn)行效果最佳。同時(shí)，通過改變?nèi)肷浣堑拇笮?，學(xué)生可以觀察到反射角大小隨入射角大小的變化而變化。利用實(shí)驗(yàn)包中的白板兼量角器功能，學(xué)生可以準(zhǔn)確地測量并驗(yàn)證“反射角等于入射角”這一結(jié)論。此外，通過翻轉(zhuǎn)白板的另一半，學(xué)生還能發(fā)現(xiàn)反射光線和入射光線是在同一平面上。這樣的動手實(shí)驗(yàn)不僅讓學(xué)生親身體驗(yàn)了科學(xué)知識的魅力，還比單純的課堂演示或書面講解更加生動有趣。

（二）學(xué)科整合，重構(gòu)知識

科學(xué)教材涵蓋了物理、化學(xué)、生物、地理等多方面的知識內(nèi)容。在復(fù)習(xí)階段，教師有必要對這些繁雜的知識點(diǎn)進(jìn)行重構(gòu)，并通過實(shí)驗(yàn)作業(yè)的方式，讓學(xué)生在課余時(shí)間或假期中完成，從而增強(qiáng)他們的綜合運(yùn)用能力。

勤于動手，探尋規(guī)律。例如，花的結(jié)構(gòu)頗為復(fù)雜，學(xué)生需要準(zhǔn)確識別其各部分結(jié)構(gòu)。若僅通過書本上的圖片進(jìn)行單純記憶，不僅會增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，而且難以留下深刻印象。為此，教科書以桃花為例，通過插圖方式引入“花的結(jié)構(gòu)”學(xué)習(xí)，并輔以花的解剖實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”的教學(xué)理念。在復(fù)習(xí)階段，學(xué)生再次進(jìn)行花的解剖，這一過程讓他們對花的各部分結(jié)構(gòu)形成更為深刻的認(rèn)識。

細(xì)致觀察，辨析異同。在初中階段，學(xué)生需要學(xué)會區(qū)分單子葉植物和雙子葉植物。這可以通過觀察植物種子的子葉數(shù)目、葉脈、根系以及花瓣數(shù)目等特征來進(jìn)行判斷。通過解剖花朵來復(fù)習(xí)生物知識，不僅為初三的復(fù)習(xí)階段增添了學(xué)習(xí)樂趣，還進(jìn)一步提升了學(xué)生的動手操作能力和觀察能力。

勇于探究，追尋真理。在觀察了花的結(jié)構(gòu)之后，不禁思考：做完實(shí)驗(yàn)的花還能派上什么用場呢？初三科學(xué)課程中涉及酸堿指示劑的使用，其實(shí)學(xué)生完全可以利用花瓣來制作一些指示劑，以檢驗(yàn)生活中常見物質(zhì)的酸堿性，從而加深印象。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師更多會演示紫色石蕊試劑和酚酞試劑的使用，而學(xué)生親自體驗(yàn)的機(jī)會較少。這導(dǎo)致學(xué)生在遇到實(shí)際問題時(shí)，只能依靠記憶來書寫答案，這無疑加重了他們的課業(yè)負(fù)擔(dān)。然而，通過鼓勵(lì)學(xué)生開動腦筋，利用手上現(xiàn)有資源進(jìn)行大膽嘗試，例如在家利用蝶豆花制作酸堿指示劑的小實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)食醋、小蘇打溶液、肥皂水等物質(zhì)會呈現(xiàn)不同的顏色變化。這樣的實(shí)踐活動不僅極大提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，還增強(qiáng)了他們的動手操作能力，并有效減輕了課業(yè)負(fù)擔(dān)。

（三）聯(lián)結(jié)知識，聚焦主題

1. 遞進(jìn)知識點(diǎn)的有效聯(lián)結(jié)

