張輝

隨著《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的發(fā)布，明確了科學(xué)核心素養(yǎng)包含科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任等方面，提高小學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)成為教學(xué)的主要目標(biāo)。與其他學(xué)科相比，小學(xué)科學(xué)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)課程與學(xué)生的日常生活聯(lián)系密切，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，能有效培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力、思維能力。但在實(shí)際教學(xué)中，許多教師仍舊沿襲沉痼的“教師示范——學(xué)生模仿”授課思路，未能把握新課標(biāo)的教學(xué)要求，小學(xué)生不僅不能感受到科學(xué)學(xué)科的趣味性，還會(huì)出現(xiàn)思維僵化的問題。因此，教師應(yīng)當(dāng)立足于核心素養(yǎng)，貫徹以生為本、寓教于樂的教學(xué)原則，全面優(yōu)化小學(xué)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)綜合素質(zhì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、創(chuàng)設(shè)情境，滲透科學(xué)觀念

所謂科學(xué)觀念的核心素養(yǎng)，指以理解科學(xué)的規(guī)律、原理、概念為基礎(chǔ)，對(duì)客觀事物的屬性形成總體上的認(rèn)識(shí)。該核心素養(yǎng)既包括對(duì)能量、物質(zhì)、變化、功能結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，也包括對(duì)科學(xué)知識(shí)的相對(duì)性、可驗(yàn)證性的了解。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀念核心素養(yǎng)，不僅能讓學(xué)生從正確的角度認(rèn)識(shí)人與自然的關(guān)系，也能深入理解科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)環(huán)境的影響。

小學(xué)生由于年齡幼小，其學(xué)習(xí)動(dòng)力多受自身感性認(rèn)知的影響。面對(duì)生動(dòng)有趣的知識(shí)，學(xué)生會(huì)抱有極大的學(xué)習(xí)熱情。若學(xué)習(xí)的課程枯燥乏味，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性就會(huì)急劇下降。想要在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透科學(xué)觀念，教師需要采用創(chuàng)設(shè)情境的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，給予學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提高學(xué)生的沉浸感，用情境加深學(xué)生的學(xué)習(xí)印象。

以教科版小學(xué)科學(xué)“比較與測量”的教學(xué)為例，在講解“測量”的重要性時(shí)，教師可以通過多媒體為學(xué)生展示一些有趣的圖片。讓學(xué)生比較兩根中間的橫線誰長誰短，圖片巧妙運(yùn)用了繆氏錯(cuò)覺，學(xué)生在觀察的第一眼時(shí)，直覺上會(huì)認(rèn)為上面的橫線比較長。隨后，教師再為學(xué)生發(fā)放一根直尺，組織測量實(shí)驗(yàn)。教導(dǎo)學(xué)生如何測量，如何準(zhǔn)確地讀數(shù)。在實(shí)踐過程中，學(xué)生會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)，兩根橫線的長度竟然完全相等。以此為基礎(chǔ)，教師可以趁熱打鐵，繼續(xù)展示一些容易讓人產(chǎn)生錯(cuò)覺的趣味圖片，如橫豎錯(cuò)覺、蓬佐錯(cuò)覺、輪廓錯(cuò)覺、艾賓浩斯錯(cuò)覺等等，讓學(xué)生嘗試用學(xué)習(xí)的測量知識(shí)打破圖片中的視覺誤導(dǎo)，給予學(xué)生耳目一新的情境學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

通過這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，教師可以為學(xué)生講述以下科學(xué)道理：有時(shí)候眼見未必為實(shí)，在這些錯(cuò)覺圖片中，有許多無關(guān)緊要的參照物，很容易給人們的視覺帶來錯(cuò)誤信息。正如繆氏錯(cuò)覺圖片，上方的橫線兩端開口朝外，拓展了整根橫線所占的空間，就會(huì)讓人下意識(shí)地感覺該橫線很長，而下方的橫線兩端開口朝內(nèi)，與上方的橫線一對(duì)比，就會(huì)形成鮮明的反差感，給人一種錯(cuò)覺體驗(yàn)。而測量針對(duì)了橫線的真實(shí)數(shù)據(jù)，可以直指事物的本質(zhì)，讓人不受錯(cuò)誤信息的影響。由此，可以在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)據(jù)觀察事物的習(xí)慣，有助于學(xué)生科學(xué)觀念的成長。

