核心素養視域下初中科學實驗教學分析

摘 要：初中科學實驗教學屬于理論教學的重要補充，有助于提高學生的科學素養，加強理論知識的實踐應用能力.在新課程改革的引導下，教師應重視科學實驗教學的創新與改革，通過實驗教學加強學生的實踐操作能力和創新能力，進而掌握科學實驗操作技能.本文基于核心素養的培養目標，深入探究初中科學實驗的教學意義、教學策略，以期培養學生的科學文化素養.

關鍵詞：核心素養；科學實驗教學；初中教育

中圖分類號：G632 ""文獻標識碼：A ""文章編號：1008-0333（2025）02-0136-03

收稿日期：2024-10-15

作者簡介：吳云，本科，從事初中化學教學研究.

在初中科學教學體系中，實驗教學是幫助學生發現問題、處理問題的重要教學方式，有助于加強初中科學教學的實踐性.基于核心素養的培養目標，科學實驗教學能夠提高中學生的科學素養，激發思維潛力、創新意識，引導學生逐步探索科學現象與基本原理.教師要在科學教學理念和教學方法的引導下，全面提高初中科學實驗教學的質效.

1 初中科學實驗教學的意義

初中科學教學課程涉及大量實驗教學內容，實驗教學的趣味性、多元性特點明顯.在初中科學教學實踐中，教師應當明確學生的學習需求，以科學實驗教學提高科學課程的教學質量，激發學生的學習興趣.

首先，在初中科學教學實踐中，教師通過科學實驗結合理論知識、實踐技能操作，幫助學生提高科學課程的學習質量.傳統教學模式的教學內容與方法單一，很難激發學生對科學知識的興趣.對此，教師應當遵循核心素養的培養要求，不斷擴展實踐教學的空間與深度.

其次，初中科學實驗教學有助于培養學生的科學精神.科學知識具有細致性、嚴謹性的特點，所以在科學教學實踐中要專注學生的實驗精神、科學求真態度，這些都是核心素養的基本要求.基于多樣化的實驗教學內容，能夠一步步引導學生思考和探究實驗操作過程，準確把握實驗內容與方向，更好地接受科學文化知識的洗禮[1].

2 核心素養視域下初中科學實驗教學分析

2.1 建立多元化科學實驗課程體系

為了更好地提高初中學生的科學素養，教師應調整科學實驗教學方式，強化學生的學習主體地位.在科學知識體系中，“科學”的概念非常廣泛，涵蓋的基礎概念、技術原理、科學事實、應用模型也非常多.學生在學習科學知識時，既要重視理論知識的學習，還要注意學習方法的適應性條件，這樣才能提高科學課程知識學習的實效性.

從學生角度分析，科學實驗課程學習屬于復雜度較高的認知過程，在觀察“新奇”現象的同時要解釋原理與規律，從而找尋不同于常理的內容.通過設計實踐探究方案，就能逐步分析和解釋疑問性內容，幫助學生獲得理想的課程學習效果，探究課程知識中的學科規律.在此期間，教師負責總結課程學習內容，通過知識體系鏈接方式擴展現有知識結構，并將科學知識教學延伸到日常生活中，引導學生利用空閑時間探究課程知識的內在價值.

基于教師角度分析，建立多元化的教學方法體系，加大科學知識內容與日常生活的關聯性，從課程指導角度弱化科學實驗、邏輯性分析的枯燥感，幫助學生深入理解和記憶科學知識.這就要求教師為學生提供獨立的學習、思考空間，讓學生更好地開發智力，運用已掌握的知識解讀新的知識內容，特別是遇到疑惑問題時，教師要引導學生通過“事實”推導法論證問題，促進學生思維方式、實踐能力的綜合化發展.

在科學實驗課程教學中，實驗組科學教師可以結合初中物理知識，例如，在推導“牛頓第一定律”時，科學教師、物理教師帶領各自的學習小組，通過對抗、競爭等方式推導理論內容.之后，由各小組設計理論方案，證明實驗，深入理解和掌握“牛頓第一定律”的相關知識.教師還可以通過課題設計、項目操作、分組競賽等方式加快課堂的節奏感，這樣既能保證課程教學目標的完成度，還能使“牛頓第一定律”的理論更加具象化.

