核心素養(yǎng)下小學(xué)科學(xué)實驗創(chuàng)新教學(xué)策略

隨著新課程改革政策的落實與應(yīng)用，如何將素質(zhì)教育與課程教學(xué)完美融合成為實踐教學(xué)的主要問題，強調(diào)教師將培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)作為主要教學(xué)任務(wù)，建構(gòu)高效課堂。而科學(xué)實驗課程是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維與科學(xué)精神的重要途徑，教師應(yīng)該以核心素養(yǎng)為引領(lǐng)組織科學(xué)實驗教學(xué)，改變以往將實驗結(jié)果直接告知學(xué)生的教育模式，避免出現(xiàn)實驗教學(xué)形式化的問題。但由于生理年齡的限制，小學(xué)生對新知識的接受能力較差，對理論性較強的內(nèi)容缺乏學(xué)習(xí)興趣，因此為確保科學(xué)實驗教學(xué)效果，教師應(yīng)加強對實驗教學(xué)的監(jiān)督與管理，重點培養(yǎng)學(xué)生實踐學(xué)習(xí)和科學(xué)思維能力，使其在科學(xué)實驗中端正學(xué)習(xí)態(tài)度，發(fā)展綜合學(xué)習(xí)素養(yǎng)。一、小學(xué)科學(xué)實驗課程核心素養(yǎng)培養(yǎng)的內(nèi)涵及意義對學(xué)生來說，核心素養(yǎng)是指學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段應(yīng)具備的學(xué)習(xí)能力和思想品質(zhì)，而小學(xué)科學(xué)課程的核心素養(yǎng)是指學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中各方面的學(xué)習(xí)能力，包括創(chuàng)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(yǎng)教育背景下，教師應(yīng)深入分析科學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)實驗中多角度分析問題，為建構(gòu)完善的科學(xué)知識體系提供基礎(chǔ)條件。具體來說，教師應(yīng)從拓展教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化實驗教學(xué)形式和分解核心素養(yǎng)目標等角度創(chuàng)新實驗教學(xué)，組織趣味性、多元化和高效的科學(xué)實驗課堂，激發(fā)學(xué)生深入?yún)⑴c科學(xué)實驗的興趣，充分挖掘其各方面的學(xué)習(xí)潛能，降低學(xué)生理解理論性科學(xué)知識的難度，從而實現(xiàn)科學(xué)實驗教育資源的優(yōu)化配置，避免學(xué)生產(chǎn)生抗拒和厭倦學(xué)習(xí)的情緒。二、小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀（一）實驗教學(xué)方式過于傳統(tǒng)在以往的小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中，教師往往采用“灌輸式”教學(xué)法，為確保實驗教學(xué)的安全性和效率，通常將實驗過程和實驗結(jié)果直接告知學(xué)生，這種教學(xué)方式無法適應(yīng)新課改的教育形勢，影響了學(xué)生自主思考和判斷能力的發(fā)展，容易使實驗教學(xué)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(xué)生模擬完成實驗操作，難以真正發(fā)揮科學(xué)實驗的教育價值，影響了學(xué)生自主實驗?zāi)芰Φ男纬?。加上實驗教學(xué)內(nèi)容一成不變，使科學(xué)實驗教學(xué)逐漸脫離生活實際，學(xué)生容易產(chǎn)生排斥和抵觸心理。（二）實驗教學(xué)設(shè)施不足由于對實驗教學(xué)重要性的認識不足，許多學(xué)校將實驗教育經(jīng)費用于其他用途，科學(xué)實驗設(shè)施嚴重不足。在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中，實驗室和相關(guān)的實驗器材是開展實驗教學(xué)的重要工具，無論哪種材料缺失都會影響實驗演示效果，學(xué)生也很難有機會親身參與實驗過程。而且由于科學(xué)實驗教學(xué)設(shè)施不足，教師只能將更多時間用于講解理論性的科學(xué)知識，無法引導(dǎo)學(xué)生用實驗驗證教材中的科學(xué)現(xiàn)象和原理，學(xué)生的科學(xué)知識儲備只能局限于教材中，從而逐步喪失參與實驗學(xué)習(xí)的興趣。