浅谈实验探究对培养科学核心素养的重要性.doc

浅谈实验探究对培养科学核心素养的重要性 丰台第八中学附属小学 张东旭【摘要】科学实验是最基本的科学探究活动，是科学课程的重要组成部分，是我们培养学生科学素养，对学生进行科学启蒙的最佳途径和最有效的方法。一、实验是科学教学的重要基础。二、实验能激发学生探究兴趣。三、实验有助于学生获取科学知识。四、实验有助于学生掌握科学方法。五、实验能培养学生探究能力。小学科学的课程目标是培养学生的科学素养，并应为他们继续学习、成为合格公民和终身发展奠定良好的基础。只有这样才能造就出具有创新能力和实践能力的高素质人才。【关键词】实验 探究 科学素养在教育部印发的关于全面深化课程改革、落实立德树人根本任务的意见中，核心素养被置于深化课程改革、落实立德树人目标的基础地位。核心素养指“学生在学校教育的学习场所习得的、以人类文化遗产与现代文化为基轴而编制的教育内容，与生存于生活世界的学习者在学习过程中所形成的作为关键能力的内核”。因此，核心素养不是先天遗传，而是经过后天教育习得的。学校的每个教学学科、每个教育阶段，对于学生核心素养的培养都起着至关重要的作用。鉴于此，理清本学科所包含的重要核心素养，突出其应有的教育功能，是我们每个一线教师的重要任务。义务教育小学科学课程标准强调：“小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。”科学实验是最基本的科学探究活动，是科学课程的重要组成部分，是我们培养学生科学素养，对学生进行科学启蒙的最佳途径和最有效的方法。对学生进行科学启蒙，有科学知识的启蒙，更重要的是科学态度、科学习惯、科学方法以及科学精神的启蒙。实验的根本任务便是通过观察和实验，使学生最有效地掌握为进一步学习生产、科学技术所必需的基础知识、基础方法，培养学生的科学探究过程技能。因此，只有在实验探究中，学生的科学素养才能被系统的培养与完善。一、实验是科学教学的重要基础。一切自然科学都是来自实践，都是从科学实验和生产实践中总结并不断发展起来的。小学科学也不例外，没有实践，也就没有小学科学课，这是由小学科学教学的特点所决定的。现行的小学科学教材设计是从待探究和解决的问题出发，指导学生自己去探究自然规律，自己去经历探究过程，通过观察和实验，自己得出结论，实实在在地教孩子们像科学家那样真刀真枪地“搞科学”。以首师大版小学科学教材为例，据笔者统计的结果，明确出示在教材中的各类实验就有382个（详见附表1：科学教材（首师大版）实验统计）。其中既有相对简单的观察实验，也有科学韵味十足的探究实验，更有培养综合能力的科学实践活动。可以毫不夸张的说，科学教材除去各类实验的设置，最终只剩下一两句科学结论，如果只让学生机械简单的记住这一结论，首先无法完成对学生本学科科学素养的培养，更不要妄谈什么核心素养了。附表1：科学教材（首师大版）实验统计册数（册）12345678内容设计（课）1919202021212119实验统计（个）4048594145645431二、实验能激发学生探究兴趣 “兴趣是最好的老师。”小学生普遍对自然事物十分感兴趣，小学科学教学的内容非常丰富，且十分生动，因此他们对科学实验则更为热爱。课堂实践也恰恰佐证了这一事实：一说到做实验，学生就会情绪高涨、兴致勃勃。通过实验，能把学生与生俱来的好奇心引导到科学学习上来，能把学生对自然事物的感性体验引导到对科学事实的科学探究中来。从而启蒙学生理论与实践相结合的科学方法与科学精神，进而培养和完善他们的核心素养。小学生对实验最感兴趣，这种兴趣，往往成为他们学习的直接动力。教学空气的性质和空气占据空间，可以让孩子把一团纸塞在杯底，将杯子倒立直接压入水中，学生发现纸团不会湿，就会知道空气占据空间。空气有质量，可以让学生把两个同样大的气球充满气吊在小棍上，并使它保持平衡，刺破其中一只，观察发现：刺破了充满气的气球这头小棍会翘起来，就知道空气有质量。空气有流动性，可让学生充满气的气球的绳子，让气球的口对着自己的脸，就会知道空气有流动性。理解空气被压缩，可让学生给自行车轮胎和篮球充气或在手上挤压注射器，学生能知道空气可以被压缩。这些实验能满足学生的好奇心，激发学习兴趣，调动学习的积极性、主动性、创造性。兴趣爱好和求知欲是学生获得知识、提高技能的前提。丰富的科学实验能激发孩子热爱科学的兴趣。有兴趣才会愿意学，才会爱科学。这样的学习才能最大的激发学生的学习潜能，促使他们自主的完善和提高自身各项基础知识和基本技能，基本素养才能潜移默化的形成与提高。