2.2 建立層級化科學實驗探究系統

在教學活動實踐中，教師按照教學形式調整問題的難易程度，難易程度依次排序為：一級（高難度）、二級（較高難度）、三級（中等難度）、四級（低難度）.其中，四級問題學習模式基本等同于傳統實驗課程方式，學生通過聽講完成課程學習任務[2].四級問題學習模式適用于學習能力較差的學生，在教師引導下逐步認知和理解學科的分析方式.如果課題問題項目以未知條件呈現，學生運用已掌握知識無法解決實際問題時，就要提煉、總結常見的生活現象，通過長期積累的知識找尋分析方法，獨立編制課題項目的探究方案，完成相應的科學實驗.層級化科學實驗探究系統，能夠加強實驗教學的自覺性、開放性，并向學生傳授問題式學習方法，以課題訓練，即實踐方式完成課題項目的定位與分析工作[3].

例如，在“電功率大小影響因素”教學中，課題分析與學科發展條件相互對應，學生不僅要學習課程知識，還要參與課題項目的學習活動.在探究課題時，教師提出“電功率大小的影響因素”的問題后，由學生自主設計課題實驗操作，以小組合作的方式獲得實驗結論.按照等級劃分內容可知，“電功率大小的影響因素”教學案例屬于三級學習模式，學生能獨立總結、分析項目內容.教學實踐活動結束后，教師要判斷學生的學習狀態，若學生的理解力、適應性基本平衡，就要基于現有問題逐級加大問題難度，如讓學生提出課題項目的不足，如何修改實驗結構與設計方法，等等.這樣就將教學難度提升至二級，促使學生學習和記憶課程知識，保證課程整體教育的合理性.

2.3 多媒體實驗展示，激發學生的實驗興趣

多媒體技術有助于提高學生的學習熱情，教師通過多媒體技術展示科學實驗過程，能夠激發學生積極參與科學實驗教學活動.因此，教師既要了解實驗教學的內容，還要掌握多媒體技術的使用方法，通過專業教學方式優化多媒體實驗課件[4].

例如，在“熔化與凝固”教學中，教師使用多媒體設備錄制實驗過程后，在課堂上播放實驗演示畫面，有助于激發學生對科學實驗的興趣，積極參與科學實驗操作.在多媒體實驗的演示中，學生可以了解水由液態變為固態、固態變為液態的過程，此時，教師再引入物體熔化、凝固的理論知識，提高學生對科學知識的理解深度.

2.4 科學劃分學習小組，提高科學實驗效率

在科學實驗教學中，教師多以課后作業方式培養學生的實驗操作技能，加強實踐教學的可行性.如參考實驗目標、實驗操作內容，將一個班級的學生劃分為若干小組，由各小組自主設計、探究科學實驗，以此激發學生的實驗操作熱情.經過長期科學實驗操作的鍛煉，增強學生的團結協作意識及探究精神，實驗授課的可行性和學生綜合能力也得到顯著提升.

例如，在“光的折射和反射”教學中，教師以課后作業形式布置光的折射、反射實驗，指導學生使用紙箱、不透明鏡片求證實驗結果.當紙箱、鏡片的角度達到45°時，學生就能從正向位置看到箱子的全貌.在“光的折射和反射”實驗中，學生還可以制作可移動小桌燈，使用并聯接線法連接桌燈下方的電路，接著，使用吸盤將兩個鏡子固定在塑料盒上，開啟桌燈后，置于塑料盒兩側，打造微縮版“霓虹燈”景象.通過一系列趣味性科學實驗，吸引學生深入探索和發現科學知識，有助于培養學生的實踐操作能力[5].

2.5 開展問題引導實驗，強化科學實驗思維能力

為了培養學生的科學實驗思維能力，教師應當開展問題引導式實驗，結合實驗內容設計實驗問題，引導學生根據實驗順序探究實驗原理與內容.