三、核心素養(yǎng)下小學(xué)科學(xué)實驗創(chuàng)新教學(xué)的策略（一）科學(xué)實驗生活化，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用素養(yǎng)總結(jié)以往科學(xué)課程教育經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，科學(xué)知識與現(xiàn)實生活密切相關(guān)，在現(xiàn)實生活中能夠發(fā)現(xiàn)科學(xué)元素，尋找到更多用于科學(xué)實驗教學(xué)的素材。而科學(xué)課程的重要意義是在理解科學(xué)知識的基礎(chǔ)上，學(xué)會在生活中應(yīng)用科學(xué)知識。同時，新課改指出，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)視角分析自然生活現(xiàn)象，嘗試運用科學(xué)理論知識解釋自然現(xiàn)象的成因，在科學(xué)實驗探究中培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力。為此，在核心素養(yǎng)要求下開展小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)，教師應(yīng)引入生活元素，挖掘現(xiàn)實生活與實驗教學(xué)內(nèi)容之間的聯(lián)系，指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)、理智地分析實驗問題。而且學(xué)習(xí)環(huán)境直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，在輕松愉悅的氛圍中學(xué)習(xí)知識，能夠有效提高學(xué)生的知識理解與思維發(fā)散能力。因此，在組織生活化實驗教學(xué)時，教師還應(yīng)綜合考量學(xué)科教育要求與學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，創(chuàng)建良好的實驗教學(xué)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生參與科學(xué)實驗學(xué)習(xí)的熱情，采用生活化的方式培養(yǎng)學(xué)生實踐應(yīng)用的科學(xué)核心素養(yǎng)，鍛煉其在現(xiàn)實生活中運用科學(xué)知識解決問題的能力。以教科版四年級上冊《食物中的營養(yǎng)》一課為例，本課主要讓學(xué)生了解人體生存所需營養(yǎng)主要從哪些食物中攝取，掌握蛋白質(zhì)、糖類、維生素等營養(yǎng)成分對人體保持健康的促進作用；嘗試通過科學(xué)實驗辨別食物中的脂肪與淀粉，完善食物統(tǒng)計活動，概括不同營養(yǎng)物質(zhì)對身體機能影響的差異。在實際教學(xué)中，教師應(yīng)在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)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(xué)校。在講解完食物中的營養(yǎng)成分和身體健康相關(guān)知識后，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生閱讀食品包裝袋上的配料表，分析不同食物的營養(yǎng)成分，重點探究蛋白質(zhì)、能量和脂肪等幾類物質(zhì)的占比，并將這些食物的營養(yǎng)價值進行排名，幫助學(xué)生學(xué)會如何依據(jù)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(yǎng)成分鑒定實驗活動，拿出事先準備的食物片，引導(dǎo)學(xué)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(xué)生科學(xué)知識積累。（二）引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)探究素養(yǎng)科學(xué)課程核心素養(yǎng)的內(nèi)涵指出，學(xué)生應(yīng)借助科學(xué)實驗開展交流分析，采用不同的方式理解科學(xué)知識、分析實驗現(xiàn)象，樹立科學(xué)分析的思維觀念。為此，在核心素養(yǎng)要求下開展小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生自主思考實驗問題，以科學(xué)實驗的方式，拓展學(xué)生理解科學(xué)知識的角度，在相互溝通與實踐交流中激發(fā)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。這種動態(tài)化學(xué)習(xí)的過程也是提升學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力的過程，有利于激發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的興趣，在日后接觸更復(fù)雜的科學(xué)知識時，學(xué)生能夠從更客觀和理性的角度分析問題。