以核心素養為導向的初中科學實驗教學策略與研究

倪世民

摘要：文章以初中階段的科學實驗課程為研究對象，從教師的角度出發，對建立核心素養教學培育體系的具體方法策略進行分析。論述中，將陶行知教育思想作為引導核心素養教育理論體系的關鍵，在說明這一內容在初中科學實驗教學中的重要性的同時，對基礎理論知識、多元實驗課堂、問題導向學習、層級科學探究、開放思考空間這五方面應用教學策略進行研究，并在實踐課程教學方法的探討中，為相關教務研究提供交流材料。

關鍵詞：初中教育 核心素養 科學實驗 陶行知

在現代教育理念的影響條件下，核心素養成為人才培養的主要目標，受到了教育界，乃至社會的廣泛關注。在這一教育方向提出后，需要對具體課程的應用條件進行開發，并將理論化的研究內容引導到實際教務工作中。陶行知教育思想在核心素養轉化領域有著廣泛且深遠的影響，需要在其“生活教育”理論的指引下，更好地搭建核心素養教育體系，并將其應用在初中科學實驗課程的教學活動中，進而保證整體教學方法與策略的有效性。

一、陶行知教育思想下的核心素養教育

陶行知是我國近代著名的教育家，其“生活教育”理論對我國近現代教育產生了深遠影響，甚至當前教育環境下，陶行知教育思想也可以作為核心素養教育體系的支撐，發揮積極作用。

“生活即教育”是陶行知思想理論的核心。這一思想強調教育來源于生活，要依靠生活完成教育，通過教育改變人們的具體生活。簡而言之，教育與生活是相輔相成且不可分割的統一體。教育中的具體內容，需要從生活中進行提煉，也要將教育影響下的具體成果投入改造生活的過程中，進而形成相互影響、螺旋上升的正向循環。從學生角度出發，在學習過程中，完成核心素養積累，才能更好地將科學知識引導下的思維方式、實踐能力、解答方法應用在具體生活中，實現對于自身乃至世界的改變與革新。而在執行這一教育工作時，還會通過分組活動與交流探究等形式，對學習內容與方法進行補充。此時，教育活動也會在鍛煉學生表達能力、交際水平、合作能力等綜合素質方面發揮積極作用，使學生形成更加全面化的核心素養，體現現代教育對于人才培養的優勢。

二、核心素養與初中科學實驗教學的內在聯系

初中階段的科學實驗課程，是邏輯思維的具象化表現，也是結合實踐操作與理論知識的重要學科。由于其學科特征，科學實驗課程在學生核心素養培育中發揮了積極作用。內容上，初中科學課程的本質，就是引導學生鞏固科學基礎，加深對于科學素養的理解與認識，在涉及生命科學、自然宇宙、理化性質、科學技術等領域的知識內容時，可以形成更加具體的邏輯性學科思維能力，由此，在科學研究方法與概念、定理、模型等理論性內容的基礎上，塑造更高的實踐能力，滿足綜合素質成長的客觀需要。

核心素養的綜合培養具體體現在學生的思維活躍度與實踐操作能力上。以往的傳統教育中，學生的理論基礎相對較強，在解題能力上表現出明顯的優勢。然而，這種優勢僅停留在書本與習題中，并未對學生“社會性”相關能力產生積極影響，反而會在“讀死書”的錯誤模式下，制約其思維成長，使其局限在書本的知識結構中。而本著“科學思想”原則的初中科學實驗教學，在整體課程體系安排中，以核心素養的培育為指導，形成了完整的科學體系，更加注重學生“學習能力”的塑造，在指導學生開展科學探究活動的同時，也潛移默化使學生形成一種科學性的思考模式，獲得解決問題的方法。具體課程中，還會在基礎理論知識的基礎上，穿插一些趣味性的游戲活動，并在實踐性的課堂實驗中，加強學生的操作能力。

三、構建科學實驗核心素養教育體系的課程方法

1.強調基礎理論課程的核心地位

初中階段的科學實驗課程務必突出理論內容的核心地位。在實際教學過程中，實驗課程以具體科學基礎知識作為引導，在保證實驗內容正常推進的前提下，可以最大限度地保證學生對于知識內容的學習與掌控。而在課程內容上，雖然要強調理論的核心地位，但仍需堅持實驗操作形式的基礎條件，以此實現理論與實踐相統一的學習指導策略，使學生的核心素養培育能夠在科學實驗課程中有序展開。

