如何在實驗教學中培養學生的科學核心素養

王川玉

摘 要：《教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》有個詞特別引人關注——核心素養體系。在以探究為核心的科學學習過程中，科學核心素養主要體現為探究能力、科學思維、實證意識、科學精神等。科學教師要關注學生的科學素養，在設計實驗中培養學生的探究能力；在尋根求源中培養學生的實證意識；在結果分析中培養學生的科學思維。

關鍵詞：實驗素養 探究 實證 思維

《教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》有個詞特別引人關注——核心素養體系。明確了學生應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，突出強調個人修養、社會關愛、家國情懷，更加注重自主發展、合作參與、創新實踐。每一門課程的實施都應關注學生的核心素養。作為培養學生科學素養的主陣地——科學課，又該關注學生的哪些核心素養呢？筆者以為，在以探究為核心的科學學習過程中，科學核心素養主要體現為探究能力、科學思維、實證意識、科學精神等。

科學（3—6年級）課程標準指出：科學學習要以探究為核心。探究既是小學生科學學習要達到的目標，又是小學生科學學習的主要方式。實驗課在科學學習中占有極大的比重。如何在實驗教學中培養學生的科學核心素養呢？下面我就以《比較水的多少》為例，談談我的看法。

一、在設計實驗中培養學生的探究能力

新課程標準指出，科學探究的主要目標是使學生領悟科學探究的思想，培養學生進行科學探究所需要的能力，增進對科學探究方法與過程的理解。做任何探究活動都要有明確具體的目標，這樣學生探究中才有明確的方向。在探究活動之初可以和學生一起設計探究的思路和方法，探究同一問題不止一種方法和思路，應盡量做到拓展學生思路，讓學生用不同的方法解決同一種問題。如在教學三年級上冊《比較水的多少》時，我先讓學生設計怎樣比較出兩瓶水的多少？過程如下：

生：可以拿兩個一樣的瓶子，分別把1號瓶和2號瓶里的水倒進去，比哪個瓶子中的水高。

師：這個方法可行！現在如果只有一個空瓶子，你能比出來嗎？

生：也可以，先把1號瓶時的水倒進空瓶子，在瓶子上做個記號，把水倒回去；再把2號瓶的水倒進空瓶子，也做個記號，就可以比出來了。

師：你很會動腦筋！你選用了空瓶子作標準進行比較。除了空瓶子，可以用別的瓶子做標準嗎？

生：可以用1號瓶，直接先在1號瓶的水面畫一條線，再把1號瓶的水倒出來，把2號瓶的水倒進去，畫條線比較。

生：也可以用2號瓶作標準，方法和用1號瓶是一樣的。

在這個片斷中，盡管都是用的“比液面高度”這一方法，但是通過老師引導，學生便設計出了用不同瓶子作標準的多種方案。在這個設計過程中，學生的思維打開了，實驗方案也在不斷被改進、優化。隨后同學們又設計出了“用小杯子量”“貼刻度條”等實驗方法。

二、在尋根求源中培養學生的實證意識

科學的本質是實證的，科學活動是一種求真活動，科學必須用事實說話；科學結論必須是經得起實踐檢驗的；學生在整個科學探究過程的各個步驟中，學會觀察和提高證據意識這一步，最具有教育價值。

本節課中，在學生設計完實驗方案后，各組進行了實驗，因為各組采用的方法、標準不同，所以最后得出的數據有很大差別。為什么會產生這種結果？當時我讓同學們分析原因，有同學提出了可能是因為用作標準的瓶子、小杯子、畫的刻度不一樣導致的。其他同學都表示贊同。可是我并沒有到此結束，而是要求各組展示自己的實驗器材，進行驗證。這時發現大部分組的差距都是因為實驗器材不同導致的，但有兩個組所用器材一樣、方法一樣，可是結果差異較大。這又是怎么回事呢？同學們又分析了實驗中可能出現的問題。

于是，我讓兩組同學同時到臺上重現各自的實驗過程，立刻發現一個組的1號瓶中的水少了許多，經詢問得知，在實驗過程中，因為不小心，該組同學灑了一些水在地上，導致了結果的不準確。雖然在尋找原因的過程中耽誤了一些時間，但是這個過程是值得的。學生在驗證的過程中會明白，任何結論都不能想當然，必須找到證據。

作為教師，也要在課堂上常問“你的依據是什么？”“有證據嗎？”只有老師有意識地追問，才能讓學生形成實證意識。

三、在結果分析中培養學生的科學思維

新課標指出，從小就必須注重培養學生良好的科學素養，通過科學教育使學生學會用科學的思維方式解決自身學習、日常生活中遇到的問題。在實際教學中，我們要運用一些切實可操作的方法來關注學生思維的激發，思維能力的培養，讓學生理解為什么是這樣的。

教學《比較水的多少》時，我要求學生在實驗中用數據描述結果，這樣就避免了模糊結論，也便于后面的結果分析。實驗結果出來之后，面對各不相同的數據，我讓學生分析產生不同結果的原因是什么？并進一步分析：要表示出水的多少，用哪個單位做標準比較好？因為在前面的活動中學生已經明白采用不同的標準會導致結果的不一致。所以在這里，學生很快就分析出用杯、厘米、格來表示水的多少都不準確，必須采用一個標準單位。此時引導學生認識毫升、升也就水到渠成了。

在學生自制量筒這一環節，我設計了一個問題“如果有一個測量水的多少的標準工具，它應該具有什么特點？”根據在課堂上的實踐經驗，學生設計出了透明、有刻度、有標準單位等特點。還有一位同學提出了要“上下一樣粗”，這種特點是基于他在課堂上見到的材料總結出來的，也是因為同學們畫刻度時習慣于畫均勻的刻度。對三年級的孩子來說，總結出這個特點是非常難得的。但是從科學的角度來說，這種說法并不完全正確。當時我肯定了他的想法，但是在補充認識其他測量工具時，我特意出示了上粗下細的量杯。并提問“這個量杯上下不是一樣粗，為什么也可以測量出水的多少？”當量杯的圖片出現在大屏幕上時，同學們馬上叫起來“量杯上的刻度寬窄不一樣”。

在這個過程中，學生不斷地產生矛盾、修正觀念，思維也在不斷向縱深處發展。

總之，科學課中的實驗教學需要教師精心設計過程、創新實驗方法、巧妙引導學生、關注學生發展，這樣實驗課教學才能真正達到培養學生科學素養的目的。