教師在應(yīng)用情境教學(xué)法時(shí)，需要謹(jǐn)記四個(gè)要點(diǎn)：（1）情境要具有趣味性、典型性的特點(diǎn)，能在第一時(shí)間緊抓學(xué)生的眼球，吸引學(xué)生的注意力。情境教學(xué)可以用于課堂導(dǎo)入階段，打響實(shí)驗(yàn)課堂的第一槍。（2）情境教學(xué)要與所教的內(nèi)容密切相關(guān)，不要出現(xiàn)“掛羊頭賣狗肉”的情況。否則會(huì)浪費(fèi)學(xué)生的學(xué)習(xí)精力，影響學(xué)生的聽課效率。（3）情境教學(xué)需要起到良好的銜接作用，能有效引入接下來的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。對(duì)于科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，教師不要將過多的精力浪費(fèi)在情境的解析上，否則會(huì)喧賓奪主，起到適得其反的教學(xué)效果。（4）教師要為學(xué)生分析創(chuàng)設(shè)情境的意義，明確素質(zhì)教育的目標(biāo)，將核心素養(yǎng)滲透其中，為接下來的實(shí)驗(yàn)教學(xué)做好鋪墊。

二、引入問題，培養(yǎng)科學(xué)思維

所謂科學(xué)思維核心素養(yǎng)，指從科學(xué)的角度分析與理解客觀事物的內(nèi)在規(guī)律、具體屬性、相互關(guān)系，主要包括創(chuàng)新思維、建構(gòu)模型、論證推理等方面的能力。學(xué)生可以結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)某一類事物進(jìn)行歸納總結(jié)，抽象概括其特點(diǎn)，將其歸類成一種有固定規(guī)律的模型。也可以從收集的信息中總結(jié)證據(jù)，通過合理的邏輯分析，對(duì)信息完成分類、比較、演繹、歸納的思考過程，并提出自己的合理意見。學(xué)生還可以大膽提出質(zhì)疑，嘗試從多個(gè)角度挖掘問題、思考問題，提出有價(jià)值的觀點(diǎn)與見解。

小學(xué)生由于閱歷不足，面對(duì)新知識(shí)時(shí)，只能從表面的角度思考，難以深入挖掘其中的內(nèi)涵。因此，教師若想在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，可以采用問題教學(xué)法，通過合理的提問方式，發(fā)揮教學(xué)引導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

以教科版小學(xué)科學(xué)“水”的教學(xué)為例，在教學(xué)有關(guān)“溶解”的課程時(shí)，教師可以適時(shí)提出問題，幫助學(xué)生整理科學(xué)學(xué)習(xí)思路。教師可以先給學(xué)生講一個(gè)有趣的小故事：有一名旅客背著一包糖過河，不小心摔倒在水里，等他從河里爬起來，淌到對(duì)岸之后，發(fā)現(xiàn)自己的糖少了一半，請問為什么？有一定生活經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生會(huì)不假思索地回答：因?yàn)樘窍г谒锪?。隨后，教師繼續(xù)詢問學(xué)生，你還知道有哪些東西能“消失”在水里嗎？引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想自己的生活經(jīng)歷，激發(fā)學(xué)生的討論欲望，為學(xué)生普及“溶解”的概念。在此基礎(chǔ)上，教師為學(xué)生列舉準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)道具：一盆水、果糖、食鹽、小蘇打、味精、食用堿、沙子、泥土，讓學(xué)生思考哪些物品能溶解在水中。并讓學(xué)生帶著問題，嘗試完成實(shí)驗(yàn)操作。最后，教師提出一個(gè)討論話題：老師想要喝一杯糖水，但手里沒有砂糖，只有糖塊，大家有什么好辦法能讓這些糖塊快速溶解在水中嗎？在提問的同時(shí)，教師可以為學(xué)生提供玻璃棒、酒精燈、燒杯、研磨缽等實(shí)驗(yàn)道具，讓學(xué)生以小組為單位，討論合理的實(shí)驗(yàn)策略。通過“提問+交流+合作”的教學(xué)模式，可以促進(jìn)學(xué)生的深入思考，活躍學(xué)生的科學(xué)思維。

關(guān)于問題教學(xué)法，教師應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)記以下幾個(gè)教學(xué)要點(diǎn)：（1）問題的難度要由淺至深，能循序漸進(jìn)地拓展學(xué)生的思維深度。（2）教師應(yīng)當(dāng)將學(xué)生作為教學(xué)主體，不要急于公布問題的答案，而是要給予學(xué)生充足的思考時(shí)間。（3）當(dāng)學(xué)生遇到學(xué)習(xí)難關(guān)時(shí)，教師要適當(dāng)給予學(xué)生提示。例如教學(xué)“加速溶解”時(shí)，如何合理利用玻璃棒、酒精燈、燒杯、研磨缽等實(shí)驗(yàn)道具，學(xué)生在探究思考時(shí)總是會(huì)差臨門一腳。此時(shí)，教師可以通過提問的方式提醒學(xué)生：為什么雪糕在天熱的時(shí)候化得快？為什么沖奶粉的時(shí)候，媽媽會(huì)用湯勺攪拌？由此，教師借助問題完成思維導(dǎo)入，對(duì)學(xué)生科學(xué)思維能力成長具有積極性的影響作用。