教材中的知識點(diǎn)難度層層遞進(jìn)，為學(xué)生搭建了一個(gè)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)框架。例如，從實(shí)驗(yàn)測量小石塊密度到測量液體密度，這一過程的推進(jìn)，使學(xué)生在實(shí)踐中逐步深化對密度概念的理解。在七年級上冊，學(xué)生首先學(xué)習(xí)了密度的基本概念，并掌握了利用密度公式直接求解物質(zhì)密度的方法。只要測量出物體的質(zhì)量和體積，無論是固體還是液體，學(xué)生都能進(jìn)行直觀的測量，但在此過程中，教師需引導(dǎo)學(xué)生注意誤差分析的重要性。

進(jìn)入八年級后，學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)了浮力的相關(guān)知識，并學(xué)會利用浮力來測量密度。在沒有天平的情況下，學(xué)生需要運(yùn)用量筒、記號筆、水等實(shí)驗(yàn)器材，通過小組討論自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。他們利用橡皮泥漂浮時(shí)得到的重力來推算其質(zhì)量，再通過沉底時(shí)排開水的體積來測量其體積，最后根據(jù)密度公式得出橡皮泥的密度。此外，學(xué)生還根據(jù)物體的浮沉條件，親手制作密度計(jì)來測量液體密度，這一過程不僅加深了他們對密度計(jì)刻度特點(diǎn)和原理的理解，還激發(fā)了他們的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

2. 發(fā)散知識點(diǎn)的有序聚攏

中考題型靈活多變，知識點(diǎn)穿插其中，這往往讓學(xué)生感到無所適從。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，教師在平時(shí)的教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。通過由點(diǎn)到線、由線到面的發(fā)散思維訓(xùn)練，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從多個(gè)角度思考問題，然后再聚焦某一具體知識點(diǎn)進(jìn)行深入探討。

以“一枚硬幣引起的故事”為例，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考：一枚硬幣能做什么呢？它能用來進(jìn)行哪些實(shí)驗(yàn)？通過利用流速與壓強(qiáng)的原理吹動硬幣、探究硬幣的導(dǎo)電性以及設(shè)計(jì)慣性實(shí)驗(yàn)等，學(xué)生可以在動手實(shí)踐中將不同知識點(diǎn)串聯(lián)起來。這種通過相同實(shí)驗(yàn)器材展示不同知識點(diǎn)的方式，不僅提升了學(xué)生的發(fā)散思維能力，還讓他們在實(shí)踐中體驗(yàn)到了學(xué)習(xí)的樂趣和成就感。

（四）拓展資源，創(chuàng)編核心實(shí)驗(yàn)

1. 補(bǔ)充教材，全員參與

教材中部分實(shí)驗(yàn)相對簡單，為提升學(xué)生的參與度，教師可巧妙利用其他輔助材料或?qū)嶒?yàn)包來豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。以“小孔成像實(shí)驗(yàn)”為例，為在減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)的同時(shí)，增強(qiáng)其觀察與實(shí)驗(yàn)表述能力，教師可預(yù)先提供一份填空式實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中需要調(diào)整光屏、小孔與光源間的距離，細(xì)致觀察并準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)與結(jié)論。值得注意的是，小孔成像實(shí)驗(yàn)需在較暗環(huán)境中進(jìn)行。為此，學(xué)生可借助實(shí)驗(yàn)包，并在此基礎(chǔ)上做出改進(jìn)：保留較亮的F光源，利用紙筒遮光以營造暗環(huán)境，再以桃花紙作為光屏。教師應(yīng)提醒學(xué)生留意改進(jìn)前后成像的差異，從而深化理解。這種層層遞進(jìn)、既有趣又具深度的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，極大地提升了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

2. 課堂演繹，化難為易

教師在課堂上應(yīng)著重演示學(xué)生易錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，并盡量將實(shí)驗(yàn)過程放大，確保每位學(xué)生都能清晰觀察并正確操作。這包括通過模型演示關(guān)鍵要點(diǎn)，使實(shí)驗(yàn)演示更加生動形象。以“制作血涂片”為例，為降低難度、激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，教師可先播放實(shí)驗(yàn)操作視頻作為鋪墊，隨后邀請學(xué)生上臺演示操作步驟。為增強(qiáng)演示效果，教師可利用橡皮泥制作拳頭大小的血滴模型，并用兩塊塑料板模擬玻璃片。先通過模型展示錯(cuò)誤操作，引導(dǎo)學(xué)生觀察并指出問題，再引出并現(xiàn)場投影演示正確的血涂片制作過程。

