基于科學探究培養學生學科核心素養

蘇日平

摘 要 “科學探究”與“學科核心素養”存在此呼彼應、一脈相通的內涵關聯，教學中通過落實科學探究活動，既實現了課程標準中科學探究的價值建立，也有利于培養學生學科核心素養。

關鍵詞 學科核心素養 科學探究

中圖分類號：G623.6文獻標識碼：A

1研究背景

1.1學科核心素養

2014年教育部研制印發《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》明確強調培養學生具備適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，發展學生核心素養促使其成為全面發展的人。“核心素養”自提出至今仍是教育界的“寵兒”、研究者青睞的“對象”。

1.2科學探究

1996年初，為實現提高全美國人的科學素養目標，滿足鞏固與提升國家生產力、競爭力的需要，美國家研究理事會研究和制定了《國家科學教育標準》（下面簡稱《教育標準》）。在《教育標準》中，“科學探究”處于核心地位，其涵義是指科學家們用以研究自然界并基于此種研究獲得的證據提出種種解釋的多種不同途徑，也指學生們用以獲取知識、領悟科學的思想觀念、領悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動。完整的探究活動分為觀察、提出問題、設計并執行探究方案、搜集證據、建構解釋、交流討論等步驟。

1.3科學探究與學科核心素養的內涵關聯

《課程標準》的”科學探究”與”學科核心素養”內涵之間此呼彼應、一脈相通。“科學探究”作為《課程標準》衍生的首個一級主題，是《課程標準》的關鍵單元要素。筆者細研《課程標準》發現，一級主題“科學探究”的各要素與“實驗探究與創新思想”素養維度內容如出一轍，具體如下圖。

學科核心素養五個維度之間是是相輔相成、協同發展的，科學探究只是顯性詮釋了“實驗探究與創新思想”核心素養維度，其余四個維度在科學探究活動中亦會隱性呈現。具體如表1。

因此，科學探究活動的實施詮釋了課程標準的教育主張，達成了課程標準的研修旨歸，體現發展學生學科核心素養載體作用的重要價值。

2基于科學探究培養學生學科核心素養的案例

2.1酸和堿的中和反應

[實驗情境]：提出問題：取2ml氫氧化鈉溶液與2ml鹽酸溶液在試管中混合均勻，無明顯實驗現象，酸和堿之間能否發生反應呢？

[生]：猜想：能。

[師]：現提供下列儀器和藥品，請同學們設計能有明顯實驗現象的實驗方案驗證你的猜想。

儀器：燒杯、玻璃棒、膠頭滴管。

藥品：氫氧化鈉溶液、稀鹽酸、酚酞溶液、紫色石蕊溶液。

[生]：設計實驗方案并進行小組實驗，觀察實驗現象：

（Ⅰ）NaOH溶液 → 酚酞 → 鹽酸; （Ⅱ）NaOH溶液 → 石蕊溶液 → 鹽酸;

無 ???→ ?紅 ?→ ?無 ????????????無 ??→ ???藍 ???→ ??紫

（Ⅲ）鹽酸 → 酚酞 → NaOH溶液;（ Ⅳ）鹽酸 → 石蕊溶液 → NaOH溶液

無 ?→ ?無 ?→ ???無 ???????????無 ?→ ???紅 ???→ ????紫。

[生]：得出結論：通過實驗現象說明，酸與堿之間能發生反應。

[師]：表達與交流：（1）為什么要加指示劑？用哪種指示劑好？（2）哪種方案為最佳實驗方案？（3）如何操作才能使酸和堿恰好完全反應？

[生]：（1）通過指示劑的變色，判斷酸和堿之間能否發生反應; （2）方案1為最佳方案;（3）緩慢滴加溶液，不斷攪拌，溶液剛好變色。

[師]：請觀察教材圖10-14，氫氧化鈉與鹽酸反應示意圖，思考反應前后粒子的種類有什么變化？

[生]： OH-和H+結合成了水分子。

[師]：OH-和H+結合成了水分子是酸和堿發生化學變化的微觀本質。

2.2燃燒和滅火

[實驗情境]：點燃一根蠟燭，請大家根據滅火的原理嘗試用不同的方法將其熄滅，并說出對應的原理？

提供的藥品和物品： 燒杯、濕布、剪刀、沙土、水、碳酸鈉、稀鹽酸等，也可以不用上述物品。

學生活動要求：同學們先獨立思考，然后小組合作進行實驗，注意安全和藥品用量，組內討論方法和原理，4min后小組代表上臺演示實驗并講述滅火的方法和對應的原理，方法越多越好！該組組員其他小組可以補充。

[生]：查閱資料、交流和討論設計出多種實驗方案，然后進行小組實驗驗證。

[師]：滅火的原理是三個同時具備還是只需其一？

[生]：只需其一，滅火的根本就是破壞燃燒的條件之一即可。

[師]：播放“火三角”Flash動畫，逐步演示燃燒的條件和滅火的原理

[師]：下面是生活中的一些滅火實例，試分析其滅火的原理。

（1）炒菜時油鍋中的油不慎著火，可用鍋蓋蓋滅。

（2）發生火災時，消防隊員用水撲滅。

（3）撲滅森林火災的有效方法之一，是將大火蔓延線路前的一片樹木砍掉，形成隔離帶。

[生]：（1）隔絕氧氣 ??（2）降溫至著火點以下 ?（3）清除或使可燃物與其他物質隔離

3結語

教學中可通過落實科學探究活動，實現了課程標準中科學探究的價值建立，并有效培養學生學科核心素養。

參考文獻

[1] （美）國家研究理事會.科學探究與國家科學教育標準[M].羅星凱等譯.北京：科學普及出版社，2004：19-20+28-30.

[2] （美）國家研究理事會.美國國家科學教育標準[M].戢守志譯.北京：科學技術文獻出版社，1999：146-216.