三、設(shè)計(jì)游戲，激發(fā)探究意識(shí)

所謂探究實(shí)踐的核心素養(yǎng)，代指學(xué)生在了解世界、探索自然、獲取知識(shí)、解決問題、工程實(shí)踐的過程中所形成的自主學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手操作能力、科學(xué)探究能力。以此為基礎(chǔ)，學(xué)生需要扎實(shí)掌握科學(xué)探究的方法，敢于發(fā)現(xiàn)問題，并以問題作為研究目標(biāo)，提出符合邏輯的假設(shè)與猜想。同時(shí)，根據(jù)自己的猜想制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，收集關(guān)鍵證據(jù)，對(duì)實(shí)踐的結(jié)果給出合理的解釋與評(píng)估。學(xué)生還需要具備良好的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)，能自主確定探究目標(biāo)，選擇合理的學(xué)習(xí)方案，認(rèn)真監(jiān)控學(xué)習(xí)過程，完成歸納總結(jié)。

小學(xué)生的性格活潑好動(dòng)，他們十分喜歡生動(dòng)有趣的事物。教師可以針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，組織富有趣味性的游戲教學(xué)活動(dòng)。與常規(guī)的實(shí)驗(yàn)課堂相比，將游戲作為教學(xué)載體，不僅能迅速調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與動(dòng)力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)專注力，還能營造引人入勝的互動(dòng)氛圍，提高教師與學(xué)生之間的合作默契，充分激發(fā)學(xué)生的探究實(shí)踐熱情。

以教科版小學(xué)科學(xué)“船的研究”的教學(xué)為例，教師在講解“給船裝上動(dòng)力”這堂課時(shí)，可以設(shè)計(jì)“噴氣快艇”游戲課堂。首先，教師讓學(xué)生提前準(zhǔn)備金屬鐵盒、空鐵筒、幾根鐵絲、蠟燭頭等道具。在鐵筒中裝上一定量的水，將開口封死，在蓋上留一個(gè)小孔。隨后，使用鐵絲將鐵筒固定在鐵盒上方，鐵筒下放置蠟燭頭。當(dāng)學(xué)生點(diǎn)燃蠟燭頭之后，蠟燭會(huì)加熱鐵筒，將里面的水燒開，使其變成水蒸氣，從小孔中噴出，帶動(dòng)小船前進(jìn)。在此基礎(chǔ)上，教師可以組織賽船游戲，讓學(xué)生比一比誰的小船速度最快、行駛距離最遠(yuǎn)。同時(shí)，教師還要鼓勵(lì)學(xué)生深入研究，分析哪些因素會(huì)影響到小船的前進(jìn)。比如鐵筒中的水應(yīng)當(dāng)裝多少最合適？小孔應(yīng)當(dāng)留多大？增加蠟燭頭是否能讓水蒸氣噴得更猛？由此，讓學(xué)生在不斷探究嘗試的過程中修正科學(xué)實(shí)驗(yàn)，制作出更為精良的作品，這對(duì)學(xué)生探究實(shí)踐核心素養(yǎng)的形成大有裨益。

關(guān)于游戲?qū)嶒?yàn)教學(xué)，科學(xué)教師應(yīng)當(dāng)注意幾個(gè)教學(xué)要點(diǎn)：（1）小學(xué)生的性格比較活潑，在參與游戲的過程中很容易因過于興奮而擾亂課堂紀(jì)律。所以，教師要合理控制教學(xué)節(jié)奏，盡量減少學(xué)生喧鬧的情況。（2）游戲活動(dòng)要具有一定的開放性，能給予學(xué)生自由發(fā)揮的空間。（3）游戲內(nèi)容應(yīng)符合學(xué)生的學(xué)習(xí)喜好，教師在設(shè)計(jì)游戲化的實(shí)驗(yàn)課程之前，可以先通過日常交流、調(diào)查問卷的方式，了解學(xué)生的興趣，有的放矢、對(duì)癥下藥地設(shè)計(jì)游戲教學(xué)，充分提高學(xué)生的探究學(xué)習(xí)積極性。

