基于核心素养的初中科学实验教学策略研究

王首春

摘 要：初中科学是培养学生科学素养的综合性课程，在素质教育理念指导下，初中科学教学要充分发挥实验教学的作用，将实验教学作为发展学生核心素养的实践路径。分析了初中科学学科核心素养的内涵，以及初中科学实验教学现状，提出了基于核心素养的初中科学实验教学策略，以期对推进科学教学改革有所帮助。

关键词：核心素养;初中;科学实验教学

初中科学课程是研究自然界物质形态、结构和性质的一门课程。随着学科核心素养的提出，初中科学课程要结合课程改革情况、课程教学目标以及素质教育的要求，将科学学科的核心素养定位于科学观念、科学探究、科学思维和科学态度。为此，在初中科学实验教学中，有必要基于核心素养制订和实施科学实验教学策略，促进学生科学核心素养发展。

一、初中科学学科核心素养内涵

初中科学学科核心素养具体包括：其一，科学观念。这是学生需要具备的一种能力，具备该能力的学生，在学习科学时，能够运用科学观念对自然现象进行解释，并且还能在掌握科学原理及规律的基础上，利用科学观念解决实际问题。其二，科学思维。这是一种较为特殊的思维方式，具体是指学生以现有的知识作为基础，对科学事物的本质属性、规律等进行思考的能力。其三，科学探究。所谓的探究是指探讨和研究，可将之归入评价与反思能力的范畴，具备该能力的学生，可在科学问题出现时，进行大胆猜想和假设，并通过相关信息的获取，结合证据得出结论。其四，科学态度。态度是一种心理倾向，具备科学态度的学生，会始终保持对自然现象的好奇心，乐于观察和思考，喜爱探索和实践。在初中科学实验教学中，通过对学生科学核心素养的培养，可以使学生的综合能力得到进一步提升，从而使他们能够适应社会发展的需求。

二、初中科学实验教学现状分析

在初中科学实验教学中，普遍存在着实验教学效果不佳、学生主体性缺失的现象，未能将素质教育理念落实到位。具体表现在以下几个方面：一是初中科学实验课堂以教师为主体，由教师安排实验活动，指导学生按部就班地完成实验操作步骤，忽视了学生在实验活动中的主体性和创造性，易使学生降低学习兴趣。二是初中科学实验教学受应试教育思想的影响，将实验活动定位于传授科学知识与技能，而忽视了学生情感态度与价值观的培养，使得学生只是将科学实验作为检验科学知识的途径，而没有作为提升自身学习能力和综合科学素养的途径。三是初中科学实验活动以演示实验为主，教师利用多媒体教学设备播放实验过程，让学生观察实验现象，总结科学规律。这种实验教学方式不利于学生科学探究和科学思维能力的培养，没有为学生提供充足的动手实践机会，使得学生对科学知识的认知停留在表面，难以自主完成对科学知识的建构过程。

三、基于核心素养的初中科学实验教学策略

（一）基于科学观念培养的科学实验教学

在初中科学实验教学中，教师可通过创设实验情境，建立起科学基础知识与学生生活之间的联系，引导学生从情境中理解科学概念，并能够将科学知识应用到实际问题的解决中去，进而形成科学观念，激发学生学习科学知识的兴趣，培养学生学以致用的能力。如，在教学“大气的压强”内容时，教师可带领学生进行两个实验，通过对比的方法，对大气压强进行探究。在课前，先让学生准备好实验器具，包括水、硬纸板以及玻璃杯。在课堂上，教师可让学生将玻璃杯内装满水，并将硬纸板盖在杯口上，然后将杯子翻转过来。此时，学生预想的硬纸板掉落、水从杯子中流出的情况并没有出现，学生对这个结果感到非常好奇，此时教师可顺势引出大气压强的内容。采用这种教学方法，可以达到激发学生学习兴趣的目的，能促使学生对科学知识进行探索。而学生在亲身体验中，了解到了实验现象，从而更好地理解了大气压强的存在及其产生的原因，学生对科学知识的理解也随之加深，有助于培养他们的科学观念。又如，在教学“细胞”内容时，教师可结合教材开展实验教学，并引导学生对实验现象进行仔细观察。为培养学生的科学观念，教师可让学生自行选取一些事物，如树叶、石子、课本等，并让学生使用高倍显微镜对这些事物进行观察，随后让他们就观察过程进行讨论，据此对实验进行总结。这种教学方式，不但能激发学生的学习欲望，而且还能使学生主动参与到实验教学中，在发挥他们主观能动性的同时，达到培养科学观念的目的。

