核心素養視域下提升小學科學教學質量的策略研究

文/李傳海

引 言

當前，在立德樹人教育任務的驅動下，發展學科核心素養成為主要的教學目標，即結合學科的特點，培養學生正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。小學生年齡較小，生活經驗及學習經驗有限，科學教學能夠讓學生觀察生活中有趣的生活現象，也可以激發學生的實驗探究能力，鍛煉學生的科學思維，培養學生的科學態度。因此，科學是小學階段發展學生科學素養的主要學科。基于此，小學科學教師應根據核心素養培養要求挖掘學科的育人價值，構建合理有效的教學策略。

一、核心素養視域下小學科學教學中面臨的困境

當前，在小學科學課程教學中，關于學生核心素養發展存在的教學問題比較突出，具體如下：部分教師缺乏對科學課程的重視，在教學指導中的準備不足，導致學生對科學知識的學習缺乏主動性，直接影響教學質量；實驗教學缺乏趣味性和探究性，一些學校的實驗設備相對匱乏，學生參與實驗的機會不足，難以通過自己動手完成對實驗現象的探究；有些教師在科學實驗課上忽視學生的主體地位，習慣采用演示方式為學生展示實驗現象，導致學生的課堂參與度不高，影響了學生實驗探索能力及科學思維的發展；科學課程內容的構建與社會生活脫節，教師將重點集中在課堂知識的學習上，忽視了與現實生活的聯系，導致學生難以在實踐中形成正確的科學態度。針對這些問題，小學科學教師應積極改進教學策略，提升科學教學質量。

二、核心素養視域下提升小學科學教學質量的策略

（一）構建情境，培養學生的科學觀念

科學觀念是從科學視角形成的對自然現象的基本認識，是科學概念和規律在頭腦中的提煉和升華，是運用科學知識和方法解釋自然現象和解決實際問題的能力。在核心素養視域下，小學生科學觀念的培養是其科學素養發展的基礎。只有具備良好的科學觀念，學生才能在學習過程中積累科學知識，才能以科學的角度看待外界事物的變化，才能有意識地探究其中的科學規律。當然，對于小學生而言，科學觀念的培養是一個循序漸進的過程，而調動學生的學習興趣則是科學觀念發展的關鍵步驟。基于此，教師可以采取情境教學的方法，將科學與現實生活、趣味游戲等結合起來，激發學生觀察科學現象的積極性，促使學生潛移默化地形成科學觀念[1]。

例如，在“生活中的靜電現象”一課的教學中，為了讓學生體驗靜電現象，教師引入生活中有趣的現象，并讓學生觀察。教師用梳子梳干燥的頭發，并提問：“頭發可能會怎樣？”學生根據自己的生活經驗說道：“頭發可能會飄起來。”教師繼續追問：“頭發為什么能飄起來呢？”有的學生回答：“因為靜電。”“那么什么是靜電現象？靜電現象是怎么產生的呢？”針對這樣的問題學生難以回答，教師則引出主題，引導學生展開小組實驗，重現生活中的靜電現象，并對“電荷”的概念進行探究。通過教師的教學指導，學生理解了正電荷、負電荷的概念，以及電荷流動而產生的靜電現象。這樣的設計讓學生從常見的生活現象入手，探究科學知識，實現了從感性到理性的過渡，同時也讓學生樹立了“生活處處有科學”的思想觀念。

再如，在科學課堂上，為了調動學生的學習興趣、培養學生的科學觀念，教師設計了“能吹起來的乒乓球”的趣味游戲。在實驗中，教師準備了乒乓球、玻璃杯、長方體積木、正方體積木、塑料固定帶、雙面膠、小釘子等實物；然后把兩塊積木平放疊起，用雙面膠把正方體積木固定在長方體積木的中間處；把兩個玻璃杯口對口傾斜靠在積木上，再用塑料帶子把玻璃杯固定在長方形積木上，杯口與杯口之間留5～10 厘米距離，中間放一個乒乓球。接下來，教師選擇一名學生作為助教配合實驗，即學生在杯子一頭對著乒乓球吹氣，其他學生猜測并觀察他是否能把乒乓球吹進一側的杯子里。在實驗中有的學生不服氣，認為一定是之前的學生沒有用力才沒有吹動乒乓球，但是十幾個學生走上臺嘗試后乒乓球依然沒有被吹進杯子，反而跳了起來。針對這一有趣現象，教師為學生科普了氣流運動、空氣回流的相關知識，使學生恍然大悟。通過這樣的游戲設計，教師可以讓學生看到科學現象的有趣之處，從而端正科學態度，形成正確的科學觀念[2]。