為確保學(xué)生自主思考方向的正確性和有效性，教師應(yīng)在備課環(huán)節(jié)整合教材中的科學(xué)實驗內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)多元化的實驗教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生在情境中發(fā)現(xiàn)和解決問題。同時，在學(xué)生自主思考時，教師應(yīng)給予其針對性指導(dǎo)，引導(dǎo)其從不同的角度猜測實驗結(jié)果，用假設(shè)的方式設(shè)計科學(xué)實驗方案，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新思維，強化其探究、交流的科學(xué)核心素養(yǎng)。以教科版五年級下冊《種子發(fā)芽實驗》為例，本課主要讓學(xué)生了解種子發(fā)芽應(yīng)具備的基礎(chǔ)條件，嘗試用對比實驗的方法設(shè)計種子發(fā)芽的實驗流程，觀察并記錄種子發(fā)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(huán)境之間的關(guān)系，分析影響種子生長狀態(tài)的因素。在實際教學(xué)中，教師可以利用多媒體播放種子從發(fā)芽到生長的過程的視頻，展示同一植物種子在不同環(huán)境下生長過程的圖片，鼓勵學(xué)生依據(jù)圖片和視頻內(nèi)容提出問題。教師應(yīng)依據(jù)問題內(nèi)容和可操作性進行劃分，組織學(xué)生討論解決不同問題的可能性，鼓勵其發(fā)揮自身想象力和創(chuàng)造力設(shè)計實驗流程，積極發(fā)表自己對種子生長過程的看法，再引導(dǎo)學(xué)生從教材中尋找科學(xué)原理。隨后教師布置實驗作業(yè)，要求學(xué)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(huán)境下生長狀態(tài)的變化，思考是否與課堂討論結(jié)果一致。這樣，學(xué)生經(jīng)歷提出問題、分析問題以及得出結(jié)論的全過程，有利于在深度思考中提升自主實驗?zāi)芰?。（三）引入小組合作模式，激發(fā)創(chuàng)新意識在小學(xué)科學(xué)教育體系中，科學(xué)實驗的教育價值在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與創(chuàng)新實踐能力，使學(xué)生學(xué)會從科學(xué)視角分析不同事物之間的關(guān)聯(lián)，準確把握事物的本質(zhì)屬性和內(nèi)在規(guī)律，在分析事物聯(lián)系的過程中鞏固科學(xué)理論基礎(chǔ)，建構(gòu)多元化的科學(xué)實驗?zāi)Ｐ?，掌握驗證科學(xué)現(xiàn)象的一般方法。為此，在核心素養(yǎng)要求下開展小學(xué)科學(xué)實驗課程教學(xué)的過程中，教師應(yīng)引入小組合作學(xué)習(xí)模式，指導(dǎo)學(xué)生運用推理論證、抽象分析、總結(jié)概括等不同的方式解讀實驗過程，質(zhì)疑教材和現(xiàn)實中的不同科學(xué)觀念，正確辨別相應(yīng)的實驗結(jié)論，具備提出創(chuàng)造性實驗見解的能力。為確保小組合作模式的順利應(yīng)用，教師應(yīng)組織學(xué)生開展實驗交流與討論，鼓勵學(xué)生發(fā)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(xué)理性地判斷他人觀點。對學(xué)生意見不統(tǒng)一的問題，教師應(yīng)及時提出驗證或解決方案，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的科學(xué)核心素養(yǎng)。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(xué)生了解獨木舟和竹筏的不同結(jié)構(gòu)和穩(wěn)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(wěn)定性對船的承載量和穩(wěn)定性的影響，了解造船技術(shù)發(fā)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(guān)理論知識后，教師應(yīng)開展實踐性的延伸教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生在實驗探究中理解沉浮原理。由于學(xué)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(yīng)組織學(xué)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(yīng)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(zhì)材料落入水中會下沉？”借助問題激發(fā)學(xué)生的實驗探究興趣，有助于活躍其思維模式。