基于核心素養(yǎng)的初中科學實驗教學策略研究

王首春

摘 要：初中科學是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的綜合性課程，在素質教育理念指導下，初中科學教學要充分發(fā)揮實驗教學的作用，將實驗教學作為發(fā)展學生核心素養(yǎng)的實踐路徑。分析了初中科學學科核心素養(yǎng)的內涵，以及初中科學實驗教學現(xiàn)狀，提出了基于核心素養(yǎng)的初中科學實驗教學策略，以期對推進科學教學改革有所幫助。

關鍵詞：核心素養(yǎng);初中;科學實驗教學

初中科學課程是研究自然界物質形態(tài)、結構和性質的一門課程。隨著學科核心素養(yǎng)的提出，初中科學課程要結合課程改革情況、課程教學目標以及素質教育的要求，將科學學科的核心素養(yǎng)定位于科學觀念、科學探究、科學思維和科學態(tài)度。為此，在初中科學實驗教學中，有必要基于核心素養(yǎng)制訂和實施科學實驗教學策略，促進學生科學核心素養(yǎng)發(fā)展。

一、初中科學學科核心素養(yǎng)內涵

初中科學學科核心素養(yǎng)具體包括：其一，科學觀念。這是學生需要具備的一種能力，具備該能力的學生，在學習科學時，能夠運用科學觀念對自然現(xiàn)象進行解釋，并且還能在掌握科學原理及規(guī)律的基礎上，利用科學觀念解決實際問題。其二，科學思維。這是一種較為特殊的思維方式，具體是指學生以現(xiàn)有的知識作為基礎，對科學事物的本質屬性、規(guī)律等進行思考的能力。其三，科學探究。所謂的探究是指探討和研究，可將之歸入評價與反思能力的范疇，具備該能力的學生，可在科學問題出現(xiàn)時，進行大膽猜想和假設，并通過相關信息的獲取，結合證據(jù)得出結論。其四，科學態(tài)度。態(tài)度是一種心理傾向，具備科學態(tài)度的學生，會始終保持對自然現(xiàn)象的好奇心，樂于觀察和思考，喜愛探索和實踐。在初中科學實驗教學中，通過對學生科學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，可以使學生的綜合能力得到進一步提升，從而使他們能夠適應社會發(fā)展的需求。

二、初中科學實驗教學現(xiàn)狀分析

在初中科學實驗教學中，普遍存在著實驗教學效果不佳、學生主體性缺失的現(xiàn)象，未能將素質教育理念落實到位。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：一是初中科學實驗課堂以教師為主體，由教師安排實驗活動，指導學生按部就班地完成實驗操作步驟，忽視了學生在實驗活動中的主體性和創(chuàng)造性，易使學生降低學習興趣。二是初中科學實驗教學受應試教育思想的影響，將實驗活動定位于傳授科學知識與技能，而忽視了學生情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)，使得學生只是將科學實驗作為檢驗科學知識的途徑，而沒有作為提升自身學習能力和綜合科學素養(yǎng)的途徑。三是初中科學實驗活動以演示實驗為主，教師利用多媒體教學設備播放實驗過程，讓學生觀察實驗現(xiàn)象，總結科學規(guī)律。這種實驗教學方式不利于學生科學探究和科學思維能力的培養(yǎng)，沒有為學生提供充足的動手實踐機會，使得學生對科學知識的認知停留在表面，難以自主完成對科學知識的建構過程。

