因勢利導在實驗探究中提升學生的科學素養

張琛

【內容摘要】在科學素養的教育理念的指導下，我們需要培養學生的實驗探究和創新意識，理解這個目標的真正意義，與時俱進地更新自己的教學方法，跳出“套路式”實驗教學的框架，合理進行實驗預設，巧用學生生成性資源，引導學生靈活開展定性實驗和定量實驗，借助微課、數字化實驗等多媒體信息手段，讓科學實驗課堂綻放異彩。

【關鍵詞】科學素養實驗探究定性與定量實驗

一、背景分析

八年級科學上冊第一章第5節《物質的溶解性》第一課時，是學生從認識“溶液”到學習“溶解度和質量分數”的中間過渡章節，其中“影響物質溶解性的因素”的實驗活動是本節重點之一。無論是查閱網上的教學資料、跟其他教師交流，還是翻看自己以往的上課教案，在探究“影響物質溶解性的因素”的實驗活動中，教師的預設一般都是先引導學生提出“物質的溶解性與溫度、溶劑的性質有關”的猜想，再設計定性實驗，收集事實與證據。由于初中學生已經具備一定的實驗能力，因此基本上都能實現教學目標。而實際上學生在該實驗中往往會提出“物質的溶解性與溶劑質量有關”的猜想，對于這個猜想，很難用生活經驗或者簡單定性實驗將其推翻，對此教師一般會先回避，等到后面學習完溶解度和質量分數的有關知識后，讓學生再去理解。這樣一來，可以確保一節課完全按照教師的預設，按部就班，順利完成教學任務。

但這樣的探究能體現科學探究的本質和意義嗎？能培養學生的科學素養嗎？教師往往會對學生的猜想加以挑選，原因歸根到底是教學目標定位不合理。

二、教學思路與策略

我在教學實踐中，大膽推翻原有模式，在科學素養教育理念的指導下，因勢利導，重新構思實踐了本節課。首先我把教學目標定位在對元認知知識的分析和評價，讓學生體驗實驗的探究過程，能夠不斷的對實驗方案進行評價和反思，理解科學總是不斷改進原結論，得出新結論，逐漸走向真理的過程。然后進行了對學生“生成性問題”的“預設”，讓其成為我教學的新資源，結合信息技術手段充分做好“遇見”課堂“意外”的準備。

針對學生提出“物質溶解性與溶劑的質量有關”的假設，我事先準備好定量實驗的微課視頻，整理出實驗的數據報告單。微課視頻可以在解決問題的基礎上，既讓學生獲得了必要的知識，也留出了讓學生自主探究的充裕時間。最后為了加深理解科學實驗的“精”“準”對結果的影響，我還找到了有關數字化實驗的科學視頻和資料。

三、實施過程

片段1：學生活動： 讓學生自己提出猜想，小組交流后保留合理猜想，然后設計實驗驗證自己的猜想，結果看到的是這樣的學生反饋：

實驗結束后，在評價與交流環節中，我對孩子們的這個猜想提出質疑，此時班上立即竊竊私語了起來，孩子們一番思考后，一個膽大的學生甚至想要把實驗過程分析給我聽，以此證明自己的結論。

我指出在實驗的設計上，同學們有很多值得肯定的地方，但是遺憾的是即使我提供了能進行定量實驗的器材，同學們設計出的實驗還是比較簡單，屬于定性研究。那么如果是定量實驗，又會如何呢？于是我播放出提前準備好的微課視頻，并展示出定量實驗的記錄單，引導學生進行數據分析。

設計意圖：在我的實際教學中，兩個班共12個學習小組，經過小組探討后，最終全都保留了這個猜想，甚至驗證出了這個結論。顯然學生得到的是一個錯誤的結論：物質的溶解性與溶劑的質量沒有關系。以往采取回避，等學生學完后面的知識后再去理解的教學方式，讓學生心里帶著困惑地接受知識，會影響學生的學習興趣和探究熱情，也不利于學生知識體系的構建。

布魯納認為的回饋是學生發現問題答案時，從錯誤調整到正確的認知過程，學生一旦發現錯誤而自行更正之后，所產生的回饋作用遠比外在獎勵更有價值。若學習者在其自行發展出的概念與新概念或現實情境不符合時，會產生認知沖突，或稱為認知失衡。這種沖突會引發學習動機，促使學習者進行概念修正，也就是調適的過程，使新舊概念統整在新的認知結構中。這樣，在認知沖突中能極大地激發學生的探究欲望和創新精神。因此我應該充分利用這個認知沖突。

片段2：學生在觀看微課視頻的過程中非常的認真，當看到溶質質量的具體數據時，幾個反應較快的孩子馬上頓悟甚至情不自禁的要將結論喊出來，激動不已。等到實驗報告單呈現出來時，班上沸騰了，孩子們搶著發表自己的新發現。

學生活動：學生分析匯報單中的數據并小結

匯報單1中A組和B組、匯報單2中1組和3組比較：其他條件相同時，物質能溶解的最大質量與溶劑的質量成正比，即單位質量的溶劑溶解的溶質量不變。說明溶劑增多，雖然能增加了溶質的質量，但是并不能提高溶解能力（即溶解性），物質的溶解性與溶劑質量無關。

教師活動：帶領學生進一步體驗科技與教育的融合，我將事先準備好的“傳感器探究物質溶解性”的視頻播放給同學們觀看，讓同學們初次接觸數字化實驗。讓學生談談觀后感。

有學生評價：自己最初實驗過程中，最多能溶解的溶質質量的判斷是十分主觀的，科學實驗應該是客觀而嚴謹的。也有學生總結：實驗的探究過程太奇妙了，原來實驗設計的精確程度對揭開事物的本質和規律影響巨大，我們應該學會設計定量實驗，甚至是數字實驗。

設計意圖：通過初次接觸數字化實驗，讓學生體會到隨著科技發展，實驗的精確性也在不斷提高。通過定性實驗的呈現，學生在老師的引導下進行數據分析，會不斷發現問題，改正錯誤，并體驗科學探究的本質。

四、總結反思

在今后的教學中，我們首先應該理解培養學生科學素養的真正含義，在教學設計時定位高階目標;其次，借鑒經驗但不能墨守成規，充分利用學生的生成性問題，因勢利導成為新的教學資源;我們教師更應與時俱進，不斷提升自己的信息技術水平，將先進的多媒體信息技術運用于課堂，多接觸前沿科技，走在科技時尚前沿……

【參考文獻】

[1]曹宏翚.在探究教學中提高學生的科學素養[J].名師在線，2017（21）.

[2]彭剛.在實踐活動中提升學生的科學素養[J].課程教材教學研究（小教研究）， 2016（z1）：50-51.

（作者單位：義烏市群星外國語學校）