通過小制作培育學生科學素養

〔摘 要〕 科學素養包含科學精神、科學學識、科學思想、科學方法四個方面，在學生的實驗操作中，科學素養主要體現在實驗探究態度、探究方法、探究過程和結果等方面，教師可通過小制作培育學生的科學素養。基于此，本文通過三個小制作，分析培育小學生科學素養的策略，旨在啟發教師的教學思路，更新教師的教學觀念，使教師意識到利用實驗教學培育學生科學素養的重要性，從而探究更加高效的實驗教學方法，推動小學科學教學的改革和發展。

〔關鍵詞〕 小學科學；實驗教學；科學素養

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2025） 02 071-073

《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱新課標）明確指出了培養學生科學素養的重要性，強調小學科學課程是一門以培養學生的科學素養為宗旨的課程，且和其他學科相比包含著較多的科學實驗，需要教師重視科學實驗教學，充分發揮實驗教學的育人價值，完善學生的科學素養。因此在該背景下，探究加強科學實驗教學培養小學生科學素養的策略勢在必行，具有較高的探究價值。

一、問題驅動，啟發學生的科學思維

教師要科學設計問題，實現問題驅動，借助問題的導學作用，全面啟發學生的科學思維。第一，教師要做好前期的準備工作，結合教材內容確定實驗教學的目標和難點，并結合新課標下科學素養培育的目標，細化教學目標。第二，教師要結合學生的學習重點和難點，提出合適的問題，促使學生在提問，指引下完成實驗操作，在解決問題的同時汲取豐富的科學知識。第三，教師要引導學生積極提問，指引學生在實驗操作中發現問題、解決問題，全面發展學生的科學思維能力。

以《做一個指南針》的科學實驗教學為例，教師在前期的備課工作中深入分析了教材內容，并立足科學素養培育，確定了本課的教學目標。通過科學實驗操作，學生需要了解鋼針可以被磁化，磁針在水平自由轉動的情況下可以指示南北方向，從而了解指南針的制作原理；通過實驗探究，學生需要形成完善的科學思維，明確和總結出制作指南針的兩個重要步驟，即準備磁針、制作可以水平自由轉動的裝置。在動手操作中，掌握讓磁針鋼化的方法，并結合指南針的特點，練習制作和使用指南針，形成應用意識，感受科學知識在現實生活中的應用。在動手操作過程中，體驗科學實驗探究的樂趣，主動完成深入探究，總結科學實驗的不足，并在之后的科學實驗中加以改進。

基于此目標，教師為學生準備了完善的實驗材料，有強力磁鐵、鋼針、線和杯子等，并針對科學實驗提出了如下問題。

問題1：指南針是由哪幾個部分組成的？要制作一個指南針，一般需要哪些材料？課堂伊始，為了啟發學生的科學思維，教師先從實驗材料入手，提出了第1個問題，要求學生結合自己在現實生活中見過的指南針，思考指南針是由哪幾個部分組成的，需要做哪些準備。由此，順利鋪墊了科學實驗的探究氛圍，使學生初步形成了科學思維，明確準備好實驗材料是開展科學實驗的第一步。

問題2：我們要如何制作指南針？在講授新課環節，教師繼續提問，要求學生開動腦筋，思考應如何利用眼前的材料動手制作指南針，成功發散了學生的思維，使學生從單個材料入手，分析了不同材料的作用。在此基礎上，設計了制作指南針的實驗流程，實驗細節則需要在之后的動手操作中加以調整。

問題3：為什么大家制作出來的指南針南北極會不一樣？在實驗開始后，學生之間通過分享和交流很快就發現，大家制作的指南針南北極是不一樣的。從而在問題引導下完成了深入探究，主動解決問題，最終順利汲取了科學知識，形成了科學素養。

二、合作探究，培育學生的科學素養

基于科學實驗的操作難度，教師要善于利用合作探究的教學策略，發揮學生之間的相互促進作用，完善學DOX5ky/3XMqoXrxcPOuQrZd36xb+frEUVzt0zaO3CzQ=生的科學素養。第一，教師要做到科學分組，從學生的個性化差異入手，為學生尋找最適合自己的小組，吸引學生主動融入小組，承擔合作探究任務。第二，教師要給學生留出充足的時間進行小組實驗探究，使學生真正成為課堂的主人，可以主導自己的學習節奏，保證學生可以在合作探究中有所收獲。第三，教師要指導學生進行小組研討，為學生的交流和分享創造機會，全面完善學生的科學素養。

以《我們來做“熱氣球”》的科學實驗教學為例，教師在教學之前先對學生進行了問卷調查，通過統計調查結果總結出：學生在一年級已經學習過和空氣相關的科學知識，知道空氣是可以流動的，可以通過扇扇子的方法制造空氣流動的現象。但是，受自身知識水平和認知能力的影響，學生對加熱過的空氣的運動情況不甚了解。在問卷調查中，有的學生認為空氣加熱以后會向上運動，有的學生則認為空氣在加熱以后會向各個方面飄動等，這就明確了本課的教學難度。為此，教師決定采取合作探究的方法，降低學生的實驗操作難度，借助小組力量，完善學生的科學素養。

