以拓展性課程培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的案例研究

胡國(guó)芬

[摘要]在全面深化課程改革的形勢(shì)下，初中科學(xué)拓展性課程的開發(fā)成為重要資源之一，它可以利用學(xué)校課程安排之外的時(shí)間和空間來完成整體學(xué)習(xí)，也可以打破學(xué)生時(shí)間和空間上的限制。它是在基礎(chǔ)型課程的基礎(chǔ)上，體現(xiàn)知識(shí)擴(kuò)展和綜合能力的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)精神、方法和能力，注重發(fā)展學(xué)生各種不同的特殊能力，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。文章結(jié)合幾個(gè)教學(xué)案例主要探討以拓展性課程培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的策略。

[關(guān)鍵詞]拓展性課程，科學(xué)探究素養(yǎng)，初中科學(xué)

[中圖分類號(hào)]G633.98[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1674-6058（2020）11-0087-02

2014年教育部印發(fā)的《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》中有一個(gè)詞——核心素養(yǎng)體系引人關(guān)注?！昂诵乃仞B(yǎng)體系”中明確學(xué)生應(yīng)具備適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，突出強(qiáng)調(diào)個(gè)人修養(yǎng)、社會(huì)關(guān)愛、家國(guó)情懷，更加注重自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實(shí)踐?！罢n——是點(diǎn)燃求知欲和道德信念火把的第一顆火星?！苯逃姨K霍姆林斯基這樣詮釋。課堂教學(xué)是學(xué)校教育的基本組織形式，學(xué)生是在這樣一個(gè)組織形式下高效進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)的，而教學(xué)組織形式的優(yōu)劣會(huì)直接對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生影響。在新課程理念指導(dǎo)下，圍繞培養(yǎng)學(xué)生“核心素養(yǎng)”這一任務(wù)，許多教師對(duì)自己固有的教學(xué)方式提出了疑問，有些學(xué)校在教學(xué)方式上進(jìn)行探索，并取得了一定的成績(jī)。初中科學(xué)拓展性課程的開發(fā)是科學(xué)課程改革的重要資源，開發(fā)拓展性課程可以提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力、合作能力和創(chuàng)新能力，是全面提高學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的重要途徑。

一、抓住學(xué)生特點(diǎn)，展現(xiàn)科學(xué)魅力

探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式。親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑。初中生有著寶貴的好奇心和強(qiáng)烈的求知欲。探究是滿足學(xué)生求知欲的重要手段，對(duì)于保護(hù)學(xué)生的好奇心非常重要。通過探究，學(xué)生可從中獲得巨大的滿足感、興奮感和自信心，并煥發(fā)出內(nèi)在的生命活力。對(duì)此，教師應(yīng)抓住學(xué)生的這些特點(diǎn)，開展拓展性課程，安排探究活動(dòng)，以使學(xué)生的思維得到鍛煉，有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度和解決問題的能力。

[案例1]制作肥皂泡

材料：清水（熱水），洗滌劑（白貓），甘油，土蜂蜜，棉線，竹竿，鐵絲。

步驟：將清水、洗滌劑、甘油、土蜂蜜按6：2：1：0.5的比例混合溶解制成肥皂液，將鐵絲圍成圓形、正方形、三角形等不同形狀，并浸上肥皂液，吹出泡泡。還可以用四根竹竿將棉線圍成一定大小的形狀，浸過肥皂液后拉出巨大的肥皂泡。

通過這個(gè)科學(xué)探究活動(dòng)，學(xué)生經(jīng)歷了觀察、操作、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等實(shí)踐過程，還經(jīng)歷了挫折與失敗、曲折與迂回、成功與興奮，這其中的許多感受和體驗(yàn)是他們理解科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)精神的意義與價(jià)值的基礎(chǔ)。在本次拓展性課程中，為了制成能吹出大泡泡的肥皂液，我和學(xué)生一起上網(wǎng)查找資料，不斷反復(fù)嘗試肥皂液中各種液體的體積配比。在經(jīng)過了一次又一次的實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)操作之后，學(xué)生的合作探究、創(chuàng)新精神等核心素養(yǎng)得到了切實(shí)地培養(yǎng)。

