王天鋒

實驗教學(xué)應(yīng)注重學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)

王天鋒

實驗教學(xué)；科學(xué)素養(yǎng)；落腳點；探究

科學(xué)實驗是科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，忽視實驗，學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)會大打折扣。下文，筆者將結(jié)合相關(guān)課例，談?wù)剬嶒灲虒W(xué)如何發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

一、找好實驗中科學(xué)素養(yǎng)的落腳點

學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的表現(xiàn)之一是課堂學(xué)習(xí)中的科學(xué)精神，具體表現(xiàn)為個體在學(xué)習(xí)活動中的價值標準、思維方式和行為規(guī)范。在科學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生尊重證據(jù)、主動探究等素養(yǎng)的獲得需要教師關(guān)注實驗活動的兩個“點”。

1.整合教材——科學(xué)素養(yǎng)的“起點”。

《科學(xué)》教材往往只呈現(xiàn)實驗器材和程序，缺少對學(xué)生思維等認知活動的關(guān)注。如蘇教版《科學(xué)》四下《物體的形狀改變以后》一課，教材中的實驗是認識物體的形變，由于教材提供的材料比較單一，不能揭示“形變”與“彈力”之間的關(guān)系，且學(xué)生對“形變”的認識還僅僅停留于物體的形狀會發(fā)生變化的層面，對于變化后能夠還原的認識不足。造成這種認識缺陷的原因是實驗活動提供的材料過于單一，教材上提供了橡皮筋、彈簧、海綿、鋼條四種材料，這四種材料均直接指向有彈性這一概念，而缺少對無彈性（本質(zhì)是彈性較弱）現(xiàn)象的關(guān)注。針對學(xué)生認識上的不足，教師需要為其搭建思維階梯。而實驗?zāi)転閷W(xué)生搭建思維階梯，教師需要圍繞“實驗”和“思維”雙主線設(shè)計實驗，可以增加學(xué)生認為不具有彈性的短木條、橡皮泥、鋁棒、棉線四種材料，讓學(xué)生進行對比。

2.建立概念——科學(xué)素養(yǎng)的“提升點”。

建立概念是一種重要的科學(xué)素養(yǎng)，建立概念的過程是對所見現(xiàn)象進行抽象和提煉的過程，同時也是對自我認識的超越和提升的過程。

以“彈力”概念的建立為例，教師要以學(xué)生素養(yǎng)提升為指向展開教學(xué)。第一步觀察物體形狀變化前后的區(qū)別，說說自己玩橡皮筋時，它的形狀有哪些變化，最后結(jié)束時又是什么形狀？引導(dǎo)學(xué)生畫圖記錄自己的觀察結(jié)果，這是對學(xué)生觀察素養(yǎng)的培養(yǎng)。第二步，通過比較，建立“外力”與“形狀”之間的聯(lián)系，學(xué)生觀察、記錄哪些材料形狀改變后能夠還原，哪些不能。形狀變化主要是變長、變短、變扁和體積變化，這些變化都與受到外力有關(guān)，這是對學(xué)生歸納意識的培養(yǎng)。第三步，建立“內(nèi)力”與“形狀”之間的聯(lián)系，這是學(xué)習(xí)的難點。學(xué)生對彈力如何產(chǎn)生頗有疑惑，這時教師需要演示壓縮壓簧的實驗，然后學(xué)生思考內(nèi)力是什么時候產(chǎn)生的，什么時候最大，朝什么方向，是所有物體都有這種內(nèi)力嗎？通過演示，學(xué)生會明白彈簧開始被壓縮時，“內(nèi)力”就產(chǎn)生了，這個內(nèi)力來自于彈簧本身，方向與外力相反，此時彈力的概念就建立了。

教學(xué)中，學(xué)生從對實驗現(xiàn)象的觀察與記錄，到實驗現(xiàn)象與所對應(yīng)概念的關(guān)系梳理，都遵著“知識建構(gòu)理解”和“能力素養(yǎng)提升”兩條主線，知識的獲得并不是最終目的，背后隱藏的素養(yǎng)提升才是最終目的，因此，梳理實驗背后的素養(yǎng)是科學(xué)教師備課時要著力思考的。

二、搭好實驗外科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的“路”

科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)離不開探究學(xué)習(xí)這一形式，而探究學(xué)習(xí)離不開教師對實驗中的探究因素的挖掘。

1．注重探究活動。

學(xué)會探究是科學(xué)素養(yǎng)之一，科學(xué)課上，教師要盡可能地讓學(xué)生通過實驗觀察有所發(fā)現(xiàn)。以蘇教版《科學(xué)》四下《肌肉》中的骨骼和肌肉關(guān)系為例，教師可以直接向?qū)W生展示手臂骨骼肌肉的模型；也可以先向?qū)W生展示手臂的骨骼模型，然后讓學(xué)生觀察自己手臂運動現(xiàn)象，判斷手臂上的肌肉是如何變化的。前者是直接告知知識，后者倡導(dǎo)的是探究和發(fā)現(xiàn)，而后者更利于學(xué)生觀察素養(yǎng)、邏輯推理素養(yǎng)、建模思維的發(fā)展。

2.倡導(dǎo)真實情境。

對于核心素養(yǎng)的界定有很多，杭州師范大學(xué)的張華教授認為，核心素養(yǎng)是人們適應(yīng)信息時代，知識社會和全球化時代的需要，是解決復(fù)雜問題和適應(yīng)不可預(yù)測情境的能力和道德。因此，存在不確定性的教學(xué)情境才能為學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展提供空間。