（二）設計問題，培養學生的科學思維

科學思維是從科學視角對客觀事物本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式，是對科學中的基礎理論、理想模型和經驗事實之間的關系的理解，是分析綜合、抽象概括、推理論證等科學思維方法的內化，是基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論質疑、批判，進而提出創造性見解的能力和品質。在新課程改革背景下，學生科學思維的發展是核心素養發展的必然要求。小學是學生思維培養的重要時期，科學這門課程對學生思維能力的發展有著重要的意義。理解科學知識、樹立科學觀念、展開科學探索不僅需要學生具備豐富的知識儲備，還需要學生具備一定的思維能力，即能夠準確捕捉、提煉、解讀科學知識，并實現創新應用。基于此，在小學科學教學中，教師要為學生提供思維發展的機會，采取多樣化指導，讓學生的科學思維得到綜合訓練。

例如，“植物的共同特點”這一課內容涉及對之前所學知識的綜合分析，這對學生科學思維的培養十分有益。因此，教師設計相應的教學任務，引導學生在對比、歸納、總結中鍛煉思維能力。（1）比較陸生植物和水生植物，說一說植物需要哪些條件才能正常生長，列表說明這兩類植物生存條件的共同點。在任務探究中，教師引導學生回憶我們周圍生長的各種植物，指導學生將其記錄在表格中，并按照陸生植物和水生植物分類，進而討論交流它們的生存條件，總結其中的共同點。（2）根據圖示，總結植物的一生，并思考問題：植物的一生經歷了哪些變化？教師為學生展示了向日葵一生的圖片，并提問：“你能說一說向日葵一生經歷了哪幾個典型生長階段嗎？”學生通過討論后得出結論：“向日葵的一生經歷了種子、發芽、幼苗、開花、結果這些生長階段。”教師再次為學生出示一棵大樹的一生，并要求學生對比向日葵的一生，總結其中的相同和不同，了解植物從生長到死亡的全過程。（3）通過對植物的觀察和研究，你發現植物有哪些共同特點。學生通過對之前所學知識的總結歸納，認識到植物都生長在一定的環境中，都需要水分、陽光、空氣等，都會生長發育，都會繁殖后代，最后衰老死亡。

在這一案例中，教師所設計的教學任務都是針對學生科學思維而展開的，學生可以通過對不同現象的對比，認識科學現象，也可以從整體上分析，提煉歸納科學知識，進而實現科學思維的發展。

（三）設計實驗，促進學生的科學探索

在核心素養視域下，科學探究是指學生在科學探究意識的指導下能夠在相應的情境中提出科學問題，形成猜測和假設，利用科學方法獲取和處理信息，形成結論以及對實驗探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力。在小學科學教學實踐中，教師應給予學生充分的探究空間，讓學生能夠通過主動思考完成探究任務，探究科學規律。例如，教師可以結合科學實驗操作來規范學生使用化學試劑的行為，促使學生在提出問題、解決問題的過程中養成良好的自主思考、自主探究的習慣，從而在后續的實驗過程中減少犯錯的頻率，延長對知識點的記憶時間，增強實驗探索效果。

教師也可以鼓勵學生收集相關素材，在課外設計趣味實驗。如在講解了電學相關知識后，教師鼓勵學生設計“土豆發電”的趣味實驗。在實驗中，學生在土豆上插入鐵圈，用兩根導線分別纏繞住兩個鐵圈，當作正負極，然后連接小燈泡，觀察燈泡是否發亮。通過趣味實驗，學生探究思考了背后的科學原理，提升了自主探究能力。