二、基于教材課程靈活拓展延伸

拓展性課程的內(nèi)容大多是在教材知識(shí)的基礎(chǔ)上，加以深入探究的，在課堂中無法深入探究的問題可在拓展課中完成。例如，在教學(xué)《物體浮沉條件及其應(yīng)用》一課時(shí)，對(duì)潛水艇的浮沉進(jìn)行探究，而生活中有許多浮沉現(xiàn)象和實(shí)例，加上之前學(xué)生已學(xué)習(xí)有關(guān)浮力的概念、阿基米德原理等基礎(chǔ)知識(shí)，筆者開設(shè)了一節(jié)《制作浮沉子》的科學(xué)拓展課。

[案例2]制作浮沉子

材料：一個(gè)250毫升的空礦泉水瓶，一個(gè)帶橡膠塞的小玻璃瓶（最好是長(zhǎng)圓柱體形的，方便玻璃瓶豎立起來）。

步驟：在橡膠塞上戳一個(gè)小孔，小玻璃瓶?jī)?nèi)裝入三分之二的水，將其倒扣在裝有三分之二水的礦泉水瓶中，用力捏礦泉水瓶，觀察到有水進(jìn)入小玻璃瓶，玻璃瓶重力增加，浮力不變，玻璃瓶下沉;松手后，礦泉水瓶恢復(fù)原狀，水從玻璃瓶流出，重力減小，浮力不變，玻璃瓶上浮。

這個(gè)活動(dòng)涉及的知識(shí)有大氣壓、受力分析、物體浮沉條件，是一個(gè)綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。浮沉子內(nèi)的水量掌控是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。通過小組合作，學(xué)生討論分析、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，提高了合作能力和探究能力。但在這個(gè)活動(dòng)中，解釋浮沉子是如何實(shí)現(xiàn)浮沉的是一個(gè)難點(diǎn)，需要教師引導(dǎo)。首先對(duì)浮沉子進(jìn)行受力分析，再對(duì)礦泉水瓶?jī)?nèi)的大氣壓進(jìn)行分析，兩者結(jié)合，層層深入剖析，讓學(xué)生的理性思維得到一定培養(yǎng)，同時(shí)提高學(xué)生的探究能力，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

三、化理論為實(shí)踐，體驗(yàn)科學(xué)探究

初中階段的電學(xué)知識(shí)是為高中物理進(jìn)一步學(xué)習(xí)電與磁做知識(shí)鋪墊的，學(xué)生從零基礎(chǔ)接受電學(xué)知識(shí)的，一下子無法接受如此抽象的概念，尤其是女同學(xué)，大多怕被電到，很多教師都在為開導(dǎo)這些學(xué)生長(zhǎng)期做著努力。電現(xiàn)象的偉大發(fā)現(xiàn)給人類生活帶來了歷史性的改變，讓學(xué)生感受到電學(xué)的神奇是引導(dǎo)他們愛上電學(xué)的一個(gè)有效途徑。九年級(jí)上冊(cè)《電動(dòng)機(jī)》這一章節(jié)，旨在讓學(xué)生掌握電動(dòng)機(jī)的工作原理，但電動(dòng)機(jī)的制作過程較復(fù)雜，對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣幫助不大。對(duì)此，筆者開設(shè)了一節(jié)《簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)》科學(xué)拓展課，讓學(xué)生感受電學(xué)的魅力。

[案例3]簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)

