核心素養下小學科學實驗創新教學策略

■福建省泉州市安溪縣感德中心學校 汪雷振

隨著新課程改革政策的落實與應用，如何將素質教育與課程教學完美融合成為實踐教學的主要問題，強調教師將培養學生核心素養作為主要教學任務，建構高效課堂。而科學實驗課程是培養學生科學思維與科學精神的重要途徑，教師應該以核心素養為引領組織科學實驗教學，改變以往將實驗結果直接告知學生的教育模式，避免出現實驗教學形式化的問題。但由于生理年齡的限制，小學生對新知識的接受能力較差，對理論性較強的內容缺乏學習興趣，因此為確保科學實驗教學效果，教師應加強對實驗教學的監督與管理，重點培養學生實踐學習和科學思維能力，使其在科學實驗中端正學習態度，發展綜合學習素養。

一、小學科學實驗課程核心素養培養的內涵及意義

對學生來說，核心素養是指學生在不同學習階段應具備的學習能力和思想品質，而小學科學課程的核心素養是指學生在科學學習中各方面的學習能力，包括創新思維能力、探究分析能力和解決問題的能力等。因此在核心素養教育背景下，教師應深入分析科學核心素養的內涵，引導學生在科學實驗中多角度分析問題，為建構完善的科學知識體系提供基礎條件。具體來說，教師應從拓展教學內容、優化實驗教學形式和分解核心素養目標等角度創新實驗教學，組織趣味性、多元化和高效的科學實驗課堂，激發學生深入參與科學實驗的興趣，充分挖掘其各方面的學習潛能，降低學生理解理論性科學知識的難度，從而實現科學實驗教育資源的優化配置，避免學生產生抗拒和厭倦學習的情緒。

二、小學科學實驗教學的現狀

（一）實驗教學方式過于傳統

在以往的小學科學實驗教學中，教師往往采用“灌輸式”教學法，為確保實驗教學的安全性和效率，通常將實驗過程和實驗結果直接告知學生，這種教學方式無法適應新課改的教育形勢，影響了學生自主思考和判斷能力的發展，容易使實驗教學氛圍變得枯燥。還有部分教師只是簡單演示實驗流程，然后要求學生模擬完成實驗操作，難以真正發揮科學實驗的教育價值，影響了學生自主實驗能力的形成。加上實驗教學內容一成不變，使科學實驗教學逐漸脫離生活實際，學生容易產生排斥和抵觸心理。

（二）實驗教學設施不足

由于對實驗教學重要性的認識不足，許多學校將實驗教育經費用于其他用途，科學實驗設施嚴重不足。在小學科學實驗教學中，實驗室和相關的實驗器材是開展實驗教學的重要工具，無論哪種材料缺失都會影響實驗演示效果，學生也很難有機會親身參與實驗過程。而且由于科學實驗教學設施不足，教師只能將更多時間用于講解理論性的科學知識，無法引導學生用實驗驗證教材中的科學現象和原理，學生的科學知識儲備只能局限于教材中，從而逐步喪失參與實驗學習的興趣。

三、核心素養下小學科學實驗創新教學的策略

（一）科學實驗生活化，培養學生應用素養

總結以往科學課程教育經驗可以發現，科學知識與現實生活密切相關，在現實生活中能夠發現科學元素，尋找到更多用于科學實驗教學的素材。而科學課程的重要意義是在理解科學知識的基礎上，學會在生活中應用科學知識。同時，新課改指出，應引導學生從科學視角分析自然生活現象，嘗試運用科學理論知識解釋自然現象的成因，在科學實驗探究中培養學生的實踐應用能力。為此，在核心素養要求下開展小學科學實驗教學，教師應引入生活元素，挖掘現實生活與實驗教學內容之間的聯系，指導學生科學、理智地分析實驗問題。而且學習環境直接影響學生的學習效率，在輕松愉悅的氛圍中學習知識，能夠有效提高學生的知識理解與思維發散能力。因此，在組織生活化實驗教學時，教師還應綜合考量學科教育要求與學生的學習特點，創建良好的實驗教學環境，激發學生參與科學實驗學習的熱情，采用生活化的方式培養學生實踐應用的科學核心素養，鍛煉其在現實生活中運用科學知識解決問題的能力。

