浅谈以核心素养为导向的初中科学实验能力的培养

摘 要：科学，是一门以实验为基础的学科，实验占据重要地位。课堂上，教会学生正确观察基本仪器和实验现象，正确使用仪器，按照实验步骤进行操作，独立设计实验方案，有针对性地培养学生科学实验能力，更利于实现核心素养教育目标，使学生善于利用实验操作探索真理。本文将针对科学实验能力的具体培养问题展开详细阐述。

关键词：核心素养;科学实验能力;培养

科学学科的核心素养集中体现于科学观念及应用、科学思维与创新、科学探究与交流、科学态度与责任四个方面。其中，科学思维与创新，包括了模型建构、科学推理、科学论证、科学实验、质疑创新几个要素。实验能力，是学生所应具备的基本素养，是最为关键的科学课程核心素养。目前，对于学生实验能力的培养仍然存在着过分信赖教材，滥用课件，轻视实验生成等問题。同时，学生缺少良好的实验习惯，实验操作中分工不太明确，参与度低，缺少交流。

一、 尊重主体地位，创造成功体验

在课堂上，要改变以往倾向于功利主义的教学问题，强调尊重学生主体地位，为学生创造更多成功的实验体验，发展学生科学实验能力核心素养。实际教学期间，要想突出学生主体地位，需遵从“贴近社会，贴近生活”这个原则，为学生设计一些科学实验探究活动，活跃学生思维，引导学生自主学习。对于这种科学实验探究活动的设计，要是学生们所熟悉的，要符合学生心理特点。同时，在组织科学实验探究活动时，要在尊重学生主体地位基础上关注学生好奇心表现。当学生有了好奇心以后，他们将更有兴趣去参与实验，走进实验，养成良好实验能力核心素养。

例如，在《物质的密度》一课教学时，可以先为学生展示日常生活中比较常见的用水收费发票、废弃水表。请学生仔细观察它们，并说一说用水收费发票和废弃水表上的计数单位分别是什么。通过观察，学生们将发现水表上的单位是“立方米”这个体积单位，发票上是“吨”这个重量单位。这时，结合观察结果，有的学生会提出这样一个疑问：“水的体积和质量之间存在对应关系吗？”当学生提出这个疑问以后，可指导学生根据自己的实验探究经验设计一个实验数据统计表，主要用于记录每一次实验中水的体积和质量。实验操作中，要科学指导学生每一次取出不同体积的水进行测量。很快，学生们将发现“水的质量越大，体积越大”这个规律。通过一次成功的实验操作体验，顺利进入到密度的新课学习中。整个过程，充分尊重了学生的主体地位，让学生实验能力核心素养得到了很好的训练。

二、 明确各自分工，鼓励动手探究

在课堂上，为避免学生在学习中出现作秀偷懒情况，更好地促进班上每一位学生实验能力核心素养的发展，要在实验操作中，将学生分为若干个学习小组，明确小组组长要为每一位成员安排相应的实验活动任务。当学生有了各自的实验活动任务以后，将开始尝试自己动手探究实验，发散自身思维，思考实验。基于明确学生各自分工基础上，要组织学生做好实验结果汇报工作。在实验结果汇报过程中，我们能够发现学生实验操作中的不足之处，给予学生有针对性的指导，让学生实验能力核心素养得到更大程度提升。但是，在分组实验操作中，要精心安排好每组实验任务，明确每一位学生的实验操作内容。

在对学生实验能力核心素养进行实际培养时，可结合《熔化与凝固》这一节课教学内容，为学生安排一次“海波和松香熔化规律”的实验操作，请学生根据本组所画的海波、松香温度变化平滑曲线图，比较二者熔化时温度变化的不同。实验操作期间，可将学生分为五人学习小组。每个小组里，组长负责监督整个实验操作过程，另有一人负责计时，一人负责温度计读数，一人负责观察海波、松香熔化状态，一人负责记录海波、松香熔化时温度变化。其中，负责计时的学生，要从海波温度达到40℃以后，每隔0.5分钟进行一次计时。而负责温度计读数的学生，要从其温度达到40℃以后，每隔0.5分钟进行一次读数，直至完全熔化后再进行4～5次温度计读数。在分组实验中，基于分工明确基础上，每一位学生都将亲自动手参与、探究实验，从中掌握一些科学实验知识。

三、 创新教材实验，突出实验亮点

在课堂上，不能一味地按照教材中实验开展教学，要尝试利用自己的智慧审视实验、创新实验、改进实验，以突出实验亮点。面对富有创造性的实验，学生们不仅能够加深对知识的理解，还将对实验现象留下深刻印象。同时，在更为科学的实验操作中，学生们将更容易理解实验方法，对实验内涵有更深的领悟，较好地完成科学实验的学习，养成一定实验能力学科核心素养。另外，对教材中实验进行创新，改进或者补充教材中实验装置，更利于收到较好的教学效果，让学生具备良好的发散性思维，善于用自己的创新思维探究实验。

我就曾在《压强》一课教学时，对教材中实验装置进行了改进。教材中，为了探究液体是否也会产生压强，设计了一个“水对容器底部和侧壁的压强”实验。实验中，要用橡皮膜蒙上粗管下端。对于这个实验装置，很难控制好橡皮膜方向。针对这个情况，我先在实验装置粗管侧面找到一条直线，再在这条直线不同高度凿了三个小孔，用小管将每个小孔固定好，保持小管与U型管相连，用U型管高度差反映压强。接着，依次将管内注入约1/3、2/3的水，观察容器底部、侧壁受到的压强。在这一次实验中，通过对教材中实验装置的创新、改进，让学生通过实验探究发现了其中规律，对学生创新实验意识实验能力核心素养养成起到了较好的作用。