例如，在“水的電解”實驗教學中，教師設計實驗內容與問題：水循環過后是否會變為其他物質？水體通電后會產生什么現象？學生在實驗前思考這些問題，在問題引導下開展水電解實驗的操作，既可以了解“水的組成”“水電解反應原理”等知識，還能提高實驗思維能力.教師通過問題引導式實驗，能夠檢驗學生對實驗操作的掌握程度，全面提高實驗教學的效率.

2.6 加強科學實驗體驗，提高科學實驗綜合素養

在科學實驗教學中，實踐體驗為重要核心，學生通過體驗實驗過程，能夠了解實驗的目的、意義、實驗過程、實驗結論，并將實驗體驗轉化為實驗操作的動力，提高科學實驗素養.因此，教師應當為學生提供大量科學實驗體驗的機會，逐步培養學生對科學實驗的興趣.

例如，在“金屬的化學性質”教學中，教師采用科學實驗體驗方式引導學生理解 “鐵生銹”現象的原理.在開展科學實驗之前，教師與學生共同準備實驗材料，詳細講解不同實驗材料的特性，規避實驗操作過程的風險，同時，要陳列各類原料，如棉花、植物油、干燥劑、蒸餾水等，讓學生掌握材料的使用方法.在實驗開始后，由各小組學生負責“三根試管”的試驗，一根試管裝有沸騰水、鐵釘、植物油、鐵釘沉在水底；一根試管裝有水、鐵釘，鐵釘露出水面；一根試管經過干燥處理后放入鐵釘.學生通過觀察實驗后，發現鐵釘均發生變化，教師引導學生敘述鐵釘變化情況，匯報完整的實驗結論.以上科學實驗方式呈現出實踐體驗的有效性.學生經過科學實驗體驗后，有助于提高其實驗分析能力、合作能力和理解能力，進而加強科學實驗素養.

2.7 提高實驗數據的處理能力

實驗數據對科學實驗結果起決定性作用，實驗人員、實驗器材、操作方法均會影響實驗數據.當實驗數據出現誤差時，教師要引導學生共同分析實驗數據誤差的成因，優化實驗操作過程與步驟，以減少實驗數據誤差.在整個實驗操作過程中，教師要尊重學生的主體地位，幫助學生銜接科學理論知識、科學實驗操作，建立高效的實驗教學課堂[6].通過這種教學模式，推動初中科學實驗教學的發展，滿足新課改的標準與要求.

3 結束語

綜上所述，在初中科學實驗教學中，教師通過建立多元化科學實驗課程體系、層級化科學實驗探究系統，能夠改變傳統的科學實驗教學模式.同時，通過多媒體實驗展示的方式，激發學生對科學實驗的興趣，以問題引導方式加強學生的科學實驗思維能力、實驗數據處理能力，完成初中科學實驗教學目標，培養學生的科學學科素養，最大限度地提高科學實驗的教學效率.

參考文獻：［1］ 麻芮.KDU導向下的初中科學社團課項目式學習教學設計與實踐研究[D].桂林：廣西師范大學，2023.

[2] 潘煜.應用DISLab優化初中科學實驗：以“氣壓對液體沸點的影響實驗”為例[J].中小學實驗與裝備，2023，33（2）：19-22.

[3] 吳蓮蓮.以技術革新傳統實驗 促進核心素養發展 以“水煮魚”的故事為例[J].上海教育，2022（16）：72-73.

[4] 丁潔虹.核心素養下初中科學借力傳統文化開展深度學習策略探究[J].文化產業，2022，27（5）：148-150.

[5] 王芳.基于核心素養培養背景構建初中科學深度學習模式的方法[J].天天愛科學（教育前沿），2021，18（11）：75-76.

[6] 李陳.核心素養視角下的初中科學實驗教學實踐：以《光合作用》的教學為例[J].中學教學參考，2020，23（11）：81-84.

［責任編輯：季春陽］