核心素养理念下小学科学实验创新教学研究

李俊红 (山东省淄博市淄川区双沟中心小学 255190)

著名教育家陶行知先生曾说过:“我以为好的先生,不是教学生,乃是教学生学。”在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中,也明确提出了“应深化教育改革,创新教育教学方法;……帮助学生学习,促进学科核心素养发展”。《义务教育科学课程标准(2022 年版)》(以下简称“新课标”)提出,科学课程要培养学生的核心素养。由此可见,在新一轮教学改革中,重点是通过不断创新与改进现有的教育教学方式,促进学生核心素养的良好发展。

实验是科学研究的基本方法,也是培养学生知识能力的重要途径。在小学科学课堂中无论是采取演示实验教学,还是引导学生亲自动手实验,都有助于激发学生对于科学学习的兴趣,培养学生的科学思维,锻炼学生的动手能力。从新教材编排中也能看出,小学科学实验的比例占80%左右。因此,不断创新与改进小学科学实验教学的方法,以提高实验教学的效果与质量,对于达成教学目标、促进学生核心素养的全面发展都有非常重要的作用。

一、小学科学核心素养及实验教学创新的内涵

1.小学科学核心素养的内涵

科学作为小学阶段的基础性课程之一,以实验为基础,研究各类科学活动、科学现象及规律的课程。小学科学核心素养,即小学科学育人价值的重要展现,也是教师教学实践的总体目标与要求。

新课标中明确指出,科学课程要培养的核心素养包括科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等方面。其内涵在于,学生在学习科学课程的过程中,逐步形成适应个人终身发展和社会发展所需的正确价值观、必备品格和关键能力,是科学课程育人价值的集中体现。

2.实验教学创新的内涵及意义

实验教学创新指对现有实验教学的课前教学方案、课中教学方法、课后教学实践等内容进行创新与改进,实现小学科学实验教学效率与质量的提升。

实验教学具有直观性、实践性、综合性与操作性的特点,在小学科学课堂中,有效的实验教学往往有助于学生更好地内化课本知识、培养科学思维、锻炼动手能力,实现核心素养的全面发展。在小学科学的教学实践中,仍存在部分教师和学生对科学实验的重视程度不足的问题。如部分教师怕麻烦,把做实验变成了讲实验,部分学生则把学做实验变成了背实验,这严重影响了小学科学实验教学的质量。为此,有必要对现有的小学科学实验教学方法、教学理念进行创新与改进,以有效提升实验教学的效果与质量,更好地促进学生的全面发展。

二、核心素养理念下小学科学实验创新的教学策略

1.课前阶段的实验教学创新

一是基于核心素养,明确实验教学目标。主要是在课前利用生活化、趣味化的教学资源,以更好地激发学生对实验学习的兴趣,引导学生在课前自主预习与掌握所需知识,促进学生核心素养的发展。为此,教师在正式教学之前,应基于核心素养的培养目标,一方面,通过网络学习平台、通信软件等方式,提前向学生告知实验教学内容,并向学生提供相关学习资料和包含丰富内容的教学视频,以方便学生积极参与到课前学习中,开阔学习视野;另一方面,还可通过适量的与实验教学内容相关问题的考查,提前了解学生对实验知识的掌握情况,了解学生对实验步骤、环节和注意事项的掌握情况等,由此教师在课堂中能有针对性地开展实验教学。依据学生对相关科学实验知识的掌握情况、学习兴趣、知识薄弱点等,合理确定培养目标。例如,在“浮力”的实验教学中,为了便于学生在课前就明白静止浮在水面物体和上浮的物体所受到浮力大小相同,可在课前就利用网络向学生传输“正确使用测力计”的实验展示视频,从而使学生在课前就掌握使用拉压测力计测量浮力的正确方法,为后续提高课堂实验教学效率打下坚实的基础。

二是基于核心素养,优化实验教学方案与实验材料选择。其中,优化实验教学方案是指教师在课前制定比较可行与完善的实验教学方案,并提前告知学生实验的目的、过程,以及如何规范、有效地开展实验操作,以保证实验教学的有序与安全,最大化地避免学生在动手实验操作中可能出现的误操作。而优化实验材料,则是指教师可结合课程教学目标和实际情况,对原实验材料进行优化与创新,以进一步激发学生的实验兴趣,如可尝试自制实验教具、使用贴近学生生活的实验材料等。例如,在“电磁铁”教学中,教师可在课前采用电池、线路和铁夹具,创新性地尝试制作电磁铁,然后在课堂演示实验教学中,讲解自制电磁铁的原理和吸铁的过程,利用演示实验的直观性与实践性,以更好地激发学生对课堂学习的兴趣。又例如,在“食物中的营养”教学实验中,可尽量选择贴近学生生活,让学生熟悉、感兴趣的实验材料,并可安排学生分小组在课前准备蔬菜、水果、零食等不同种类的食物,这样在实验教学过程中,既避免了实验材料的单一,也能通过选择这些生活化、趣味化的实验材料,提高学生对科学实验活动的学习兴趣,促进学生核心素养的发展。