3. 課外拓展，強(qiáng)化重點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)在科學(xué)教學(xué)中占據(jù)核心地位。為加強(qiáng)學(xué)生對重點(diǎn)內(nèi)容的掌握，教師可錄制示范性的實(shí)驗(yàn)視頻，并通過家長群分享給學(xué)生，以便他們在假期中也能順利完成拓展作業(yè)。以“浮沉子實(shí)驗(yàn)”為例，在學(xué)習(xí)浮力及物體浮沉條件時(shí)，教師可將實(shí)驗(yàn)視頻通過釘釘或微信等平臺共享給學(xué)生。這樣，學(xué)生在家中就能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)７?，降低了?shí)驗(yàn)難度。課后演示的實(shí)驗(yàn)不僅減輕了學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，還起到了良好的示范引領(lǐng)作用。它既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，又有效降低了他們對現(xiàn)有知識的理解難度。

三、以實(shí)驗(yàn)作業(yè)替代大量書面作業(yè)的思考

（一）促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的飛躍

首先，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯著提升?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè)的引入，不僅讓學(xué)業(yè)成績有了明顯的提升，還激發(fā)了各個(gè)學(xué)業(yè)水平學(xué)生的積極參與，使他們處于高度亢奮的學(xué)習(xí)狀態(tài)。正所謂“興趣是最好的老師”，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度因此變得更加端正，整體進(jìn)步顯著。

其次，學(xué)生解決問題的能力得到增強(qiáng)。通過小組合作、個(gè)人展示以及同伴互助等多種方式，學(xué)生積極解決實(shí)驗(yàn)操作中的難題。他們不僅在課堂上專注聽講，還利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行深入查找與分析，甚至通過家長釘釘或微信與教師溝通實(shí)驗(yàn)中的困惑，從而不斷提升自己的實(shí)驗(yàn)問題解決能力。

最后，作業(yè)完成質(zhì)量得到顯著改善。學(xué)生對課內(nèi)作業(yè)的積極性大幅提升，因?yàn)榻處熢谡n堂中會抽取并播放學(xué)生的實(shí)驗(yàn)視頻，讓每位學(xué)生都有機(jī)會成為“主演”。因此，學(xué)生在家完成實(shí)驗(yàn)作業(yè)時(shí)格外認(rèn)真，有的學(xué)生甚至?xí)尭改笌兔ε臄z多遍，以追求更好的效果。這一過程中，學(xué)生對書本知識的理解不斷加深，不僅在校內(nèi)得到師生的肯定，回家也能收獲家長的表揚(yáng)。

（二）教師對課堂的掌控力提升

一方面，教師的課程執(zhí)行力得到增強(qiáng)。通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)的不斷進(jìn)行，教師得以持續(xù)思考與分析，促進(jìn)了師生之間的深入交流。在這一過程中，教師能夠發(fā)現(xiàn)更多課堂中需要改進(jìn)的問題，從而促使自己停下腳步，審視教學(xué)進(jìn)度與過程中存在的問題。這對學(xué)生而言是知識點(diǎn)的突破，對教師而言則是教學(xué)的新啟示，推動了教師的不斷反思與進(jìn)步。

另一方面，教師與學(xué)生之間的交流更加順暢。通過微信、釘釘?shù)痊F(xiàn)代通信工具，學(xué)生和教師能夠迅速解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的學(xué)習(xí)問題。同時(shí)以實(shí)驗(yàn)的方式布置假期科學(xué)作業(yè)，不僅滿足了不同層次學(xué)生的需求，還在處理學(xué)生學(xué)習(xí)問題以及心理問題的過程中，建立了更加深厚的師生信任。

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