教師與學(xué)生一同驗證該問題，拓展學(xué)生科學(xué)實驗分析的角度，加深學(xué)生對沉浮科學(xué)原理的理解，激發(fā)其創(chuàng)新學(xué)習(xí)意識。（四）組織多元實驗活動，培養(yǎng)責(zé)任素養(yǎng)在科學(xué)實驗中了解科學(xué)現(xiàn)象和理解科學(xué)原理的教學(xué)方式，不應(yīng)局限于科學(xué)課堂，拓展科學(xué)實驗場景和豐富實驗教學(xué)內(nèi)容，將科學(xué)實驗教學(xué)引入現(xiàn)實生活也十分必要。為此，在核心素養(yǎng)要求下開展小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)，教師應(yīng)組織多元化的科學(xué)實驗活動，帶領(lǐng)學(xué)生參與社會實踐，將科學(xué)實驗教學(xué)延伸到課外，強化學(xué)生科學(xué)責(zé)任素養(yǎng)。具體來說，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生利用教材中的科學(xué)原理分析社會中不同的自然現(xiàn)象，并利用生活材料完成科學(xué)實驗，驗證教材科學(xué)理論的正確性。依托多元化的實驗活動激發(fā)學(xué)生探索自然與深度學(xué)習(xí)的積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生持之以恒和嚴謹踏實的科學(xué)探究精神，是推動科學(xué)課程改革的有效方式。以教科版五年級下冊《我們面臨的環(huán)境問題》為例，本課主要讓學(xué)生了解現(xiàn)今環(huán)境問題的不同類型和演變過程，探究人類活動對自然環(huán)境的影響，分析地球多種環(huán)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(huán)境信息，思考人類活動對環(huán)境影響的雙向性。在實際教學(xué)中，教師講解水污染、垃圾分類與回收等相關(guān)知識，組織學(xué)生以小組為單位開展環(huán)境保護實踐活動。各小組需要針對現(xiàn)實中的某類環(huán)境問題查找資料，依據(jù)自身對環(huán)境問題的認識設(shè)計宣傳手抄報，對生活垃圾和生產(chǎn)規(guī)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(xué)實驗活動，激發(fā)學(xué)生參與科學(xué)實驗的積極性，從而在實踐應(yīng)用中鞏固教材知識，發(fā)揮延伸和拓展教學(xué)的教育作用，有利于在處理實際問題的過程中強化學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任素養(yǎng)。（五）客觀評價實驗結(jié)果，增加知識儲備以往小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)結(jié)束后，教師往往會對實驗結(jié)果進行總結(jié)說明，這一環(huán)節(jié)是向?qū)W生灌輸科學(xué)理論知識的重要途徑，也是提升教育效果的關(guān)鍵部分?？茖W(xué)實驗的本質(zhì)就是用實踐的方式加深學(xué)生對科學(xué)現(xiàn)象的理解，而對科學(xué)實驗結(jié)果的總結(jié)是確保知識輸入的重要環(huán)節(jié)。小學(xué)生由于生理年齡的限制，更愿意參與趣味性強的實驗學(xué)習(xí)，但往往更注重實驗學(xué)習(xí)的形式，忽視了實驗學(xué)習(xí)中掌握理論知識的過程。因此在核心素養(yǎng)要求下開展小學(xué)科學(xué)實驗課程教學(xué)，教師應(yīng)客觀評價學(xué)生的實驗結(jié)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(xiàn)形式總結(jié)實驗過程，將理論性的科學(xué)知識以形象化的方式呈現(xiàn)于課堂，并借助對實驗畫面的回顧鞏固學(xué)生對科學(xué)知識的記憶，增加科學(xué)基礎(chǔ)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(xué)生了解電動機在生活和科學(xué)實驗中的功能，觀察和剖析小電動機的內(nèi)部構(gòu)造，分析電動機運轉(zhuǎn)的原理，理解將電能轉(zhuǎn)化為動能的過程。在實際教學(xué)中，教師應(yīng)組織“制作小小電動機”的科學(xué)實驗，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合相關(guān)視頻完成實驗操作。在學(xué)生自主實驗的過程中，教師應(yīng)實施有效引導(dǎo)與觀察，指導(dǎo)學(xué)生精準控制電動機制作的每個細節(jié)，嘗試用不同的材料制作電動機。在科學(xué)實驗結(jié)束后，教師應(yīng)立足理性和客觀的角度評價學(xué)生的實驗過程，引導(dǎo)學(xué)生重點分析