四、 珍惜实验错误，抓好教育时机

波普尔曾说：“错误中常常孕育着比正确更为珍贵的发现与创造因素。”因而，在实际教学中，要利用好每一次实验中的意外情况。实验，难免会有错误情况的发生。错误，是一种极为宝贵的实验能力核心素养教育素材，可为学科核心素养教育而服务。首先，在实验课教学期间，我们要正确对待学生的错误操作，科学引导学生自主反思实验中错误之处，让学生学会在反思中纠错，进而积累更多实践经验，具备一定实验能力核心素养。其次，我们要重视分析学生出错诱因。如粗心大意、不良习惯、遗忘规律等等，再结合错误诱因有针对性地培养学生实验能力核心素养。

我在《电流与电压、电阻的关系》一课教学时，为加深学生对电流与电压、电阻之间关系的理解，发展学生实验能力核心素养。课堂上，为学生设计了一个“电流与电压关系”的测量小实验。实验中，因学生已经掌握了电压、电流测量和电路连接方法。所以，很快完成了实验操作，对实验后数据进行了处理。其中一个小组整齐展现了定值电阻是5.0Ω的三次实验中，1.5V、2V、2.5V电压所对应的电流值0.3A、0.4A、0.5A。另有一个小组出现了明显的实验问题，第二次实验中的电阻值变成了1Ω。面对这个小组的错误问题，我组织学生针对数据偏差形成原因展开了讨论，有的学生认为是粗心大意引起的，建议剔除错误数据，对缺少的实验数据进行补测。在错误反思过程中，学生们积累了更多实验操作经验，为实验能力核心素养养成奠定了良好基础。

五、 巧用信息技术，优化实验环境

在对学生科学实验能力核心素养进行培养时，要重视利用好现代化信息技术。课堂上，要尝试利用好多媒体为学生创造仿真实验环境。当学生处于仿真实验环境中时，将从中获得更好的实验体验，通过多次实验探究训练养成一定实验能力。同时，在实际教学过程中，要利用好多媒体技术将课外实验引入到课堂上，豐富学生课堂实验探究内容，为学生争取更多实验操练机会，最大限度发展学生实验能力。信息技术对学生实验能力核心素养养成有着重要作用，要充分发挥其重要作用。

课堂上，可结合《质量的测量》一课教学内容，改变以往讲解为主的课堂教学模式。实际教学中，可先借用多媒体教学工具为学生直观呈现几种物质：一杯水和一桶水、一本科学书和10本科学书、一颗口香糖和一盒口香糖，鼓励学生想一想物质间的差别。当学生对质量这个概念有了初步认识以后，巧用多媒体视频播放功能，为学生直观呈现教材中“用天平秤固体和液体的质量”实验操作过程，真实模拟观察托盘天平主要结构、调节天平、测量质量等实验步骤。通过观察仿真实验，学生们将从中掌握到质量测量实验方法。

六、 使用生活物品，提高实验趣味

爱因斯坦曾说：“一个美妙的实验，通常要比从我们头脑中提取的20个公式更有价值。”由此可知，实验有着重要地位。而在对实验活动进行设计时，要想达到实验能力核心素养培育目的，需注意提高实验趣味性。趣味十足的实验，能够让学生真正感知到科学实验魅力所在，进而积极参与实验活动，不断锻炼自身实验能力。生活物品，往往是学生们比较熟悉的，利用学生身边的物品设计实验，更能够调动起学生的好奇心，让实验变得充满乐趣。

以《力的存在》一课教学为例，为了促进学生科学实验能力核心素养的发展，可使用日常生活中比较常见的木板、报纸这两个物品，巧设一个“铁砂掌断木板”趣味实验。实验中，要求学生将木板放在桌上，再把报纸铺在木板上。然后，用自己的手去劈开报纸下面的薄木板。通过观察，学生们将惊奇地发现报纸未动但木板已经断了。当学生好奇心被调动起来之后，可鼓励学生把手上包上一条厚的毛巾，再用力劈木板。这时，学生们将发现同样的实验结果。随即，可引导学生用力的知识对这个实验现象加以解释。通过参与这个趣味实验活动，学生们的实验能力自然而然会得到很好的发展。

综上可知，实验能力是科学课程核心素养重要内容。在对学生实验能力核心素养进行培养时，要充分尊重学生的课堂主体地位，组织学生分组进行实验探究。同时，课堂上，要重视创新教材中实验内容，抓好每一个实验意外教育时机，再通过信息技术、生活物品等的使用，创造一个良好的实验学习环境，促进学生科学实验能力得到最大限度的提高。

参考文献：

[1]叶维仁.基于核心素养探究初中科学有效教学[J].新课程，2019（6）.

[2]詹海凤.促进学生核心素养发展的初中科学教学探究[J].中国校外教育，2018（4）.

[3]竺张定.核心素养在初中科学教学中的融入分析[J].华夏教师，2019（2）.

作者简介：

李敏杰，浙江省海宁市，浙江省海宁市斜桥中学。