优化实验教学 培养学生小学科学学科核心素养

文/骆建安

引 言

随着我国社会经济的快速发展，教育部对教师的教学要求逐渐提高，并且对学生的学习能力也提出了更高的要求。学科核心素养是学生学习一门学科的重要基础，不同的学科对核心素养的要求也不相同。相较于其他学科，小学科学有着较强的实践性质，能够有效提高小学生的逻辑思维能力、实践能力及观察能力，还有助于小学生核心素养的发展。但是，教师在科学教学过程中也存在一定的不足，不能很好地适应新时期教育的要求。教师在开展实验活动时，缺乏目的性、系统性，导致学生学习效率得不到提升，进而影响教学质量。从新课程改革对教学的要求来看，小学科学教师要围绕对学生核心素养的培养进行教学。下文将针对小学科学的教学情况，提出优化策略，以便更好地培养小学生的科学学科核心素养。

一、小学科学学科核心素养的含义

小学科学学科核心素养指的是学生在学习科学时逐渐形成的个人发展所必备的能力和品格，主要有表达能力、操作能力、创新能力及解决问题的能力等。这些能力在小学科学中是非常重要的核心素养，不仅有利于提高学生的学习能力，还有利于教师优化教学过程，对提高教师的教学水平有重要的作用。学生具备了核心素养，能够及时发现实验中的问题，并找出原因解决问题，从而顺利完成实验。

二、核心素养下小学科学的教学目标

首先是培养学生科学探索的精神。小学阶段的学生有着强烈的好奇心，对新鲜事物及科学有着浓厚的兴趣，而兴趣是小学生学习的重要动力。在教学过程中，教师可以根据小学生的身心特征开展实验教学，通过新奇的知识来激发学生的学习兴趣。其次是帮助学生理解科学知识。科学知识是学生开展实验的基础，小学科学教师要联系生活实际，围绕学生熟悉的生活事物开展教学，循序渐进地引导学生进行探索。第三，提高学生的认知水平。通过优化实验教学，教师可以使学生在丰富的教学内容和形式中提高自己的科学素养。第四，使学生形成科学的态度。教师要帮助学生养成良好的思考习惯，使其在遇到问题时能够大胆质疑，这是保障学生科学学习效果的关键。学生在遇到问题时要进行分析和思考，以辩证的思维来看待问题。第五，培养学生的责任感。在科学教学中，教师要帮助学生形成环保意识，关心社会的发展，使学生认识到环保的重要性，增强社会责任感[1]。

三、小学科学学科核心素养培养的现状

（一）教学方式较为传统

由于受传统教学模式的影响，目前许多教师在教学中仍采用灌输式教学模式，这不利于培养学生的独立思考能力。在实际教学过程中，教师往往对教学内容进行简单演示，让学生对教师的实验过程进行模仿。在这样的教学模式下，学生并不能真正理解，并且其思维也未得到有效培养，在学习过程中一直处于被动接受的状态。这种课堂缺少生机，不利于学生参与到实验教学中，也不利于提升学生的学习兴趣和积极性，更不利于学生对实验原理的深度理解，学生最多就只能做到“知道”。

（二）教学内容较为空洞

在小学科学实验教学中，教师教学的内容往往局限在教材上，缺乏与实际生活的联系。这在一定程度上导致教学过程枯燥，使学生在学习的过程中感到乏味，以至于产生抵触心理。显然，这对学生核心素养的培养是非常不利的[2]。

（三）教材中的实验内容不适合学生操作

在现有教材中，部分实验是不利于学生实际操作的。以苏教版小学科学四年级（上册）“吸热与散热”的内容为例，教材中展示的是利用油和水进行吸热与散热性能的对比实验。笔者做“下水实验”（备课时教师模拟学生所做的实验）时，在实验前准备水、食用油、烧杯、铁架台、石棉瓦、酒精灯、秒表、温度计、记录表；在实验时，注意酒精灯火焰，注意温度计温度变化并及时记录。整个实验做下来需要一节课，整个实验的实践性、科学性、时效性都有待反思。第一，两盏酒精灯的火焰大小不可能完全一样，因此同样时间所吸热量也是不一样的。第二，安全性低，四年级的小学生需要在连续12 分钟使用酒精灯加热的同时近距离地观察并定时记录温度。第三，实验结束清理装油的烧杯，这一过程非常烦琐。实验器材多，操作不便，作为演示实验已经有难度，更何况是分组实验。

四、核心素养下优化小学科学实验教学的策略

（一）联系学生实际生活，开展实验教学

根据《义务教育科学课程标准》的要求，教师要培养学生对科学的兴趣和探索欲，引导学生学习生活中的科学知识。小学生对事物的认识，是其在生活中不断认知逐渐积累起来的。因此，教师需要以小学生的生活经验作为出发点，培养学生的科学学科核心素养。学生在主动探索世界的过程中，对事物形成的最初概念并非正确，这些认识往往比较幼稚、不完整。基于此，教师需要围绕学生的实际生活经验，让学生将自己对事物的最初概念的理解展示出来。小学生所展示出来的不属于科学的部分，便是教师开展实验教学的契机和切入点。通过这样的方式，教师可以有效地引导学生认识到自己认知的不足之处，并做出相应的改正。以“桥的结构”为例，在研究拱桥时，笔者带领学生分别了解了五种典型的桥梁：多拱形、单拱形、拱形在上、拱形在下、多层拱形，并让学生研究拱桥在增强抗弯曲能力上的有效举措。在研究钢索桥时，笔者为学生展示了多种造型美观的钢索桥，让学生在对图片进行观察和研究的过程中，了解这些桥梁是如何增强抗弯曲能力的[3]。