在認識拉力大小與彈簧拉長長度之間的關(guān)系的過程中，教師可以圍繞真實情境開展教學(xué)。教師可以將通俗意義上的彈簧秤拉力刻度轉(zhuǎn)化成長度，將掛了一個鉤碼、兩個鉤碼……五個鉤碼的刻度線重疊在同一個長度盤上，這時學(xué)生會發(fā)現(xiàn)長度的變化就是拉力刻度的變化，在此基礎(chǔ)上，學(xué)生可以設(shè)計一個彈簧秤刻度板，從而將人類歷史上幾百年的發(fā)現(xiàn)歷程濃縮于每一個學(xué)生的發(fā)現(xiàn)過程中。

3.凸顯實驗學(xué)習(xí)特征。

科學(xué)教學(xué)的核心是培養(yǎng)探究精神，而科學(xué)實驗對學(xué)生科學(xué)態(tài)度、證據(jù)意識等的培養(yǎng)均有幫助。

實驗是一種學(xué)習(xí)方式。從教與學(xué)角度來說，科學(xué)實驗教學(xué)要有一定的趣味性，本質(zhì)上要能體現(xiàn)科學(xué)性，理念上要體現(xiàn)“做中學(xué)”的特征。所以實驗活動要圍繞“觀察”和“分析”展開，要充分體現(xiàn)動手又動腦的學(xué)習(xí)方式。

實驗的過程，從結(jié)果角度來說，它是學(xué)生對知識的消化過程；從學(xué)習(xí)角度來說，它是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會觀察、學(xué)會記錄、學(xué)會表述的過程。因此，教學(xué)中，教師要找到最佳的觀察和分析視角來培養(yǎng)學(xué)生主動探索的意識，從而體現(xiàn)實驗這一學(xué)習(xí)方式的獨特魅力。

三、建好實驗中核心素養(yǎng)提升的“場”

在實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，不僅要關(guān)注實驗活動的過程和技能，還需要關(guān)注實驗活動的指向，要讓學(xué)生在獲得能力和方法的同時，形成一定的價值觀。

1.關(guān)注實驗教學(xué)的“訓(xùn)練場”。

實驗教學(xué)有其獨特的要求，從進入實驗室的那一刻開始，每一個學(xué)生就是一個小科學(xué)家，其一舉一動都要嚴格遵守規(guī)范，學(xué)生實驗操作的精細程度代表著其科學(xué)素養(yǎng)的形成程度?？茖W(xué)教師要將實驗當(dāng)成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的訓(xùn)練場，一要關(guān)注學(xué)生對實驗操作程序的遵守程度，考核學(xué)生實驗操作的先后順序、觀察活動、記錄活動等；二要關(guān)注學(xué)生實驗秩序的落實程度，實驗前不隨意動手玩材料，實驗中注意力集中，實驗后將器材還回原處。當(dāng)學(xué)生每次實驗都能遵循規(guī)范，采用正確、科學(xué)的方法，久而久之，就會養(yǎng)成科學(xué)素養(yǎng)。

2.關(guān)注實驗教學(xué)的“文化場”。

學(xué)科核心素養(yǎng)是通過學(xué)科思想體現(xiàn)出來的，科學(xué)實驗中要關(guān)注科學(xué)思想和科學(xué)學(xué)科特有的文化?？茖W(xué)實驗既是一種操作性的體驗活動，更是一種研究性的探索行為，實驗活動中要體現(xiàn)以下幾種學(xué)科意識：（1）客觀意識?？茖W(xué)實驗特別強調(diào)求真精神，客觀表述自己的所見是實驗活動的基本要求，實驗中要做到不隨意篡改實驗數(shù)據(jù)，不用想象代替觀察，不夸大觀察結(jié)果。（2）證據(jù)意識?？茖W(xué)之所以被世人當(dāng)作“真理”的代名詞，是因為其每一個結(jié)論都有證據(jù)的支持。在實驗活動中，學(xué)生每得出一個結(jié)論，教師都要讓其提供判斷的依據(jù)，同時還要引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成質(zhì)疑的習(xí)慣，不斷向他人和自己追問，不斷補充證據(jù)，不斷完善結(jié)論，不斷進行論證，這將會改變學(xué)生隨意表達，妄下結(jié)論的習(xí)慣，讓學(xué)生變得理性起來。（3）模型意識。實驗活動中的現(xiàn)象有零散、隱蔽的特征，學(xué)生要針對這些現(xiàn)象提出自己的假設(shè)，建立對問題的認識模型，這是從事實向原理邁出的重要一步。以宏觀的認識為例，學(xué)生的科學(xué)實驗都是圍繞物質(zhì)世界、生命世界、地球宇宙幾大領(lǐng)域的模型展開的微觀活動。具有模型意識的學(xué)生在科學(xué)實驗中會不斷思考、不斷推理，形成模型框架，這樣就會超越實驗本身，形成對高級原理的概括機制。

實驗絕不是簡單的動手操作性活動，它承擔(dān)著學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的重任。今天的實驗，必將給予學(xué)生適應(yīng)未來社會的素養(yǎng)和能力。對于我們教師而言，加強實驗教學(xué)背后的學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，還有很多的問題值得我們?nèi)ニ伎己脱芯俊?/p>

（作者單位：江蘇省揚州市梅嶺小學(xué)西區(qū)校）

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