楊薇 馮莉 王妍

【摘 要】 實(shí)驗(yàn)是科學(xué)課程的重要部分，實(shí)驗(yàn)的操作性、探究性和創(chuàng)新性，是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。依托實(shí)驗(yàn)教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展;基于學(xué)生的探究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、探究能力。本文立足新課改下實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，從實(shí)驗(yàn)的視角，闡述了學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)策略。

【關(guān)鍵詞】 核心素養(yǎng) ?實(shí)驗(yàn) ?探究

良好的科學(xué)素養(yǎng)，能促進(jìn)有效學(xué)習(xí)，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生的操作能力，能夠在實(shí)驗(yàn)探究中，感受科學(xué)的魅力，理解并懂得知識(shí)的應(yīng)用。應(yīng)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的構(gòu)建，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。有助于挖掘?qū)W生的潛能，提高學(xué)習(xí)效率。核心素養(yǎng)的培育，應(yīng)著眼于學(xué)生對(duì)科學(xué)的情感與態(tài)度，對(duì)學(xué)科有正確的認(rèn)識(shí)，有探究的熱情及方法，這都是學(xué)生深入學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)，應(yīng)在課堂教學(xué)中得到充分體現(xiàn)。教師進(jìn)行課堂實(shí)驗(yàn)時(shí)要充分挖掘資源，從如下幾方面提升課堂實(shí)驗(yàn)的有效性。

一、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，將?yàn)證實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為探究實(shí)驗(yàn)

學(xué)習(xí)科學(xué)并不是為了獲取知識(shí)本身，而是獲取知識(shí)的探索過(guò)程。教師應(yīng)盡可能地創(chuàng)設(shè)真實(shí)的探究情境，讓學(xué)生在探究中更多地獲取直接經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)他們通過(guò)不同的角度和方法，去認(rèn)識(shí)科學(xué)世界的真實(shí)面貌，取得最大的收獲。例如：在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生按教材中的方案操作后，發(fā)現(xiàn)誤差較大。其原因是實(shí)驗(yàn)室所提供的小車質(zhì)量沒(méi)有辦法遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量?？梢詥l(fā)學(xué)生探究設(shè)計(jì)一個(gè)不需要小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量這個(gè)前提條件的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案。

二、改良實(shí)驗(yàn)器材，向廢物利用，微型化轉(zhuǎn)變

實(shí)驗(yàn)器材的選擇，可不拘泥于課本，充分利用生活中的物品進(jìn)行廢物利用，比如礦泉水瓶作為容器，學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中建構(gòu)科學(xué)知識(shí)，從而提高了學(xué)生的思維品質(zhì)，養(yǎng)成了樂(lè)于探究、謹(jǐn)慎求證的學(xué)習(xí)態(tài)度。例如，在“銅和稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)”中，可以把試管改成注射器，吸入氧氣的同時(shí)也能觀察生成NO2的現(xiàn)象。將生成物用注射器推入氫氧化鈉溶液中，同時(shí)也防止NO2污染環(huán)境。還可以考慮將實(shí)驗(yàn)器材微型化，比如利用眼藥水瓶作為反應(yīng)容器，不僅節(jié)約了藥品，同時(shí)也保護(hù)了環(huán)境，加大了學(xué)生的參與度，體現(xiàn)了核心素養(yǎng)的訴求。

三、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)原理，將單一型發(fā)散為多樣型

一題還能多解，而科學(xué)世界是豐富多彩的，實(shí)現(xiàn)某一目的更是有多條路徑。有時(shí)，教材上由于種種原因，缺乏多角度、多方位地呈現(xiàn)。這時(shí)就不能只遵循教材中提供給思路，而要探討多種的實(shí)驗(yàn)原理及其分析過(guò)程，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理的甄別過(guò)程。這樣不但擴(kuò)充了學(xué)生知識(shí)面，也避免了認(rèn)知上的偏頗。例如，在“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中，先讓學(xué)生思考選擇用雞血、兔血，還是羊血，并引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)分析禽類和哺乳類動(dòng)物血紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)的差異性來(lái)探究該實(shí)驗(yàn)的選材原理;再提出玻璃棒該如何攪拌，并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)DNA的鏈狀結(jié)構(gòu)探究該實(shí)驗(yàn)的操作原理。

四、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)技術(shù)，提升數(shù)字化工程

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)儀器存在著缺陷：有的功能單一，不能記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變化;有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的顯示不便于觀測(cè)和記錄，特別是在儀器需要移動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中;有的數(shù)據(jù)的測(cè)量和計(jì)算較麻煩，需要的時(shí)間很多，無(wú)法當(dāng)堂完成。這些問(wèn)題降低了實(shí)驗(yàn)在科學(xué)教學(xué)中的價(jià)值。而利用多媒體技術(shù)，使用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，直觀地展現(xiàn)科學(xué)現(xiàn)象，揭示科學(xué)本質(zhì)。例如，“金屬銹蝕條件的探究”實(shí)驗(yàn)中，可以使用手持技術(shù)?？梢匝杆俚贸鰧?shí)驗(yàn)圖表讓學(xué)生當(dāng)場(chǎng)分析，讓學(xué)生感知科技的進(jìn)步，也為將來(lái)進(jìn)行高精尖工作打下基礎(chǔ)。

