核心素养视域下提升小学科学教学质量的策略研究

2023-09-10李传海

名师在线 2023年13期

文/李传海

引言

当前，在立德树人教育任务的驱动下，发展学科核心素养成为主要的教学目标，即结合学科的特点，培养学生正确价值观念、必备品格和关键能力。小学生年龄较小，生活经验及学习经验有限，科学教学能够让学生观察生活中有趣的生活现象，也可以激发学生的实验探究能力，锻炼学生的科学思维，培养学生的科学态度。因此，科学是小学阶段发展学生科学素养的主要学科。基于此，小学科学教师应根据核心素养培养要求挖掘学科的育人价值，构建合理有效的教学策略。

一、核心素养视域下小学科学教学中面临的困境

当前，在小学科学课程教学中，关于学生核心素养发展存在的教学问题比较突出，具体如下：部分教师缺乏对科学课程的重视，在教学指导中的准备不足，导致学生对科学知识的学习缺乏主动性，直接影响教学质量；实验教学缺乏趣味性和探究性，一些学校的实验设备相对匮乏，学生参与实验的机会不足，难以通过自己动手完成对实验现象的探究；有些教师在科学实验课上忽视学生的主体地位，习惯采用演示方式为学生展示实验现象，导致学生的课堂参与度不高，影响了学生实验探索能力及科学思维的发展；科学课程内容的构建与社会生活脱节，教师将重点集中在课堂知识的学习上，忽视了与现实生活的联系，导致学生难以在实践中形成正确的科学态度。针对这些问题，小学科学教师应积极改进教学策略，提升科学教学质量。

二、核心素养视域下提升小学科学教学质量的策略

（一）构建情境，培养学生的科学观念

科学观念是从科学视角形成的对自然现象的基本认识，是科学概念和规律在头脑中的提炼和升华，是运用科学知识和方法解释自然现象和解决实际问题的能力。在核心素养视域下，小学生科学观念的培养是其科学素养发展的基础。只有具备良好的科学观念，学生才能在学习过程中积累科学知识，才能以科学的角度看待外界事物的变化，才能有意识地探究其中的科学规律。当然，对于小学生而言，科学观念的培养是一个循序渐进的过程，而调动学生的学习兴趣则是科学观念发展的关键步骤。基于此，教师可以采取情境教学的方法，将科学与现实生活、趣味游戏等结合起来，激发学生观察科学现象的积极性，促使学生潜移默化地形成科学观念[1]。

例如，在“生活中的静电现象”一课的教学中，为了让学生体验静电现象，教师引入生活中有趣的现象，并让学生观察。教师用梳子梳干燥的头发，并提问：“头发可能会怎样？”学生根据自己的生活经验说道：“头发可能会飘起来。”教师继续追问：“头发为什么能飘起来呢？”有的学生回答：“因为静电。”“那么什么是静电现象？静电现象是怎么产生的呢？”针对这样的问题学生难以回答，教师则引出主题，引导学生展开小组实验，重现生活中的静电现象，并对“电荷”的概念进行探究。通过教师的教学指导，学生理解了正电荷、负电荷的概念，以及电荷流动而产生的静电现象。这样的设计让学生从常见的生活现象入手，探究科学知识，实现了从感性到理性的过渡，同时也让学生树立了“生活处处有科学”的思想观念。

再如，在科学课堂上，为了调动学生的学习兴趣、培养学生的科学观念，教师设计了“能吹起来的乒乓球”的趣味游戏。在实验中，教师准备了乒乓球、玻璃杯、长方体积木、正方体积木、塑料固定带、双面胶、小钉子等实物；然后把两块积木平放叠起，用双面胶把正方体积木固定在长方体积木的中间处；把两个玻璃杯口对口倾斜靠在积木上，再用塑料带子把玻璃杯固定在长方形积木上，杯口与杯口之间留5～10 厘米距离，中间放一个乒乓球。接下来，教师选择一名学生作为助教配合实验，即学生在杯子一头对着乒乓球吹气，其他学生猜测并观察他是否能把乒乓球吹进一侧的杯子里。在实验中有的学生不服气，认为一定是之前的学生没有用力才没有吹动乒乓球，但是十几个学生走上台尝试后乒乓球依然没有被吹进杯子，反而跳了起来。针对这一有趣现象，教师为学生科普了气流运动、空气回流的相关知识，使学生恍然大悟。通过这样的游戏设计，教师可以让学生看到科学现象的有趣之处，从而端正科学态度，形成正确的科学观念[2]。