（二）基于科学思维培养的科学实验教学

在初中科学实验教学中，教师应设计安排探索性实验，让学生在实验探索的过程中发现和总结科学规律，引导学生对科学现象的深度思考，将所学知识进行内化，进而培养学生的科学思维能力，促使学生的核心素养得到发展。如，在教学“金属的活动性顺序”内容时，教师可以先让学生进行以下实验：铜与稀硫酸的反应实验、锌与稀硫酸的反应实验，由这两个实验的结果可知，铜并不会与稀硫酸发生反应，而锌与稀硫酸反应后会产生氢气。通过上述实验，能够使学生了解到不同的金属在化学反应中的活泼程度有所差别。为培养学生的科学思维，教师可继续让学生动手进行铁与盐酸和铜与盐酸的反应实验，以及铁与硫酸铜溶液的反应实验，并要求学生在实验中找出金属的活动性强弱的顺序。学生通过对实验现象的观察，发现铁与盐酸进行反应之后会产生氢气，而且可以从硫酸铜溶液当中置换出铜，由此可以判断出铁的活动性要强于铜。此时教师可向学生提出如下问题：通过上述实验，可否得出证明金属活动性强弱的方法，当问题提出后，给学生预留出一定的思考時间，使他们能够从实验现象及结论中对科学规律进行推理和归纳。经过思考后，学生给出两种方法，一种方法是将金属置于其他金属的盐溶液中进行反应，看可否置换出其他金属;另一种方法是让金属与酸进行反应，按是否能够生成氢气以及反应过程的剧烈程度对金属活动性的强弱进行判断。在科学实验教学中，教师让学生亲自动手对实验进行操作，并根据实验结果得出科学结论，可使学生在学习过程中始终保持积极的思考状态，有利于培养学生的科学思维。

（三）基于科学探究培养的科学实验教学

在初中科学实验教学中，教师要组织学生开展探究性实验活动，充分发挥学生的主体性作用，激发学生科学探究欲望，引导学生在科学研究中自主建构知识体系，扎实掌握理论知识，提高实验教学效果。如，在教学“欧姆定律”时，虽然这是一个相对比较简单的公式，但由于其本身具有抽象性的特点，如果教师仅凭讲解的方法，很难在短时间内将该定律的推理过程及依据講述清楚，不利于学生理解。对此，教师可以运用探索性实验开展教学，借此来培养学生的科学探究能力。在实验开始前，教师可先向学生简要介绍实验中需要用到的器具及具体的使用方法，如电源、导线、开关、电流及电压表、滑动变阻器等。当学生对实验器具及使用方法基本了解和掌握之后，教师可让学生自己动手操作实验，并让他们对实验数据进行如实记录。当电路接通之后，使电阻保持不变，对滑动变阻器的电压进行改变，在此基础上对经过变阻器的电流进行测量并记录。在保持电压不变的情况下，改变滑动变阻器的电阻，对通过的电流进行测量和记录。实验结束后，教师可让学生根据实验结果，分析电阻不变时电流与电压的关系，以及电压不变时电流与电阻的关系，并让学生尝试自行对欧姆定律的公式进行推导。通过对实验过程和结果的总结，学生正确给出欧姆定律的公式，即当电阻不变时电流与电压之间成正比;电压不变时电流与电阻成反比。在探索性实验教学中，学生成为课堂的主体，不但提高了教学效率，而且还达到了培养学生科学探究能力的目的。

（四）基于科学态度培养的科学实验教学

在初中科学实验教学中，教师要将科学态度培养贯穿于课程教学始终，引导学生认识科学的本质，对科学形成正确观念，增强运用科学知识解释现象、解决实际问题的能力，从而培养学生追求真理、治学严谨的科学态度。如，在教学“地球表面的板块”时，为培养学生的科学态度，教师可结合课程内容，采用分组实验的教学策略，为学习小组发布试验任务，让学生以小组合作的方式模拟地球板块的移动过程。为确保实验的有序进行，教师可先对有关的知识进行讲解，然后要求各小组在课下搜集资料，为实验做准备。在课堂上，教师可以让各个小组对实验进行展示，说明研究成果。随后让各小组之间进行讨论，预测板块的移动情况，引导学生对知识进行深入的探索，从而达到培养他们良好科学态度的目的。又如，在教学“地球与宇宙”时，教师可引导学生对宇宙中的太阳系进行模拟，以此来激发学生探究科学知识的欲望，从而使其产生对科学的倾向性，进而达到培养科学态度的目的。教师可组织学生建立包括太阳、地球和月球三大星系在内的模型，按照公转与自转的规律，开展模拟实验，通过地球绕日的过程展示，加深学生对宇宙星系运行轨迹的理解。同时，教师可引导学生对日全食和月全食的现象进行模拟，使较为抽象的知识直观化、形象化，在提高教学效率和质量的基础上，达到培养学生科学态度的目的。

总而言之，初中科学实验教学要全面落实核心素养培养，将科学观念、科学探究、科学思维和科学态度培养渗透到实验教学中，结合科学教学内容，设计安排探究性实验活动、创新性实验活动和开放性实验活动，不断提高科学教学的整体效果，积极推进科学实验教学改革，促使学生科学核心素养得到全面发展。

参考文献：

[1]周小锋.以学生为主体的初中科学实验教学实践探索[J].文化创新比较研究，2017（11）：81-82.

[2]叶能益.以学生为主体的初中科学实验教学实践探索[J].科学咨询（教育科研），2019（3）：104-106.

[3]叶维仁.探索性实验教学在初中科学中的应用探讨[J].课程教育研究，2019（3）：75-77.

[4]周良彪.开放式教学在初中科学实验教育中的实践探索[J].当代教研论丛，2018（4）：47-48.

[5]陈玲玲.匠心小细节 汇聚大精彩：对基于“核心素养”的初中科学实验细节教学的思考[J].科学大众（科学教育），2018（4）：150-151.

[6]严嘉璐.实验教学在初中科学课堂上的应用[J].新课程（中学），2017（10）：46-47.

编辑 李烨艳