五、打造翻轉(zhuǎn)課堂，利用微課教學(xué)，提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的參與度

建立高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源庫(kù)，包含實(shí)驗(yàn)微課、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、翻轉(zhuǎn)課堂等資源，實(shí)現(xiàn)共享資源，分享經(jīng)驗(yàn)和智慧。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)引入翻轉(zhuǎn)課堂，可提高學(xué)生的主體地位，形成“教師為引導(dǎo)者，學(xué)生為探究者，以內(nèi)容為探究線索”的新型教學(xué)模式，其實(shí)施流程：課前，教師分析學(xué)習(xí)內(nèi)容、制定教學(xué)任務(wù)、錄制實(shí)驗(yàn)視頻、制作教學(xué)課件并準(zhǔn)備習(xí)題;學(xué)生了解學(xué)習(xí)任務(wù)，觀看實(shí)驗(yàn)視頻并學(xué)習(xí)教學(xué)課件，完成習(xí)題。課中，教師針對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生完善實(shí)驗(yàn)方案，并總結(jié)點(diǎn)評(píng)。這樣大大提升實(shí)驗(yàn)課效率，將一些原來(lái)一節(jié)課難以完成的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂得以解決。

六、改變實(shí)驗(yàn)組織形式，以合作型為主

新課改要求突出學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，這也是核心素養(yǎng)的要求之一。高中階段的學(xué)生正值青春期，缺乏的不是刻板固守的強(qiáng)硬糾正，而是有力有效的方向引導(dǎo)。遵循學(xué)生的這一成長(zhǎng)規(guī)律和個(gè)性特點(diǎn)，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理分組，同齡人之間的互相幫助與促進(jìn)比教師督促更加有效。無(wú)論從儀器的選擇和使用，還是數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析，都力求讓學(xué)生以個(gè)人或小組的方式完成。

七、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，將實(shí)驗(yàn)事實(shí)轉(zhuǎn)為實(shí)驗(yàn)問(wèn)題

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要抓住學(xué)生疑惑，變實(shí)驗(yàn)事實(shí)為實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)，查找資料，解釋現(xiàn)象，讓學(xué)生在質(zhì)疑、批判的過(guò)程中，能力得到發(fā)展和進(jìn)步。教師應(yīng)不拘泥于書本上的結(jié)論，而要優(yōu)化實(shí)驗(yàn)分析，用帶有質(zhì)疑與批判的眼光來(lái)審視實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)掘探究的素材，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。例如，在“鹽類的水解”的教學(xué)中，探究向FeCl3溶液中滴加Na2SO3會(huì)發(fā)生什么反應(yīng)？有的學(xué)生認(rèn)為二者會(huì)發(fā)生雙水解反應(yīng)，有的學(xué)生認(rèn)為二者會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)等。可讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)用創(chuàng)造性的思維解決實(shí)際問(wèn)題。

八、加強(qiáng)科學(xué)史實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)，強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)精神與科學(xué)態(tài)度

科學(xué)史的教育價(jià)值意義重大，充分利用科學(xué)史作為素材來(lái)可以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。重現(xiàn)科學(xué)家們探究過(guò)程中所做過(guò)的實(shí)驗(yàn)，體會(huì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，科學(xué)的真實(shí)發(fā)展情景，體會(huì)科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)和艱辛，可以強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)精神與科學(xué)態(tài)度?？茖W(xué)史既是實(shí)驗(yàn)史，也是生活史，是充滿活力的，充分利用可以培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑、探索、思考、合作等多方面的素養(yǎng)，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

九、改變實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方式

核心素養(yǎng)下的評(píng)價(jià)的主體包含了學(xué)生、同伴和教師，要實(shí)現(xiàn)多元化評(píng)價(jià)。實(shí)際教學(xué)評(píng)價(jià)過(guò)程中，教師要建立對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)過(guò)程的雙重評(píng)價(jià)機(jī)制，實(shí)驗(yàn)的過(guò)程性評(píng)價(jià)，即包括對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的使用、化學(xué)理論的運(yùn)用和探究過(guò)程、實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的分析等與實(shí)驗(yàn)過(guò)程有關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)能給學(xué)生實(shí)時(shí)反饋，是課堂即時(shí)生成的討論素材。而學(xué)生圍繞實(shí)驗(yàn)結(jié)果所開(kāi)展的口頭評(píng)價(jià)的過(guò)程也是學(xué)生運(yùn)用所學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能的過(guò)程，使評(píng)價(jià)融于學(xué)習(xí)之中，從而實(shí)現(xiàn)以評(píng)促學(xué)的目的，讓學(xué)生在評(píng)價(jià)中“知其然又知其所以然”，可為落實(shí)核心素養(yǎng)服務(wù)。

總之，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的內(nèi)在要求。高中生處于個(gè)性發(fā)展的特殊期，核心素養(yǎng)著力于學(xué)生發(fā)散思維能力的培養(yǎng)。教師通過(guò)搭建科學(xué)探究的平臺(tái)，借助實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，充分培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)地開(kāi)展;依托自主探究學(xué)習(xí)，為學(xué)生搭建發(fā)散的思維空間;緊扣教學(xué)要求，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

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