三、基于核心素養(yǎng)的初中科學實驗教學策略

（一）基于科學觀念培養(yǎng)的科學實驗教學

在初中科學實驗教學中，教師可通過創(chuàng)設實驗情境，建立起科學基礎知識與學生生活之間的聯(lián)系，引導學生從情境中理解科學概念，并能夠將科學知識應用到實際問題的解決中去，進而形成科學觀念，激發(fā)學生學習科學知識的興趣，培養(yǎng)學生學以致用的能力。如，在教學“大氣的壓強”內容時，教師可帶領學生進行兩個實驗，通過對比的方法，對大氣壓強進行探究。在課前，先讓學生準備好實驗器具，包括水、硬紙板以及玻璃杯。在課堂上，教師可讓學生將玻璃杯內裝滿水，并將硬紙板蓋在杯口上，然后將杯子翻轉過來。此時，學生預想的硬紙板掉落、水從杯子中流出的情況并沒有出現(xiàn)，學生對這個結果感到非常好奇，此時教師可順勢引出大氣壓強的內容。采用這種教學方法，可以達到激發(fā)學生學習興趣的目的，能促使學生對科學知識進行探索。而學生在親身體驗中，了解到了實驗現(xiàn)象，從而更好地理解了大氣壓強的存在及其產(chǎn)生的原因，學生對科學知識的理解也隨之加深，有助于培養(yǎng)他們的科學觀念。又如，在教學“細胞”內容時，教師可結合教材開展實驗教學，并引導學生對實驗現(xiàn)象進行仔細觀察。為培養(yǎng)學生的科學觀念，教師可讓學生自行選取一些事物，如樹葉、石子、課本等，并讓學生使用高倍顯微鏡對這些事物進行觀察，隨后讓他們就觀察過程進行討論，據(jù)此對實驗進行總結。這種教學方式，不但能激發(fā)學生的學習欲望，而且還能使學生主動參與到實驗教學中，在發(fā)揮他們主觀能動性的同時，達到培養(yǎng)科學觀念的目的。

（二）基于科學思維培養(yǎng)的科學實驗教學

在初中科學實驗教學中，教師應設計安排探索性實驗，讓學生在實驗探索的過程中發(fā)現(xiàn)和總結科學規(guī)律，引導學生對科學現(xiàn)象的深度思考，將所學知識進行內化，進而培養(yǎng)學生的科學思維能力，促使學生的核心素養(yǎng)得到發(fā)展。如，在教學“金屬的活動性順序”內容時，教師可以先讓學生進行以下實驗：銅與稀硫酸的反應實驗、鋅與稀硫酸的反應實驗，由這兩個實驗的結果可知，銅并不會與稀硫酸發(fā)生反應，而鋅與稀硫酸反應后會產(chǎn)生氫氣。通過上述實驗，能夠使學生了解到不同的金屬在化學反應中的活潑程度有所差別。為培養(yǎng)學生的科學思維，教師可繼續(xù)讓學生動手進行鐵與鹽酸和銅與鹽酸的反應實驗，以及鐵與硫酸銅溶液的反應實驗，并要求學生在實驗中找出金屬的活動性強弱的順序。學生通過對實驗現(xiàn)象的觀察，發(fā)現(xiàn)鐵與鹽酸進行反應之后會產(chǎn)生氫氣，而且可以從硫酸銅溶液當中置換出銅，由此可以判斷出鐵的活動性要強于銅。此時教師可向學生提出如下問題：通過上述實驗，可否得出證明金屬活動性強弱的方法，當問題提出后，給學生預留出一定的思考時間，使他們能夠從實驗現(xiàn)象及結論中對科學規(guī)律進行推理和歸納。經(jīng)過思考后，學生給出兩種方法，一種方法是將金屬置于其他金屬的鹽溶液中進行反應，看可否置換出其他金屬;另一種方法是讓金屬與酸進行反應，按是否能夠生成氫氣以及反應過程的劇烈程度對金屬活動性的強弱進行判斷。在科學實驗教學中，教師讓學生親自動手對實驗進行操作，并根據(jù)實驗結果得出科學結論，可使學生在學習過程中始終保持積極的思考狀態(tài)，有利于培養(yǎng)學生的科學思維。