材料：若干個(gè)紐扣狀釹磁鐵，一枚鐵釘，一節(jié)七號(hào)干電池，一根粗銅絲，一些紙片和回形針。

步驟：將紙片剪成3片電風(fēng)扇轉(zhuǎn)葉，并粘在回形針上，將4個(gè)紐扣狀釹磁鐵吸成一串，上面吸一根鐵釘，下面吸上制作好的三片“電風(fēng)扇轉(zhuǎn)葉”，鐵釘上方吸住七號(hào)干電池的負(fù)極，手拿銅絲，將銅絲一端搭在電池正極，另一端搭在磁鐵上，此時(shí)導(dǎo)體通電，在磁場(chǎng)中受到力的作用，因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ?，磁鐵此時(shí)也受到同樣大小的力，而此時(shí)手拿銅絲，銅絲無法轉(zhuǎn)動(dòng)，而磁鐵受到的摩擦力較小，在力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)起來，磁鐵下方吸引著的“轉(zhuǎn)葉”也轉(zhuǎn)動(dòng)起來，這樣就做成了一個(gè)簡(jiǎn)易吊扇。

利用這個(gè)裝置，將轉(zhuǎn)葉改成其他形狀，可以做成各種各樣可以轉(zhuǎn)動(dòng)的物體，制作簡(jiǎn)單，原理易懂，學(xué)生興趣濃厚，不但讓學(xué)生運(yùn)用了教材中學(xué)過的知識(shí)，也增強(qiáng)了動(dòng)手實(shí)踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力。

[案例4]神奇的指紋

材料：2B鉛筆，小刀，透明膠，白紙條，錐形瓶，固體碘，剪刀，鑷子，三腳架，酒精燈，火柴，石棉網(wǎng)，橡膠塞，面粉，粉筆。

（1）石墨粉收集指紋

步驟：用小刀削下2B鉛筆芯粉末，用鉛筆芯粉末將食指涂黑，刮下多余的碳粉，將涂黑的食指印在透明膠帶上，將留有該指印的膠帶粘在白紙條上，紙條上就保存下了該指紋?。ㄈ鐖D2）。

（2）碘熏法采集指紋

步驟：將干凈的手指在白紙條上按幾下，將一小顆固體碘放入錐形瓶中，用酒精燈加熱，使固體碘升華，迅速將按過指紋的白紙條放入錐形瓶。由于人體皮膚會(huì)分泌油脂，被手指按壓過的白紙條，其實(shí)已經(jīng)粘上了油脂，放在碘蒸氣中，由于碘蒸氣易凝華，凝華后附著在凹凸不平的指紋上，形成清晰的黑色指紋?。ㄈ鐖D3）。

前個(gè)活動(dòng)模擬了公安局收集犯罪嫌疑人指紋的方法——碳粉印，也為后一個(gè)活動(dòng)做好了鋪墊。當(dāng)提出“警察如何將無形的指紋印顯現(xiàn)出來？”的問題時(shí)，筆者先引導(dǎo)學(xué)生思考：會(huì)不會(huì)是某種物質(zhì)黏在了指紋上？接下來再討論哪些物質(zhì)可以黏附在指紋上并且很容易用肉眼觀察。學(xué)生開始用面粉、粉筆灰等物質(zhì)探究。從討論探究方法到嘗試各種物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生放飛思維，動(dòng)手實(shí)踐，很好地扮演了一次“科學(xué)家”的角色。

四、拓展性課程的實(shí)踐難題

初中科學(xué)拓展性課程的開發(fā)無疑對(duì)提高學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)起到了一定的作用，但是各個(gè)學(xué)校在開發(fā)拓展性課程這條道路上遇到了不少困難。例如，師資不足是目前各個(gè)學(xué)校面臨的最大問題，對(duì)于工作繁重的教師來講，額外增加拓展性課程的開展工作，無疑是增加了不小的工作量，所以想讓拓展性課程更好地開展，學(xué)校迫切需要引進(jìn)或培養(yǎng)一批能長(zhǎng)期勝任拓展性課程的開發(fā)與實(shí)踐的教師。為了確保拓展性課程的開展切實(shí)有效，必須依賴一本系統(tǒng)的教材。但需要通過多年學(xué)習(xí)、探討、推究、整合，才能推出一套符合初中科學(xué)特點(diǎn)的拓展性課程的教材。