（二）设计问题，培养学生的科学思维

科学思维是从科学视角对客观事物本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，是对科学中的基础理论、理想模型和经验事实之间的关系的理解，是分析综合、抽象概括、推理论证等科学思维方法的内化，是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论质疑、批判，进而提出创造性见解的能力和品质。在新课程改革背景下，学生科学思维的发展是核心素养发展的必然要求。小学是学生思维培养的重要时期，科学这门课程对学生思维能力的发展有着重要的意义。理解科学知识、树立科学观念、展开科学探索不仅需要学生具备丰富的知识储备，还需要学生具备一定的思维能力，即能够准确捕捉、提炼、解读科学知识，并实现创新应用。基于此，在小学科学教学中，教师要为学生提供思维发展的机会，采取多样化指导，让学生的科学思维得到综合训练。

例如，“植物的共同特点”这一课内容涉及对之前所学知识的综合分析，这对学生科学思维的培养十分有益。因此，教师设计相应的教学任务，引导学生在对比、归纳、总结中锻炼思维能力。（1）比较陆生植物和水生植物，说一说植物需要哪些条件才能正常生长，列表说明这两类植物生存条件的共同点。在任务探究中，教师引导学生回忆我们周围生长的各种植物，指导学生将其记录在表格中，并按照陆生植物和水生植物分类，进而讨论交流它们的生存条件，总结其中的共同点。（2）根据图示，总结植物的一生，并思考问题：植物的一生经历了哪些变化？教师为学生展示了向日葵一生的图片，并提问：“你能说一说向日葵一生经历了哪几个典型生长阶段吗？”学生通过讨论后得出结论：“向日葵的一生经历了种子、发芽、幼苗、开花、结果这些生长阶段。”教师再次为学生出示一棵大树的一生，并要求学生对比向日葵的一生，总结其中的相同和不同，了解植物从生长到死亡的全过程。（3）通过对植物的观察和研究，你发现植物有哪些共同特点。学生通过对之前所学知识的总结归纳，认识到植物都生长在一定的环境中，都需要水分、阳光、空气等，都会生长发育，都会繁殖后代，最后衰老死亡。

在这一案例中，教师所设计的教学任务都是针对学生科学思维而展开的，学生可以通过对不同现象的对比，认识科学现象，也可以从整体上分析，提炼归纳科学知识，进而实现科学思维的发展。

（三）设计实验，促进学生的科学探索

在核心素养视域下，科学探究是指学生在科学探究意识的指导下能够在相应的情境中提出科学问题，形成猜测和假设，利用科学方法获取和处理信息，形成结论以及对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。在小学科学教学实践中，教师应给予学生充分的探究空间，让学生能够通过主动思考完成探究任务，探究科学规律。例如，教师可以结合科学实验操作来规范学生使用化学试剂的行为，促使学生在提出问题、解决问题的过程中养成良好的自主思考、自主探究的习惯，从而在后续的实验过程中减少犯错的频率，延长对知识点的记忆时间，增强实验探索效果。

教师也可以鼓励学生收集相关素材，在课外设计趣味实验。如在讲解了电学相关知识后，教师鼓励学生设计“土豆发电”的趣味实验。在实验中，学生在土豆上插入铁圈，用两根导线分别缠绕住两个铁圈，当作正负极，然后连接小灯泡，观察灯泡是否发亮。通过趣味实验，学生探究思考了背后的科学原理，提升了自主探究能力。