（二）引导学生大胆猜想，培养学生科学思维

科学猜想对科学的发展有着非常重要的作用。在小学科学实验学习中，部分学生会根据自身的生活经验、书中的知识或者脑海中的幻想，提出一些科学的猜想。不过在许多情况下，学生的表达缺乏根据，有时只是为了显示自己与众不同。因此，在小学实验教学中，教师可以不必使用科学“猜想”这一名词，“猜测”更加适合小学生的发展特点。在科学实验教学中，部分学生的猜测也存在一定的道理。“水和食用油的比较”中有一个教学环节是比较水和食用油哪一个流得更快。在提出问题后，教师会发现学生的表达有一定的道理。部分学生说，水比食用油也许流得更快一些，其理由是油比水要黏稠，在流动时要比水慢一些。学生在表达自己观点的过程中，通过运用“也许”“比”来表示自己的猜测。这是因为学生并未实践过水和食用油到底哪一个流动速度更快。但也有学生说：“食用油比水要流得更快，我在家中看妈妈倒油，发现流速也很快。”学生的这一表达同样也是猜测，与上一位学生原因一样，不过这名学生更加具有理性思维。他在表达过程中用了一个“倒”字，就表示了水和食用油的轻重，表达更加直接。接下来的实验要使用秤来称取水和食用油，一名学生提出了对称取数量是否需要相等的疑问。这体现了学生的理性思维。学生的这些表现对其科学学科核心素养的形成和发展有着重要的作用。因此，教师需要给予学生相应的肯定和表扬，鼓励学生继续发展下去。

（三）通过实践操作，提高学生动手能力

小学科学是一门有着较强实践性质的学科。学生在学习理论知识后，需要通过自己的实践操作，来加深对科学知识的认识，这是科学教学必不可少的一部分。在科学实验中锻炼学生的动手能力，有助于提高学生的核心素养。因此，在实验教学中，教师应想方设法引导学生参与到实际动手操作中。

以“光的折射”为例，为了演示光的传播，教师向学生展示了潜望镜。一些学生发现了潜望镜的有趣之处，就对潜望镜产生了浓厚的兴趣。这时，教师可以将潜望镜交给学生，让学生在不破坏的前提下拆开进行研究，了解其工作原理，然后再恢复原状。又如，在关于“气象”的实验中，教师要求学生坚持观测天气一段时间，并且要制订相应的记录表做好记录。实际上，不论实践操作还是观察记录，这些内容的本质都是引导学生形成科学的思维方式，培养学生不断坚持的品质，同时也是培养学生科学学科核心素养的关键。

（四）借助技术提升实验效率，提升学生核心素养

在科学课中，学生要想高效展示实验数据，就要借助电子表格，提高数据分析能力。在实验完成后，学生需要把自己在活动中所得到的数据进行展示，并与其他学生交流。如果每个小组用1 分钟进行展示，那么整堂课在这一环节可能就要耗费10 分钟，所用的时间显然有点多了。这样一来，学生学习的效率也会降低。在实际教学中，教师可以通过EXCEL 表格快速统计，节省数据展示所占用的时间，使学生更加有效地开展科学探究活动。

以“吸热和散热”为例，在对比水和沙吸热和散热的数据时，教师可以让学生利用多媒体技术，使交流展示变得更高效、更直观。比如，利用视频投影，教师可以把学生第一手的实验数据展示出来，再加以简要说明，让其他同学对其有更直观的了解。另外，教师还可以利用excel 编制一份表格，在学生活动结束后，让学生汇报数据，并快速将其录入在表格中。这样的方法可以较快地把各组的数据收集起来，也可以把各组的数据进行汇总，便于学生对实验数据进行观察和比较。教师还可以利用函数功能在数据录入后直接对数据进行处理，这样就可以使学生更好地分析数据，更高效科学地得出结论。

（五）激发学习兴趣，丰富学生核心素养提升的情感技巧

要想提高课堂教学效率，教师就要对接手的班级做好常规管理，特别是新教师要多向本班班主任或其他学科教师请教。正所谓，上智驭心，下智驭力。教师要和学生玩在一起。在“空气也是生命资源”的教学中，为了让学生体验没有空气会如何。笔者是这样引导学生的：“我们来比赛，看谁憋气时间最长，老师也参加。”学生一听教师也要参加，就非常兴奋，估计心里在想，正好可以看看教师表现如何。随后，笔者说：“这样，老师来定游戏规则，你们看可以吗？我一个人，你们三个人火车接力和我比赛，看谁能赢。”这下，学生更兴奋了。笔者请了计时员和裁判监督有没有作弊。结果是，三个学生都结束了憋气，笔者还继续在憋气，结果当然是笔者赢了。接着，笔者问这三个学生：“没有空气会如何？”他们声情并茂地回答笔者“会窒息。”这样一来，本节课的教学目标也就达到了。又如，在“空气中有什么”的导入环节，笔者对学生说：“今天老师要教大家一种技能，就是隔瓶提升水位。”这时学生的表情是惊讶的和持怀疑态度的。随后，笔者请四位学生进行监督。笔者在燃烧皿里放入少许酒精，点燃后罩上透明的玻璃罩，一下子水位就上升了。学生大呼神奇，对本节课的学习充满期待。

结 语

核心素养的形成需要学生经过长期的学习。在引导学生学习的过程中，教师需要创新教学观念，围绕核心素养，运用新型的教学方法，联系学生实际生活，开展实验教学，引导学生大胆猜想，培养学生科学思维，使学生通过实践操作，提高动手能力。这些都是提升学生核心素养的有效途径。在教学过程中，教师要激发学生学习兴趣，通过对学科知识的分析与思考，以学生为本，充分发挥学生的主观能动性和创新思维，以适应学生的发展和学习需求，进而促进学生核心素养的形成和发展。