隨著科學技術(shù)的發(fā)展,科學素養(yǎng)已成為現(xiàn)代社會公民必備的關(guān)鍵素養(yǎng)。在這一背景下,初中科學實驗教學作為培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的重要途徑,備受關(guān)注。文章探討核心素養(yǎng)視域下的初中科學實驗教學策略,以期進一步提高初中科學實驗教學的質(zhì)量,更好地培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),為其未來的學習和發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。
一、初中科學實驗教學中核心素養(yǎng)的要求
(一)探究和實驗設(shè)計能力
學生應(yīng)具備探究的興趣、能力,能夠主動提出問題并設(shè)計相應(yīng)的實驗方案。在初中科學實驗教學中,學生應(yīng)通過實際操作,積極探索科學現(xiàn)象和規(guī)律。同時,學生應(yīng)具備良好的探究和實驗設(shè)計能力,能夠合理選擇實驗方法和工具,設(shè)計科學合理的實驗方案,并通過實驗驗證和改進。
(二)數(shù)據(jù)收集與分析能力
數(shù)據(jù)收集與分析能力可以幫助學生準確地獲取實驗數(shù)據(jù),并通過數(shù)據(jù)加深對科學現(xiàn)象的理解,鍛煉科學思維和實踐能力。在實驗過程中,學生需要學會使用各種儀器設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集,如量筒、天平等,確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。同時,學生應(yīng)掌握數(shù)據(jù)分析的方法,包括數(shù)學方法和統(tǒng)計方法,找出數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性和因果關(guān)系。通過對實驗數(shù)據(jù)的分析,學生能夠加深對科學知識的理解,進一步發(fā)展科學思維。
(三)解決問題與自主探究能力
解決問題與自主探究能力可以幫助學生在實驗過程中,對科學問題保持敏感性和好奇心,主動提出問題并進行探究,包括了解科學現(xiàn)象背后的原理、提出假設(shè)、設(shè)計實驗方案和進行實驗驗證等。在實驗過程中,學生應(yīng)合理利用實驗材料和儀器設(shè)備進行觀察、測量、記錄,并通過實驗驗證或否定假設(shè),最終解決問題。在這個過程中,學生需靈活運用科學方法,如觀察、實驗、推理和歸納等,以提高解決問題與自主探究能力。
(四)科學思維與邏輯推理能力
在初中科學實驗教學中,科學思維與邏輯推理能力是重要的核心素養(yǎng)之一。在實驗探究和解決科學問題的過程中,學生應(yīng)能靈活應(yīng)用科學思維方式和邏輯推理方法分析、解決問題?;诳茖W思維,學生能夠提出科學假設(shè),并通過實驗驗證或否定這些假設(shè),從而深化對科學現(xiàn)象的理解。通過運用邏輯推理能力,學生能夠比較、分析實驗數(shù)據(jù),得出合理結(jié)論,并進行論證和推斷。
二、核心素養(yǎng)視域下的初中科學實驗教學策略
(一)布置多樣化的實驗任務(wù),創(chuàng)設(shè)實驗情境,激發(fā)學生的學習興趣
在初中科學實驗教學中,教師應(yīng)注重實驗任務(wù)和情境的多樣性、趣味性,以滿足不同學生的學習需求。同時,教師應(yīng)引導學生合理選擇實驗情境,并給予學生足夠的自由,為學生營造良好的實驗環(huán)境。通過布置多樣化的實驗任務(wù),創(chuàng)設(shè)實驗情境,學生能夠體驗科學探究的樂趣,加深學生對科學知識的理解,進而增強學習效果。
以浙教版初中科學七年級下冊第二章第二節(jié)“聲音的發(fā)生和傳播”中的實驗“聲音的傳播介質(zhì)”為例,該實驗旨在探究聲音在不同介質(zhì)中的傳播規(guī)律。在實驗教學之前,教師可以創(chuàng)設(shè)一系列不同的實驗情境,如聲音在空氣、水和固體介質(zhì)中的傳播。學生可以通過實驗觀察和比較,了解聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度和方式的差異。在實驗過程中,學生可以自主選擇感興趣的實驗情境,并根據(jù)實驗要求和設(shè)想進行實驗設(shè)計、操作。這樣的實驗任務(wù)和情境設(shè)計,能使學生在實驗探究中體驗到科學的魅力和樂趣,從而激發(fā)學生的學習興趣。
(二)鼓勵學生積極參與實驗設(shè)計和問題探究,培養(yǎng)學生的自主探究能力
在核心素養(yǎng)視域下的初中科學實驗教學中,鼓勵學生積極參與實驗設(shè)計和問題探究,培養(yǎng)學生的自主探究能力至關(guān)重要。自主探究能力是指學生在教師的指導下,自主提出問題、設(shè)計實驗方案、進行實驗探究及分析和總結(jié)實驗結(jié)果的能力。在初中科學實驗教學中,教師應(yīng)重視培養(yǎng)學生的自主探究能力,鼓勵他們積極參與實驗設(shè)計和問題探究,加深其對科學知識的理解,提高他們獨立思考和解決問題的能力,使其形成實事求是的科學研究態(tài)度。