以教科版四年級上冊《食物中的營養》一課為例，本課主要讓學生了解人體生存所需營養主要從哪些食物中攝取，掌握蛋白質、糖類、維生素等營養成分對人體保持健康的促進作用；嘗試通過科學實驗辨別食物中的脂肪與淀粉，完善食物統計活動，概括不同營養物質對身體機能影響的差異。在實際教學中，教師應在預習環節引導學生搜集自己喜歡吃的食物的外包裝，如方便面袋、餅干盒、薯片袋和飲料瓶等，清洗干凈帶到學校。在講解完食物中的營養成分和身體健康相關知識后，教師應指導學生閱讀食品包裝袋上的配料表，分析不同食物的營養成分，重點探究蛋白質、能量和脂肪等幾類物質的占比，并將這些食物的營養價值進行排名，幫助學生學會如何依據身體需要選擇更健康的食物。此外，教師可以利用多媒體展示生活中常見的蔬菜和水果圖片，組織食物營養成分鑒定實驗活動，拿出事先準備的食物片，引導學生分別將碘酒滴在切片表面，通過觀察顏色變化確定食物中是否含有淀粉，從而增加學生科學知識積累。

（二）引導學生自主思考，培養探究素養

科學課程核心素養的內涵指出，學生應借助科學實驗開展交流分析，采用不同的方式理解科學知識、分析實驗現象，樹立科學分析的思維觀念。為此，在核心素養要求下開展小學科學實驗教學，教師應鼓勵學生自主思考實驗問題，以科學實驗的方式，拓展學生理解科學知識的角度，在相互溝通與實踐交流中激發學生的科學創新意識，培養學生科學探究的核心素養。這種動態化學習的過程也是提升學生綜合學習能力的過程，有利于激發學生深度學習的興趣，在日后接觸更復雜的科學知識時，學生能夠從更客觀和理性的角度分析問題。為確保學生自主思考方向的正確性和有效性，教師應在備課環節整合教材中的科學實驗內容，創設多元化的實驗教學情境，引導學生在情境中發現和解決問題。同時，在學生自主思考時，教師應給予其針對性指導，引導其從不同的角度猜測實驗結果，用假設的方式設計科學實驗方案，激發學生的科學創新思維，強化其探究、交流的科學核心素養。

以教科版五年級下冊《種子發芽實驗》為例，本課主要讓學生了解種子發芽應具備的基礎條件，嘗試用對比實驗的方法設計種子發芽的實驗流程，觀察并記錄種子發芽的全過程；理解對比實驗中對控制變量的嚴格要求，明確植物生長與自然環境之間的關系，分析影響種子生長狀態的因素。在實際教學中，教師可以利用多媒體播放種子從發芽到生長的過程的視頻，展示同一植物種子在不同環境下生長過程的圖片，鼓勵學生依據圖片和視頻內容提出問題。教師應依據問題內容和可操作性進行劃分，組織學生討論解決不同問題的可能性，鼓勵其發揮自身想象力和創造力設計實驗流程，積極發表自己對種子生長過程的看法，再引導學生從教材中尋找科學原理。隨后教師布置實驗作業，要求學生選擇一種植物種子，親手播種在花盆中，觀察種子在不同環境下生長狀態的變化，思考是否與課堂討論結果一致。這樣，學生經歷提出問題、分析問題以及得出結論的全過程，有利于在深度思考中提升自主實驗能力。

（三）引入小組合作模式，激發創新意識

在小學科學教育體系中，科學實驗的教育價值在于培養學生的科學思維與創新實踐能力，使學生學會從科學視角分析不同事物之間的關聯，準確把握事物的本質屬性和內在規律，在分析事物聯系的過程中鞏固科學理論基礎，建構多元化的科學實驗模型，掌握驗證科學現象的一般方法。為此，在核心素養要求下開展小學科學實驗課程教學的過程中，教師應引入小組合作學習模式，指導學生運用推理論證、抽象分析、總結概括等不同的方式解讀實驗過程，質疑教材和現實中的不同科學觀念，正確辨別相應的實驗結論，具備提出創造性實驗見解的能力。為確保小組合作模式的順利應用，教師應組織學生開展實驗交流與討論，鼓勵學生發表不同見解，傾聽他人的分析過程，對不同的觀點進行深度思考，科學理性地判斷他人觀點。對學生意見不統一的問題，教師應及時提出驗證或解決方案，培養學生創新的科學核心素養。