当然，在培养学生科学探究能力的过程中，最重要的是组织学生参与课堂的实验探究，让学生在体验和经历中认识科学现象，学习科学知识，锻炼科学探索能力。例如，在“不同物质在水中的溶解能力”的教学设计中，教师在解释了“溶解能力”的概念之后，提出问题：“根据生活经验，我们知道食盐和小苏打都能够在水中溶解，那么这两种物质谁的溶解能力更强呢？请你来猜猜。你想要如何验证你的猜测？”在问题的驱动下，学生展开了分组实验。然后，教师组织学生汇报实验方法，并针对实验方法提出问题：这些实验方法合理吗？在实验中水应该有什么要求？最后为了方便比较，教师与学生决定统一将水量定为50 毫升。在实验过程中教师不断提问：“小苏打和食盐要怎么加入水中？怎么保证每一次加的量相同？一勺加进去后，要观察到什么样的现象才能加第二勺？在实验中要统计的数据是什么？”在教师的引导下，学生思考、讨论，并规范操作，记录数据，进行汇报。教师针对各组学生的实验数据，进一步提问：“这些记录的数据说明了什么？谁溶解得更多？为什么？”学生通过实验验证自己的猜想，同时也掌握了实验探究的基本方法。为了进一步锻炼学生的科学探索能力，教师设计拓展实验：“如果将实验中的物质换成糖和味精，你会比较两种物质的溶解能力吗？”根据问题为学生安排课后实验任务，促使学生巩固科学实验能力。

（四）联系实际，培养学生的科学态度

科学态度是指在认识科学本质，理解科学、技术、社会、环境关系的基础上形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任心，其中包括严谨认真、实事求是和持之以恒的探索精神，独立思考、敢于质疑和善于反思的创新精神，以及保护环境、推动可持续发展的责任感等。现代社会的发展离不开科学技术的创新，但是，如何运用科学技术来为人类造福，则是人类面临的一个重大课题。当前，科学技术的发展为人类带来了福利，同时，技术应用带来的问题也让人类开始反思，如在科学技术的支持下人类对自然界的开发越来越深入，而造成的环境问题也日益严重；科学技术在应用中面临着诸多伦理学、社会学的困境，让人类对技术的发展产生恐惧。面对这一现实情况，在小学科学教育中，学校不仅要教授学生科学知识和科学技能，更要从学生的社会性发展出发，培养其科学态度和社会责任感，为学生未来更好地参与现代科技社会奠定基础[3]。

例如，在“维护生态平衡”这一课的教学设计中，教师立足学生之前所学，为学生构建情境，引导学生将科学探究的视角从“生态瓶”推广到“草原”，再到“沙尘暴”，为学生提供体验学习和推理思考的机会，使学生从小生态和模拟生态拓展到大自然真正的生态系统，通过扩展对生物与环境之间关系的认识，加深学生对人类生活环境的认识。在教学指导中，教师为学生提供了草原沙尘暴的视频和图片，将学生划分为不同的学习小组，让学生分析草原生态系统失衡的原因，推测草原上某种动植物增减后生态平衡状态的变化，同时从人与社会和谐共处的角度升华学生的思想，增强学生保护地球环境的意识。

此外，教师也可以通过课外实践活动培养学生的科学态度和社会责任感。例如，在讲解了“生物的多样性”相关知识后，教师以“国际生物多样性日”为契机，结合学校教学活动的实际情况，组织学生参加丰富多彩的活动，普及宣传保护生物多样性的意义，提升学生保护生物多样性的意识。在课堂上，教师组织主题活动，引导学生从科学的角度讨论保护生物多样性的意义，并呼吁学生从自身做起，保护各种生物；组织学生共同制定“生物多样性公约”，向学生讲解生态环境保护知识、各类濒临灭绝的生物以及人类为此所做的努力，并要求学生共同遵守，从而规范学生的行为，提升学生保护生物多样性的能力。