為了實現這一目標，應減少基礎理論內容講解所占的比例，或是對其知識內容進行層級化分解，并與實踐內容糅合在一起，使整體教學工作展現出更加明顯的遞進狀態，提高課程指導作用。在減少基礎理論課堂占用比例的方法上，教師可對知識內容進行提煉與整理，使其更加簡潔、直觀地完成知識內容表達，并通過邏輯性表達與現代化多媒體技術手段，保證學生的理解程度，達到提高課堂講解效率的目標，并為實踐活動爭取更多課堂時間。例如，在對整體科學實驗學科課程進行概述與引導的過程中，教師可以對知識體系進行提煉，并設置“存在的自然”“演化的自然”“人類與自然”這三個主線結構。然后，根據了解自然現象、認知自然規律、自然界發展變化的客觀認識、人類與自然環境的關系這一系列內容，形成完整的知識體系，并通過“魚骨圖”的形式，將時間線作為主軸，按照發展遞進關系將其串聯起來。由此，可以使學生對這一內容產生更加直觀的認識，將其應用在獨立思考與內容理解上，并節省課程內容的時間，進而完成這一知識內容的效率化學習。

2.創建多元化科學實驗課程體系

為了實現對于初中學生核心素養的培育，就需要對科學教學實驗課程的教學方式進行積極調整，并將學生作為學習過程中的主體，更好地推動具體學習內容的發生。而在學科知識體系中，“科學”的概念范圍相對較廣，且涵蓋了基本概念、技術原理、運用模型、科學事實等多個內容。在對不同內容展開有效學習的過程中，也要注意到方法的適應性條件，選擇針對性策略展開具體課程學習的同時，保證整體課程內容學習的有效性，并使學生可以真正地吸收課程知識內容。

從學生的角度出發，開展科學實驗課程的學習，是一個相對較為復雜的認知過程。在對“新奇”現象進行觀察的同時，要嘗試對其做出解釋，并找到其中有悖常理的問題，并通過實踐探究方案的設計，對這一疑問性的內容進行分析與解釋，以此保證課程內容的學習效果，完成對于課程知識內容學科規律的探究。然后，教師還需要指導并幫助學生，對具體課程學習內容進行歸因與總結，將其原有的知識體系建立連接，作為現有知識的拓展，將知識內容與學生的實際生活之間建立客觀聯系。通過這一歸類與引導，使學生在自己的課余生活中，也能夠有效開發課程知識的實用價值，并在處理實際問題的基礎上，保證學習過程的有效性。

這一過程中，應用多樣化的教學方法，可以盡可能地加深知識內容與生活之間的聯系，并在多種形式的課程指導中，減弱實驗與邏輯性分析的枯燥感，以此保證學生對于知識內容的理解與記憶。借此，為學生建立學習與獨立思考的空間，使其可以更好地開動自己的大腦，進而在調用現有知識的同時，完成內容的解讀與認知。尤其在提出問題與質疑權威答案的方法上，使其學會用“事實”進行證明與驗算的推導方式，并在具體執行中，實現思想與實踐能力的綜合化成長。例如，科學實驗課程可以與初中階段的物理課程進行聯動，在對“牛頓第一定律”進行證明與推導的過程中，物理教師與科學實驗課程教師分別帶領一個學習小組，并在競爭與對抗的形式下，完成理論內容的過程推導。然后，開發小組成員的想象力，每個小組設計出獨立的理論證明實驗，以求更好地展示出“牛頓第一定律”的全貌。同時，通過分組競賽、項目操作、課題設計等，使整個課堂活動更加緊湊，在完成課程教學目標的基礎上，使“牛頓第一定律”的理論形成條件變得更加具體，為學生的綜合素質發展奠定堅實基礎。

3.形成問題導向的課程學習方法

科學實驗本身是一種帶有科學性質的實驗，在初中階段，需要對課程的具體形式進行調整，并通過學生對具體問題的攻克與解答，完成科學化思想引導的教育目標。實際教學活動中，問題導向化的教學模式不應僅停留在提出問題、做出猜想、假設問題、制訂計劃、設計實驗、證明結果、技術說明、完成探究討論的基礎研究方法上，教師還需要根據科學實驗內容的具體難易程度，在課程問題結構中，設置不同的難度等級，并將其作為課程指導形式的基礎，形成階梯形的知識梯度。這樣可以使學生在執行任務的不同階段，逐漸攻克問題，加深對于科學實驗內容的理解，進而使自身的分析、運算、推導等能力得到強化。

例如，在“電生磁”這一知識內容的學習與探究中，教師可以將具體的學習問題作為導向性內容，在還原“電生磁”科學實驗原貌的同時，讓學生以學習者的姿態，感受科學探究過程中的喜悅，并在規范化實驗流程的引導下，找到科學家的思路。通過這種學習方式，讓學生完成對于科學實驗的模仿，并在簡單的“復盤”操作中，認識并逐漸熟悉科學性的思考方式，進而為學生科學思維與實踐能力的成長奠定基礎。在課程教學的拓展上，教師還可以將這一課題內容作為出發點，讓學生嘗試從生活中總結與實驗活動類似的現象。然后，在具體的課程內容中，學生通過對于生活中各種場景與現象的分析，從基礎的“電生磁”現象中，總結各種實際問題，如“電能否產生磁場”等。此時學生可以針對這一新提出的問題內容展開討論，并嘗試對奧斯特實驗進行改良，在形成概念體系的基礎上，完成實驗探究。而在科學化的技術條件上，由于其涉及的知識理論相對較深，且并不適宜由初中學生在課堂上完成實驗探索，也可以通過一定輔助條件鞏固學生對于實驗內容的理解。