（三）基于科學探究培養(yǎng)的科學實驗教學

在初中科學實驗教學中，教師要組織學生開展探究性實驗活動，充分發(fā)揮學生的主體性作用，激發(fā)學生科學探究欲望，引導學生在科學研究中自主建構知識體系，扎實掌握理論知識，提高實驗教學效果。如，在教學“歐姆定律”時，雖然這是一個相對比較簡單的公式，但由于其本身具有抽象性的特點，如果教師僅憑講解的方法，很難在短時間內將該定律的推理過程及依據(jù)講述清楚，不利于學生理解。對此，教師可以運用探索性實驗開展教學，借此來培養(yǎng)學生的科學探究能力。在實驗開始前，教師可先向學生簡要介紹實驗中需要用到的器具及具體的使用方法，如電源、導線、開關、電流及電壓表、滑動變阻器等。當學生對實驗器具及使用方法基本了解和掌握之后，教師可讓學生自己動手操作實驗，并讓他們對實驗數(shù)據(jù)進行如實記錄。當電路接通之后，使電阻保持不變，對滑動變阻器的電壓進行改變，在此基礎上對經(jīng)過變阻器的電流進行測量并記錄。在保持電壓不變的情況下，改變滑動變阻器的電阻，對通過的電流進行測量和記錄。實驗結束后，教師可讓學生根據(jù)實驗結果，分析電阻不變時電流與電壓的關系，以及電壓不變時電流與電阻的關系，并讓學生嘗試自行對歐姆定律的公式進行推導。通過對實驗過程和結果的總結，學生正確給出歐姆定律的公式，即當電阻不變時電流與電壓之間成正比;電壓不變時電流與電阻成反比。在探索性實驗教學中，學生成為課堂的主體，不但提高了教學效率，而且還達到了培養(yǎng)學生科學探究能力的目的。

（四）基于科學態(tài)度培養(yǎng)的科學實驗教學

在初中科學實驗教學中，教師要將科學態(tài)度培養(yǎng)貫穿于課程教學始終，引導學生認識科學的本質，對科學形成正確觀念，增強運用科學知識解釋現(xiàn)象、解決實際問題的能力，從而培養(yǎng)學生追求真理、治學嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。如，在教學“地球表面的板塊”時，為培養(yǎng)學生的科學態(tài)度，教師可結合課程內容，采用分組實驗的教學策略，為學習小組發(fā)布試驗任務，讓學生以小組合作的方式模擬地球板塊的移動過程。為確保實驗的有序進行，教師可先對有關的知識進行講解，然后要求各小組在課下搜集資料，為實驗做準備。在課堂上，教師可以讓各個小組對實驗進行展示，說明研究成果。隨后讓各小組之間進行討論，預測板塊的移動情況，引導學生對知識進行深入的探索，從而達到培養(yǎng)他們良好科學態(tài)度的目的。又如，在教學“地球與宇宙”時，教師可引導學生對宇宙中的太陽系進行模擬，以此來激發(fā)學生探究科學知識的欲望，從而使其產(chǎn)生對科學的傾向性，進而達到培養(yǎng)科學態(tài)度的目的。教師可組織學生建立包括太陽、地球和月球三大星系在內的模型，按照公轉與自轉的規(guī)律，開展模擬實驗，通過地球繞日的過程展示，加深學生對宇宙星系運行軌跡的理解。同時，教師可引導學生對日全食和月全食的現(xiàn)象進行模擬，使較為抽象的知識直觀化、形象化，在提高教學效率和質量的基礎上，達到培養(yǎng)學生科學態(tài)度的目的。

總而言之，初中科學實驗教學要全面落實核心素養(yǎng)培養(yǎng)，將科學觀念、科學探究、科學思維和科學態(tài)度培養(yǎng)滲透到實驗教學中，結合科學教學內容，設計安排探究性實驗活動、創(chuàng)新性實驗活動和開放性實驗活動，不斷提高科學教學的整體效果，積極推進科學實驗教學改革，促使學生科學核心素養(yǎng)得到全面發(fā)展。

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編輯 李燁艷