第一，在開始合作探究之前，教師做了三點準備。其一，準備實驗材料。教師結合實驗要求，為學生準備了塑料袋、紙筒、蠟燭、火柴等。其二，教師為各小組準備了熱氣球升空的視頻，借助微課視頻明確了學生的實驗探究思路，使學生先形成確定結論，即空氣在加熱以后會向上運動，在此基礎上開展實驗。其三，教師結合學生的科學素養和性格特點，科學劃分了小組，為不同層次和性格的學生找到了適合自己的小組。

第二，教師將課堂時間留給學生，安排各小組動手制作熱氣球，梳理實驗流程。經過組內討論和操作，各小組很快就總結出了實驗步驟：點燃蠟燭，將蠟燭用紙筒罩住，再用塑料袋將蠟燭和紙筒整個罩住，加熱其中的空氣；用手測試袋子外部的溫度，在感覺到袋子明顯變熱后松開雙手；觀察“熱氣球”是否會上升。

第三，圍繞實驗現象，教師鼓勵各小組暢所欲言，發表自己的觀點，探究“熱氣球”上升的科學原理，學會利用科學知識解釋生活現象。在小組氛圍支撐下，學生參與討論的積極性也較高，紛紛結合實驗操作表達了自己的觀點，總結出當冷空氣加熱成熱空氣后會使塑料袋上升，而隨著熱空氣慢慢變回冷空氣，塑料袋也會逐漸降落，直至落地，順利形成了科學素養。

三、自主設計，發展學生的科學素養

教師要重視學生的自主設計能力，鼓勵學生自行設計實驗，完成實驗操作，在自主設計和操作中發展學生的科學素養。另外，教師要發揮自身的引導作用，及時發現學生在設計和操作科學實驗的過程中出現的問題，并給出指導，保證學生可以通過自主學習獲得豐富的學習體驗，積累科學知識，提升科學素養。

以《制作我的小樂器》的實驗教學為例，樂器的種類多種多樣，有吉他、排簫、鼓、揚琴等，這些樂器可以通過彈、撥、吹、敲擊等發出各種不同的聲音。同時，受個性化差異的影響，不同學生喜歡的樂器是不同的，動手能力的強弱也是不同的，這就決定了學生選擇制作的樂器也是不同的。因此，在科學實驗教學中，教師一改從前替學生包辦一切的思想，沒有干預學生的科學實驗設計，而是鼓勵學生結合自己的興趣愛好和實驗操作能力，自己動手設計實驗，選擇自己喜歡的、擅長的樂器，完成樂器制作過程，逐步發展自己的科學素養。

在正式開始制作之前，教師先利用信息技術帶領學生認識了生活中常見的樂器，有鋼琴、手風琴、電子琴、長笛、薩克斯；組織了實驗前的討論活動，鼓勵學生大膽表達自己的想法，說一說自己最喜歡的樂器是什么。在教師的鼓勵下，學生很快就被屏幕上豐富多彩的樂器吸引，紛紛結合自己認識的、喜歡的樂器展開了討論，營造了自由、開放的實驗探究氛圍，為學生的后續動手操作做好了準備。

之后教師則將時間留給了學生，鼓勵學生搜集、整理生活中的實驗材料，結合自己之前學過的聲音產生的科學原理，制作屬于自己的小樂器。同時，教師還充分發揮指導作用，鼓勵學生在自主探究的過程中積極求助，遇到自己無法解決的難題時要及時向教師、同學求助，汲取他人的智慧，彌補自己的不足。在自由、開放的氛圍中，學生紛紛發揮了自己的智慧。例如，紅紅將橡皮筋綁在了杯子上，然后用手撥動橡皮筋成功發出了聲音，制作了屬于自己的樂器；麗麗從笛子中獲得靈感，嘗試用吸管制作簡易笛子。麗麗在吸管上剪出了幾個洞，然后嘗試吹吸管，結果發現并沒有聲音。麗麗百思不得其解只能求助教師，教師則趁機為麗麗科普了笛子的發音原理，使麗麗明白了僅僅在吸管上扎出小孔是無法讓吸管變成笛子的，需要做出膜孔、音孔、基音孔、助音孔，其中，膜孔還需要額外貼膜制作。在教師的指導下，麗麗找到了自己實驗設計的不足，表示會利用課下的時間搜集、整理和笛子相關的資料，重新選擇合適的材料，嘗試制作出可以發聲的笛子。

在課堂最后，教師還留出了展示時間，鼓勵學生自由展示自己制作的小樂器，實現了學生之間的充分交流和互動。此外，教師還和學生一起從眾多成品中選擇了幾個有特色且制作比較成功的作品，放入了班級的展覽角，方便學生時時觀摩，幫助學生在潛移默化中發展了自己的科學素養。

四、結語

綜上所述，培育學生的科學素養，是小學科學實驗教學的關鍵目標，也是新課標下核心素養培育的要求。為此，教師要更新實驗教學的觀念，改革實驗教學的方法，學會提出問題，借助問題的驅動作用，啟發學生的科學思維，支撐學生的科學操作。另外，教師要分析科學實驗的難度，結合實驗的難易程度，靈活應用合作探究的教學策略，組織小組合作學習活動，發揮學生之間的積極促進作用，完善學生的科學素養。最后，教師要重視學生自主設計實驗的能力，為學生的自主實驗創造機會，充分發揮學生的想象力和創造力，全面發展學生的科學素養。

參考文獻

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