4.組建層級化科學實驗探究系統

在實際教學活動中，教師可以按照表1所示的問題教學形式，對問題的難易程度進行調整，將其整理為四個不同的等級，并在調節課程內容理解條件的過程中，完成對于學生科學性思維的塑造。其中，4級問題學習模式最為簡便，與傳統的實驗課程教學形式相同。在完成課程學習的過程中，學生僅需要通過聽講的形式，跟隨教師思路，就可以完成知識內容的學習。這一問題教學模式適合分析能力相對較弱的學生，學生可以在教師科學分析方法引導下，對具體的學科分析方式產生認知與理解。當逐漸縮減已知內容，并最終將課題問題項目以未知條件呈現時，學生就需要對生活中的具體現象進行提煉與總結，并通過以往學習中積累的科學分析方式，形成獨立的課題項目問題探究計劃，從而獨立地設置完整的科學實驗項目。由此，不僅可以保證教學的開放性與自覺性，也徹底將問題式教學的思考模式傳授給學生，并通過課題訓練與實踐，使其可以獨立地完成課題內容的定位與分析。

實際教學案例中，“影響電功率大小因素”的課題分析與具體的學科發展條件相對應，在組織學生完成課程學習的同時，使其更好地參與到課題項目的學習中。例如，在課題探究的過程中，教師提出課題項目“電功率受哪些因素影響”這一研究問題。然后，學生自主地對課題項目中的實驗操作進行設計。而通過小組合作的形式，學生可以更加具體地得出結論，順利地展開項目內容的學習與分析。而對應前文的層級等級劃分方法時，這一方法屬于3級問題學習模式，可以讓學生獨立地完成內容的總結與分析。對此，教師應對學生當前的學習狀態做出基本的判斷，如果學生的理解力與適應性相對較好，則可在現有分析問題的基礎上，適當地增加問題難度。方法上，可以讓學生嘗試著說出“電功率影響因素分析”這一課題中存在哪些不足，并應該對哪些實驗設計方法與結構進行修改。由此，學生的知識學習等級從原有的3級升到了2級，更好地完成了課程知識的學習與記憶，為整體課程教育的合理化展開提供了堅實的基礎。

5.為學生預留開放性思考空間

科學性思維，在邏輯性上有明顯的學科特征。通過對科學化思想的認知體系構建，可以在科學論證方法與批判性邏輯思維的引導下，提高學生的思維能力，使其更好地適應現代科學學科的分析方式，并在演繹與實驗觀察的分析基礎上，得出具體的認知結果。而初中階段的科學實驗課程內容并不是學生受用終生的主要學習成果，可能僅會作為這一階段個人學習結果與價值的評價。但在綜合化的課程學習中，需要通過系統化的知識理解與分析，逐漸在知識內容的學習與總結中，形成獨立的知識體系，使其成為引導課程知識內容的核心。尤其在科學思維方式、系統思想方法、邏輯分析模式、科學精神與價值取向的內容上，通過科學實驗的系統化學習，幫助學生完成具體內容的學習與探究，由此在學生的腦海中形成深刻的思想烙印。這種科學化的思考方式會成為影響其一生的重要財富。

現實生活中，每個人科學素養的高低并不僅受其知識儲量的影響，其思考問題的方式同樣有著決定性作用。尤其在科學實驗課題中，教師掌控核心素養導向下的課程教學方式，并在完成學生思維能力塑造的同時，使其更加充分地投入到具體課題項目的實踐思考與內容分析中。而對于一些難度較大的課題內容，教師也要盡可能地減少自己對于項目結論的直接干預，并在參與項目探究的過程中，通過具體思路上的引導，控制學生在交流與探究過程中的問題分析方向，進而使學生可以獨立地完成問題思索，實現自身思維能力的培養與塑造。

四、總結

核心素養導向下的初中科學實驗課程教學，是學科教育持續良性發展的必然結果，也是鞏固素質教育成果的關鍵動力。在實際課程發展條件上，需要突出學科的科學化特色，并在結合陶行知教育思想的前提下，提高課程教育體系的開發效果。通過對科學知識內容多樣化開發，在保證課程學習方法有效性的基礎上，形成層級化的實驗體系，并使學生可以獲得獨立的思考與應用空間，更好地實現素質教育的發展目標，強化科學教育學科的積極影響。

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