當然，在培養學生科學探究能力的過程中，最重要的是組織學生參與課堂的實驗探究，讓學生在體驗和經歷中認識科學現象，學習科學知識，鍛煉科學探索能力。例如，在“不同物質在水中的溶解能力”的教學設計中，教師在解釋了“溶解能力”的概念之后，提出問題：“根據生活經驗，我們知道食鹽和小蘇打都能夠在水中溶解，那么這兩種物質誰的溶解能力更強呢？請你來猜猜。你想要如何驗證你的猜測？”在問題的驅動下，學生展開了分組實驗。然后，教師組織學生匯報實驗方法，并針對實驗方法提出問題：這些實驗方法合理嗎？在實驗中水應該有什么要求？最后為了方便比較，教師與學生決定統一將水量定為50 毫升。在實驗過程中教師不斷提問：“小蘇打和食鹽要怎么加入水中？怎么保證每一次加的量相同？一勺加進去后，要觀察到什么樣的現象才能加第二勺？在實驗中要統計的數據是什么？”在教師的引導下，學生思考、討論，并規范操作，記錄數據，進行匯報。教師針對各組學生的實驗數據，進一步提問：“這些記錄的數據說明了什么？誰溶解得更多？為什么？”學生通過實驗驗證自己的猜想，同時也掌握了實驗探究的基本方法。為了進一步鍛煉學生的科學探索能力，教師設計拓展實驗：“如果將實驗中的物質換成糖和味精，你會比較兩種物質的溶解能力嗎？”根據問題為學生安排課后實驗任務，促使學生鞏固科學實驗能力。

（四）聯系實際，培養學生的科學態度

科學態度是指在認識科學本質，理解科學、技術、社會、環境關系的基礎上形成的對科學和技術應有的正確態度以及責任心，其中包括嚴謹認真、實事求是和持之以恒的探索精神，獨立思考、敢于質疑和善于反思的創新精神，以及保護環境、推動可持續發展的責任感等。現代社會的發展離不開科學技術的創新，但是，如何運用科學技術來為人類造福，則是人類面臨的一個重大課題。當前，科學技術的發展為人類帶來了福利，同時，技術應用帶來的問題也讓人類開始反思，如在科學技術的支持下人類對自然界的開發越來越深入，而造成的環境問題也日益嚴重；科學技術在應用中面臨著諸多倫理學、社會學的困境，讓人類對技術的發展產生恐懼。面對這一現實情況，在小學科學教育中，學校不僅要教授學生科學知識和科學技能，更要從學生的社會性發展出發，培養其科學態度和社會責任感，為學生未來更好地參與現代科技社會奠定基礎[3]。

例如，在“維護生態平衡”這一課的教學設計中，教師立足學生之前所學，為學生構建情境，引導學生將科學探究的視角從“生態瓶”推廣到“草原”，再到“沙塵暴”，為學生提供體驗學習和推理思考的機會，使學生從小生態和模擬生態拓展到大自然真正的生態系統，通過擴展對生物與環境之間關系的認識，加深學生對人類生活環境的認識。在教學指導中，教師為學生提供了草原沙塵暴的視頻和圖片，將學生劃分為不同的學習小組，讓學生分析草原生態系統失衡的原因，推測草原上某種動植物增減后生態平衡狀態的變化，同時從人與社會和諧共處的角度升華學生的思想，增強學生保護地球環境的意識。

此外，教師也可以通過課外實踐活動培養學生的科學態度和社會責任感。例如，在講解了“生物的多樣性”相關知識后，教師以“國際生物多樣性日”為契機，結合學校教學活動的實際情況，組織學生參加豐富多彩的活動，普及宣傳保護生物多樣性的意義，提升學生保護生物多樣性的意識。在課堂上，教師組織主題活動，引導學生從科學的角度討論保護生物多樣性的意義，并呼吁學生從自身做起，保護各種生物；組織學生共同制定“生物多樣性公約”，向學生講解生態環境保護知識、各類瀕臨滅絕的生物以及人類為此所做的努力，并要求學生共同遵守，從而規范學生的行為，提升學生保護生物多樣性的能力。

結 語

總之，在核心素養的視域下，教師應設計多種方式讓學生認識到科學的趣味所在，不斷優化科學教學設計，為學生營造探索性課堂，組織實踐活動，以促進學生科學觀念、科學思維、科學探索能力的全面發展。