四、結(jié)合生活，明確態(tài)度責(zé)任

所謂態(tài)度責(zé)任的核心素養(yǎng)，指學(xué)生在明確認(rèn)識(shí)科學(xué)規(guī)律、科學(xué)本質(zhì)，了解科學(xué)技術(shù)與社會(huì)環(huán)境內(nèi)在關(guān)系的基礎(chǔ)上，在潛移默化中形成的社會(huì)責(zé)任與科學(xué)態(tài)度。對(duì)此，學(xué)生需要具備以下學(xué)習(xí)品質(zhì)：（1）對(duì)新知識(shí)保持強(qiáng)烈的探究熱情與好奇心，能沉浸于實(shí)踐氛圍之中，保持嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度。（2）不迷信，不盲從，敢于提出自己的質(zhì)疑，敢于大膽創(chuàng)新。（3）尊重他人的學(xué)習(xí)成果，善于和同學(xué)一起合作，積極分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。（4）珍惜生命，尊重科學(xué)，用健康的觀念生活。（5）不浪費(fèi)資源，有保護(hù)自然環(huán)境的優(yōu)秀意識(shí)，能使用科學(xué)知識(shí)解答社會(huì)中的熱點(diǎn)問題。（6）對(duì)建設(shè)生態(tài)文明抱有良好的責(zé)任感，具備優(yōu)秀的法律法規(guī)意識(shí)，尊重并維護(hù)國家的利益。

在以往的教學(xué)中，教師多將教學(xué)重點(diǎn)放在知識(shí)的傳授上，未將科學(xué)態(tài)度、社會(huì)責(zé)任作為主要的培養(yǎng)目標(biāo)。對(duì)于小學(xué)生而言，他們的價(jià)值觀念還未發(fā)育成熟，當(dāng)他們學(xué)會(huì)一些奇妙的科學(xué)知識(shí)時(shí)，通過好奇心的驅(qū)使，會(huì)在現(xiàn)實(shí)生活中加以嘗試。如果缺少教師的監(jiān)督與指正，學(xué)生很容易造成一些安全事故，給公共財(cái)產(chǎn)、人身安全帶來一定的隱患。因此，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，應(yīng)當(dāng)通過強(qiáng)力的告誡，結(jié)合生活元素，讓學(xué)生了解到哪些科學(xué)知識(shí)不能在日常生活中隨意亂用，從而端正學(xué)生的責(zé)任意識(shí)，讓學(xué)生對(duì)科學(xué)抱有謹(jǐn)慎、細(xì)致的學(xué)習(xí)態(tài)度。

以教科版小學(xué)科學(xué)“環(huán)境與我們”的教學(xué)為例，教師可以為學(xué)生播放“環(huán)境污染問題”的紀(jì)錄片，展示生活中需要面對(duì)的垃圾堆積問題、水污染問題、白色污染問題，讓學(xué)生了解到破壞環(huán)境會(huì)對(duì)自己的生活造成什么樣的影響。在此基礎(chǔ)上，每當(dāng)完成實(shí)驗(yàn)課之后。教師都要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的整理習(xí)慣，將廢棄的實(shí)驗(yàn)道具妥善回收，放置在合適的垃圾收集地點(diǎn)。教師可以適時(shí)為學(xué)生普及一些垃圾分類的知識(shí)，比如垃圾桶一共分為四種：藍(lán)色垃圾桶收集的是可回收的廢棄物，紅色垃圾桶收集的是有毒有害的廢棄物，綠色垃圾桶收集的是廚余廢棄物，灰色垃圾桶收集的是其他廢棄物。長此以往，可以培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，促進(jìn)學(xué)生在態(tài)度責(zé)任方面的核心素養(yǎng)的發(fā)展。

除此之外，教師還可以通過實(shí)驗(yàn)課程，教導(dǎo)學(xué)生如何“合理利用資源”。比如教師讓學(xué)生將家中廢棄不用的垃圾收集起來，做好分類記錄。通過教師的指導(dǎo)和同學(xué)之間的交流，分析這些垃圾如何能變廢為寶。例如將廢舊的毛筆制作成毛撣子，用于清理家中死角的灰塵。再比如將不用的瓶蓋固定在木板上，就能變成實(shí)用的鞋刷，可以用來刮去鞋底積留的泥土。由此，通過各種各樣的生活實(shí)驗(yàn)，可以提高學(xué)生的科學(xué)想象力和科學(xué)綜合素質(zhì)。

小學(xué)生的科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任等核心素養(yǎng)尚處于啟蒙發(fā)展的階段，教師需要針對(duì)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、心理特征、興趣愛好，結(jié)合游戲、情境、生活等元素，制定合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，讓學(xué)生能深刻沉浸在科學(xué)的海洋之中，體會(huì)科學(xué)知識(shí)的內(nèi)涵。由此，不僅能幫助學(xué)生充分掌握科學(xué)知識(shí)，也能有效激發(fā)學(xué)生的求知欲、探索欲，促進(jìn)學(xué)生的個(gè)人綜合素質(zhì)全面提升。