三、实验有助于学生获取科学知识科学教学必须以概念、规律为核心，因为概念和规律是科学知识的重要部分，掌握了这些知识才能够更好地学习新的科学技术知识。实验能揭示事物现象的本质和规律，能让学生观察到产生现象的全过程，再进行研究，能使学生迅速掌握前人已认识到的真理，从而快速地转化为自己本身的种技能。通过学生的亲自实践，主动去探索新知识，获取新知识，这是学生掌握科学自然知识最有效的方法。教师指导学生认识“电磁铁的磁力大小与什么有关系？”时，首先进行分组做实验，要求按一定的形式把实验活动的结果记录下来，然后小组汇报，学生能够在老师的指导下总结出知识要点：“电池的节数、线圈的匝数与磁铁的磁力之间的数量关系，串联电池越多，磁力越大；线圈匝数越多，磁力越大。” 之后的实验中学生又发现：同样的钉子，绕着同样的线圈，为什么有的钉子帽是南极，有的钉子帽是北极呢？教师不必讲清其原因，应该让学生自己观察、实验、思考这是怎么一回事。通过观察、实验，学生会发现电磁铁的磁极不同是因为线圈两端连接电池的正负极不同，或线圈的绕向不同。关于“电磁铁”的科学知识都是学生在实验探究中，一点点摸索发现的。其实，在实验探究中无论是科学概念的形成还是认知规律的理解，不仅对本课、本学科来说很重要，其实还具有广泛的迁移价值。在学生今后的生活、工作环境中会遇到各种各样的实际问题，而解决这些问题的模式和方法与实验的过程和方法有着许多共同之处。因此，通过实验的探究过程来学习科学知识，对学生适应未来生活的挑战具有重要意义，这样的教育才是对人的基本素养的培养。四、实验有助于学生掌握科学方法现在学生普遍感到科学难学，一个重要的原因就是科学教学没有遵循认识的规律，学生缺少感性认识的基础。而实验则可以提供精心选择的、经过简化和强化了的感性材料，为学生培养和掌握科学方法提供了典型的、可控的并且能够重复探究的学习环境。小学科学课的实验尽管简单甚至很原始，但所做的大多数实验都是重现科学发展史的过程的。科学教师应按照科学学科的特点，以实验为基础，并尽可能保留探究的性质，把教学活动变成“模拟的科学发现过程”。使儿童学到逻辑概念、原因、结果、目的、意义、结论、推论等知识，并获得间接经验，从小就把获取知识建立在实验的基础上，学会科学的学习方法。在教学找找身边的力大气压力时，以生活中的吸盘为主要实验材料，先通过观察讨论，确定如何让吸盘稳固的待在物体表面（用力挤压），再尝试在不同的材料（光滑、粗糙、光滑有空）表面用力挤压后，观察、记录（画图）吸盘的状态，从而推导出大气压力的存在。整个实验的探究过程模拟著名的“马德保半球”实验，在不断地猜想、实证、推导中科学思维得以巩固。学生经历了一个个思维过程，教师通过精心引导学生进行现象（或数据）的分析，找到“实验发现（或结果）”帮助他们建立起现象（或数据）和“实验发现（结果）”之间的逻辑关系，从而完成整个思维过程。让学生既掌握了实验探究的科学方法，又养成并拥有了用科学的思维方式处理问题的基本素养。科学家都是在做实验的基础上研究科学的，学生学科学更是如此，我们要引导孩子们像科学家那样真刀真枪地“搞科学”，就必须让学生像科学家那样，用实验的方法去探索，去学习，去思考，只有这样学生的科学素养才能够被培养和提高。五、实验能培养学生探究能力学习科学知识，必须培养学生有一定的动脑、动手能力，学会实验操作、观察记录、整理记录等方面的能力。这些能力肯定是不能单纯靠教师的讲解来传授的，而必须在相应的科学实验实践活动中，才能得到发展，才能培养学生的探究能力。通过设计实验，分析结果等能锻炼和培养想象能力和分析能力；在形成概念的过程中，培养概括、抽象的逻辑思维能力；在遇到问题需要处理时，则可以锻炼学生的探索能力；在操作中，还能培养小学生的组织能力、实践操作能力等。因此，只有通过实验，才能更好地培养学生的探究能力，继而发展成学科学、用科学的科学素养。在教学声音的变化一课时，学生通过实验现象探究出声音的高低变化的规律，教师适时提问：“利用物体产生高低不同的声音我们可以做什么？”学生自然会想到利用某些发声原理而制造的各种乐器，同样也会明白为什么有的人会把嗓子喊哑，课后，鼓励学生多找一些废旧材料自制乐器，如用同样大小的玻璃饮料瓶或啤酒瓶，分别加入高度不同的水即可敲击出动听的音乐，不尺寸的铝板做成的简易编钟等。在实验教学中，只有多让学生自己多动手实验，才能真正培养学生的探究能力与操作能力。学生根据要解决的问题，进行独立研究、进行小组研讨，经过多次失败后获取成功就是科学素养的培养。小学科学的课程目标是培养学生的科学素养，并应为他们继续学习、成为合格公民和终身发展奠定良好的基础。实验探