2.课中阶段的实验教学创新

课中阶段的实验教学创新,建议围绕“情境创设+知识迁移+评价反馈”展开,突出学生主体,突出小组互动与探究合作,从而更好地激发学生对科学实验活动的学习兴趣,培养学生的实践动手能力与创新能力。

一是创设贴近生活的实验教学情境,激发学生的科学思维。科学知识来源于生活,而生活又是最好的学习素材,当小学科学实验教学中创设的教学情境与学生的实际生活体验接近时,不仅能很好地激发学生的实验学习兴趣,而且也有助于学生接受课堂知识,获得良好实验体验。因此,教师应在教学中尽量创设真实的、贴近生活的、有意义的且能引发学生兴趣的实验教学情境,以推动整个实验教学探究活动,促进学生在知识的探究过程中,积极思考、敢于动手实验。此外,在生活化实验情境创设的过程中,建议多采用信息技术辅助教学,以营造更富有感染力的教学环境。借助于信息技术呈现方式多样性、教育资源丰富性的特征,可以创设出更加直观、有趣的生活化实验教学情境,不仅能有力地激发学生的课堂学习兴趣,使专注于实验活动当中,而且也能让学生对实验教学中的新知识点更容易理解与接受。例如,在“观察水中的微生物”实验教学中,教师可首先利用多媒体课件创设“美丽的池塘”这一生活化情境,用视频及音乐展示美好的池塘景象。然后,引导学生提出“在池塘中的水用肉眼看很清澈,用放大镜看能看到水中有很小的点,那么我们用显微镜看又能发现什么呢?”等相关问题,引导学生思考。最后,再播放一段微生物装片制作的实验视频,引导学生分小组探讨解决问题。总体而言,利用生活化实验教学情境的创设,更容易激发学生的科学实验兴趣,促进学生核心素养的提升。

二是引导强化学生知识的迁移应用,培养学生科学探究实践。这一过程主要强调在实验教学中引导学生对科学实验现象、科学实验知识进行归纳总结与迁移应用。在这一过程中,建议多采取小组合作探究的方式。例如,在“水的形态变化”实验教学中,为了让学生深刻理解温度是影响水形态变化的因素,在实验教学中,可引导学生分小组实际动手操作水的沸腾实验、水的结冰实验、冰块融化实验,然后让学生分小组交流探讨实验结果,探索实验现象原理,通过强化引导小组成员间的互动探究、互帮互助,以更好地解决与处理实验动手过程中出现的问题,更好地促进学生对实验知识的内化。

三是做好实验教学的评价反馈,强化学生的态度责任。传统实验教学评价,主要从成绩、学生自评等方面考查,而对于学生实验过程、实验参与度情况等因素,缺乏系统的评价,无法激励学生主动参与科学实验活动当中。为此,建议为更好地了解学生在实验过程中的学习态度、参与情况以及学习中存在的问题,教师可通过多元化评价方式,如通过自评、小组互评等方式,对学生的实验学习满意度、实验教学满意度、实验积极性、实验参与度、团队协作情况等多维度情况进行综合评价反馈,进一步激发学生对科学实验的学习兴趣与学习自信心,引导学生形成良好的科学实验态度与责任,促进学生核心素养的发展。

3.课后阶段的实验教学创新

课后阶段的实验教学创新是引导学生在课后将科学实验与实践生活相紧密联系与拓展,从而使科学实验知识能真正贴近学生生活、融入学生生活,真正做到知识的学以致用,真正感受到科学知识给生活带来的便利。为此,在课后阶段教师不应一味地强调反复练习与机械记忆,而应当通过引导学生开展社会实践调查、亲自动手实验等方式,以强化科学实验知识的实践应用,提升学生实践动手能力,促进学生核心素养的发展。

例如,在“饮食科学”的实验教学中,在课后可布置“生活小窍门”的活动,让学生亲自动手操作生活实验。如何才能更干净地洗碗? 如何搭配饮食对人体更合理? 如何区分酱油与醋? 让学生在实际生活中亲自动手,有效激发学生在课后的实验学习兴趣。或者可引导学生以“饮酒与健康”为主题,为自己小区制作一张健康饮酒的知识科普海报。还可引导学生分小组调查“小区内汽车使用乙醇汽油现状”。以上对课堂实验教学知识的实践应用,不仅实现了科学知识的延伸与拓展,而且通过社会实践调查替代传统繁重的题海作业,使学生的课后学习兴趣更高,提升学生实践动手能力,促进学生核心素养的发展。

三、结语

总之,在小学科学课堂中无论是采取演示实验教学,还是引导学生亲自动手实验,都有助于激发学生对科学学习的兴趣,培养学生的科学思维,锻炼学生的动手能力。因此,应不断创新与改进小学科学实验教学的方法,以提高实验教学的效果与质量,促进学生的全面发展。