以浙教版初中科學七年級下冊第二章第五節(jié)“光的反射和折射”中的實驗“光的反射”為例,在實驗教學中,教師常讓學生通過照鏡子觀察影子的方式來導入實驗主題。學生在照鏡子時可能會產(chǎn)生疑問,如“為什么能在鏡子里看到自己的倒影”。此時,教師可以引導學生積極思考,并帶領(lǐng)學生一起設(shè)計實驗,探究光線的傳播和反射規(guī)律。在設(shè)計實驗的過程中,教師可以引導學生嘗試改變光源的位置、鏡子的角度等,觀察影響反射圖像變化的因素,從而逐步發(fā)現(xiàn)光的反射規(guī)律。通過實驗探究,學生不僅能理解光的反射現(xiàn)象,還能體驗科學探究的樂趣和成就感,從而提高對科學的興趣。在實驗過程中,教師應(yīng)鼓勵學生提出自己的想法和解決方案,并及時給予指導和反饋,幫助學生解決實驗中遇到的困難,確保實驗順利進行并取得有效結(jié)果,進而提高學生的自主探究能力。
(三)引導學生主動提出問題和構(gòu)思實驗方案,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力
在核心素養(yǎng)視域下的初中科學實驗教學中,引導學生主動提出問題和構(gòu)思實驗方案是一項關(guān)鍵的教學策略。這一策略旨在促進學生獨立思考,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。在科學實驗教學中,學生需要探究科學現(xiàn)象、解決科學問題。因此,教師應(yīng)充分尊重學生的思維和創(chuàng)意,引導他們主動提出問題并構(gòu)思實驗方案,以提高其思維的活躍度,使他們能夠靈活運用科學知識解決實際問題。
以浙教版初中科學八年級上冊第一章第三節(jié)“水的浮力”中的實驗“水的浮力”為例,該實驗圍繞物體在水中的浮力現(xiàn)象展開。在實驗之前,教師可以提出“為什么有的物體能夠浮在水面上?為什么有的物體沉沒在水中”等問題,引導學生思考物體的密度與浮力之間的關(guān)系,逐漸形成自己的探究思路。在實驗過程中,教師應(yīng)引導學生根據(jù)自己的設(shè)想設(shè)計實驗方案,如改變物體的形狀、大小或材質(zhì),觀察不同條件下物體在水中的浮沉情況等。這有助于學生深入探究浮力的原理,加深對浮力現(xiàn)象的理解,啟發(fā)學生的思維,有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
(四)提倡學生自主選擇實驗方法,培養(yǎng)學生的自主學習能力
培養(yǎng)學生的自主學習能力,是初中科學實驗教學的目標之一。教師應(yīng)以學生的發(fā)展為本,大膽改革科學實驗教學,為學生提供動手操作的機會,將自主探索科學問題的權(quán)利交給學生,促進學生的個性化發(fā)展,讓學生在自主探究的過程中學會發(fā)現(xiàn)、探索和創(chuàng)新,進而培養(yǎng)他們的自主學習能力。
以浙教版初中科學八年級上冊第一章第五節(jié)“物質(zhì)的溶解”中的實驗“物質(zhì)在水中的溶解”為例,該實驗旨在探究不同物質(zhì)在水中的溶解情況。在實驗之前,教師可以向?qū)W生介紹實驗?zāi)康暮突静襟E,然后鼓勵學生自主選擇需要測試的物質(zhì)和實驗方法。學生可以根據(jù)自己的興趣和想法,選擇不同的物質(zhì)并探究它們在水中的溶解性。在實驗過程中,學生可以嘗試不同的實驗條件和方法,如改變溫度、改變攪拌速度等,觀察不同條件下溶解速度的變化。在這樣的實驗教學中,學生能深入理解物質(zhì)的溶解規(guī)律,提高實驗設(shè)計和分析數(shù)據(jù)的能力,進而提高自主學習能力。
(五)引導學生運用科學知識解決實際問題,提高學生的實踐能力
在傳統(tǒng)教育理念下,許多教師在初中實驗教學中注重教授學科本位知識,忽視了對學生在實踐中應(yīng)用所學知識能力的培養(yǎng)。在核心素養(yǎng)視域下,教師應(yīng)更加關(guān)注學生的技能培養(yǎng),引導學生應(yīng)用所學知識解決實際問題,從而逐步提高學生的實踐能力。
以浙教版初中科學七年級下冊第三章第六節(jié)“摩擦力”中的實驗“摩擦力”為例,該實驗旨在探究不同材料表面之間的摩擦力大小。在實驗之前,教師可以向?qū)W生介紹摩擦力的概念和影響因素,然后提出一些實際問題,如“為什么車輪與地面之間有摩擦力?如何減少機器的摩擦損耗”等,引導學生思考摩擦力的原理,并鼓勵學生嘗試運用所學知識解決實際問題。在實驗過程中,學生可以根據(jù)實驗要求和自己的設(shè)想,選擇不同的材料進行摩擦力實驗,并比較它們之間的摩擦力大小。學生還可以通過改變材料表面的粗糙度、施加不同的壓力等方式觀察摩擦力的變化規(guī)律。這樣的實驗探究能使學生理解摩擦力的原理,幫助他們掌握實驗技能和數(shù)據(jù)分析方法,提高他們解決實際問題的能力。需要注意的是,在實驗過程中,教師應(yīng)及時給予學生指導和反饋,幫助他們解決實驗中遇到的問題,確保實驗達到預(yù)期的效果。
結(jié)語
探索核心素養(yǎng)視域下的初中科學實驗教學策略,能夠更好地滿足當代學生的學習需求和教育要求,提高初中科學的教學質(zhì)量和效率。筆者期望,這些策略的提出能為教師提供參考,幫助教師更好地指導學生進行科學實驗。在核心素養(yǎng)視域下,教師在初中科學實驗教學中應(yīng)有針對性地設(shè)計和實施教學活動,能激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),提高學生多方面的能力,促進學生的全面發(fā)展,進而提高初中科學教學的整體質(zhì)量。
(作者單位:永嘉縣巖頭鎮(zhèn)中學)