以教科版五年級下冊《用浮的材料造船》和《用沉的材料造船》為例，本課主要讓學生了解獨木舟和竹筏的不同結構和穩定性特征，嘗試用浮和沉等不同特征的材料制作船；思考改變制作材料的穩定性對船的承載量和穩定性的影響，了解造船技術發展和演變的歷史，并嘗試引入更多新型材料。在講解完沉浮相關理論知識后，教師應開展實踐性的延伸教學，引導學生在實驗探究中理解沉浮原理。由于學生的知識積累和接受能力有所差異，在思考角度和問題解決方式方面也存在不同，為此，教師應組織學生以小組為單位展開討論，重點針對材料的重量和大小對船承重的影響進行分析。在小組實驗與討論完成后，教師應適時追問：“輪船的主要材料是金屬，那為什么還能浮在水面上呢？為什么家具等木質材料落入水中會下沉？”借助問題激發學生的實驗探究興趣，有助于活躍其思維模式。教師與學生一同驗證該問題，拓展學生科學實驗分析的角度，加深學生對沉浮科學原理的理解，激發其創新學習意識。

（四）組織多元實驗活動，培養責任素養

在科學實驗中了解科學現象和理解科學原理的教學方式，不應局限于科學課堂，拓展科學實驗場景和豐富實驗教學內容，將科學實驗教學引入現實生活也十分必要。為此，在核心素養要求下開展小學科學實驗教學，教師應組織多元化的科學實驗活動，帶領學生參與社會實踐，將科學實驗教學延伸到課外，強化學生科學責任素養。具體來說，教師應引導學生利用教材中的科學原理分析社會中不同的自然現象，并利用生活材料完成科學實驗，驗證教材科學理論的正確性。依托多元化的實驗活動激發學生探索自然與深度學習的積極性，有利于培養學生持之以恒和嚴謹踏實的科學探究精神，是推動科學課程改革的有效方式。

以教科版五年級下冊《我們面臨的環境問題》為例，本課主要讓學生了解現今環境問題的不同類型和演變過程，探究人類活動對自然環境的影響，分析地球多種環境問題的成因；嘗試通過觀察和案例分析等方式了解更多環境信息，思考人類活動對環境影響的雙向性。在實際教學中，教師講解水污染、垃圾分類與回收等相關知識，組織學生以小組為單位開展環境保護實踐活動。各小組需要針對現實中的某類環境問題查找資料，依據自身對環境問題的認識設計宣傳手抄報，對生活垃圾和生產規范化管理等問題提出獨特見解，并用實驗的方式驗證不同生活垃圾的回收利用方法，參與更多課堂以外的科學 實驗活動，激發學生參與科學實驗的積極性，從而在實踐應用中鞏固教材知識，發揮延伸和拓展教學的教育作用，有利于在處理實際問題的過程中強化學生的科學態度和責任素養。

（五）客觀評價實驗結果，增加知識儲備

以往小學科學實驗教學結束后，教師往往會對實驗結果進行總結說明，這一環節是向學生灌輸科學理論知識的重要途徑，也是提升教育效果的關鍵部分。科學實驗的本質就是用實踐的方式加深學生對科學現象的理解，而對科學實驗結果的總結是確保知識輸入的重要環節。小學生由于生理年齡的限制，更愿意參與趣味性強的實驗學習，但往往更注重實驗學習的形式，忽視了實驗學習中掌握理論知識的過程。因此在核心素養要求下開展小學科學實驗課程教學，教師應客觀評價學生的實驗結果，采用趣味性的語言概括實驗中涉及的知識點，用不同的表現形式總結實驗過程，將理論性的科學知識以形象化的方式呈現于課堂，并借助對實驗畫面的回顧鞏固學生對科學知識的記憶，增加科學基礎知識積累。

以教科版六年級上冊《神奇的小電動機》為例，本課主要讓學生了解電動機在生活和科學實驗中的功能，觀察和剖析小電動機的內部構造，分析電動機運轉的原理，理解將電能轉化為動能的過程。在實際教學中，教師應組織“制作小小電動機”的科學實驗，引導學生結合相關視頻完成實驗操作。在學生自主實驗的過程中，教師應實施有效引導與觀察，指導學生精準控制電動機制作的每個細節，嘗試用不同的材料制作電動機。在科學實驗結束后，教師應立足理性和客觀的角度評價學生的實驗過程，引導學生重點分析失敗的原因，嘗試完善電動機制作的實驗步驟，在反復推敲中加深對相關科學原理的理解，有助于提升科學實驗教育效果，鍛煉學生的知識遷移能力，為理解更復雜的科學實驗問題創造良好條件。

四、結語

綜上所述，在核心素養要求下開展小學科學實驗課程教學，有利于提升學生實踐應用與創新思維能力，推動小學科學課程的轉型與改革，培養學生綜合學習素養。教師應采用不同的方式創新科學實驗教學方法，多角度理解科學核心素養的內涵，組織趣味性的實驗教學活動，發展學生的創新意識與探究能力，為實現科學知識的深入理解與全面應用奠定基礎。