将养成学生核心素养融入实验教学的“五以”策略

〔摘""要〕"在加强学生核心素养培养背景下，教育部门对小学科学实验教学提出了更高的要求。小学科学教师应将学生核心素养的培养融入实验教学中，让学生通过亲自设计、动手实验，提升动手操作等能力，促进科学核心素养的形成和发展。基于此，本文提出将培养学生核心素养融入科学实验教学的“五以”策略，探讨了提升学生学科综合能力的方法。〔关键词〕"小学科学；“五以”策略；核心素养；实验教学一、科学学科学生核心素养概述2022年版科学课标提出科学课程要培养学生核心素养。课程标准指出，科学课程要培养的学生核心素养，主要是指学生在学习科学课程的过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展所需要的正确价值观、必备品格和关键能力，是科学课程育人价值的集中体现。小学科学学科核心素养包含科学观念、科学思维、探究实践和态度责任四个维度，全方位体现了科学课程的育人价值。其中，科学观念主要指向的是学生对客观事物的认识，强调在理解科学概念、科学规律与科学原理的基础上对客观事物形成正确的认知。科学思维主要指向的是学生在认识客观事物过程中的思维方式，强调站在科学的视角思考和探究客观事物的本质属性、内在规律与相互联系。探究实践主要指向的是学生在认识客观事物过程中所采取的实际行动或所参与的实践活动，强调在实际的探索、猜想、整理、假设、讨论、沟通、总结等活动中形成对客观事物的全面认知。态度责任指向的是学生在认识客观事物过程中形成的科学态度与社会责任，包含实事求是、开拓创新、健康生活、道德规范等多个方面的内容。二、科学实验教学存在的不足之处（一）忽视学生核心素养的培养首先，当前小学科学实验教学中，实验目标往往仅设定在学科知识的传授和基本技能的训练上，忽视了学科核心素养的多样性与综合性。其次，在实验教学中，教师往往将学科思维的引导忽略或简单化，只注重让学生完成实验步骤。然而，学科思维是学生在解决科学问题过程中的重要组成部分，包括观察力、分类思维、推理思维等，缺乏对学科思维的引导，会导致学生只是机械地操作，无法真正理解实验中的科学原理和方法。（二）实验设计不贴近学生首先，部分小学科学实验设计过于复杂，涉及较难的学科知识和复杂的实验操作，超出了小学生的认知水平，学生可能无法理解实验目的和原理，难以将实验结果与学科知识相关联，导致学习效果不佳。其次，实验内容与学生日常生活相脱节，学生很难将实验与实际生活联系起来，缺乏与生活情境相关的实验内容使学生难以产生学科兴趣和学习动力，降低了实验教学的吸引力。最后，实验教学设计缺乏趣味性和互动性，导致学生在实验中缺乏主动性和参与感，学生对实验感到无趣和枯燥，缺乏主动探究的积极性，影响了实验教学效果。三、将养成学生科学核心素养融入实验教学的意义（一）培养科学思维能力培养核心素养前提下的小学科学实验教学，可以锻炼学生的观察力。实验中，学生要仔细观察实验现象和实验结果，从中提取信息。通过多次实验，学生的观察力得到提高，能够更敏锐地察觉现象背后的规律。另外，在实验中，学生要根据已有的观察数据进行推理和假设，预测实验结果，并验证自己的猜想。这样的推理过程培养了学生的逻辑思维能力和推理能力，帮助学生理解科学知识的原理和联系。（二）提高实践动手能力在培养核心素养前提下的小学科学实验中，学生需要亲自动手进行实验操作，控制实验器材，进行测量和记录等。通过反复实验，学生的动手技能和实验技巧得到提升，锻炼了在实验中的操作能力。同时，学生是实验的主体，他们需要主动参与实验设计、实验操作和结果分析，这样的探究过程培养了学生主动探索的精神和学科思维，能够更深入地理解科学知识和现象。四、将养成学生科学核心素养融入实验教学的方法（一）以主题实验培养学生的知识应用能力小学生对周围事物有强烈的好奇心和探索欲，但由于认知水平有限，他们只具备初步的观察能力，缺乏基本的科学思维，因此，科学教学要选择与学生生活相关且有趣味点的实验主题。在实验教学设计上，让学生感受到科学知识在生活中的应用，激发他们的学习兴趣。在实验教学的步骤上，教师应该贴近学生的实际生活情境，让学生在实验中能够找到身边的材料进行简单、有趣的实验操作，避免过于复杂的步骤，让学生能够轻松参与实验，培养他们的实践动手能力。在实验教学结果上，教师要引导学生分析实验结果的实际意义，与学生一起探讨实验结果对日常生活或实际问题的影响，让学生认识到科学知识应用的重要性。这样可以培养学生的知识运用能力和实践意识。以“液体具有热胀冷缩性质”实验为例，教师可以准备一些关于果汁等实验的图片和视频资料，展示不同实验条件下果汁在玻璃管内高度的变化过程。讲解实验内容时，教师可以提供一些生活中常见的实验材料，如牛奶、醋、柠檬汁等，让学生亲自参与其中。教师示范实验步骤，然后让学生分组实验，观察实验结果。通过亲身体验，学生更容易理解实验的目的和过程。教师还可以讲述一些与液体具有热胀冷缩的性质有关的有趣故事或者生活经历，如介绍一些关于瓶装饮料一般都不装满，让学生了解瓶装饮料的储存方法，强化学生将科学知识运用于实际生活的能力，启发学生的科学思维，促使学生留意观察生活中的科学现象，形成积极探索科学原理的意识。（二）以小组合作培养学生的交流合作能力在科学实验教学中，因不同学生对于相关知识掌握的程度存在差异，他们对问题的理解也存在偏差，提出的问题也各不相同。面对这种现象，教师需要根据不同层次学生的具体情况开展针对性教学，在科学实验的操作过程和结果分析上，如果没有小组合作，很多实验很难顺利开展，这体现出团队合作交流的重要性。可以用小组合作的实验方法开展教学，培养学生的合作交流能力。以“水沸腾”实验为例，在进行主题实验之前，首先，教师指导学生明确自己的分工，有的学生负责点酒精灯、烧水，有的学生负责记录实验，有的学生负责观察温度计。由于加热后的烧杯、三脚架温度较高，存在一定危险，教师应提前说明注意事项。其次，当温度计的液柱不再变化时，教师让学生分别从俯视、仰视、平视这三个角度观察温度计的刻度，引导学生发现不同角度的读数差别，学会正确读取刻度。最后，教师引导学生进行自由交流，讨论观察到的现象。有的学生说：“水在加热的过程中，温度计的液柱不断上升；水沸腾后，温度计的液柱就停下了。”有的学生说：“水在加热时，杯底有气泡产生，这些气泡不断上升并且变大，升到水面时破裂了，水面产生热气。”学生通过小组合作完成实验活动，形成了乐于合作的学习态度；学生在小组内与其他成员互相交流，增强了表达能力；学生共同观察水从加热到沸腾的过程，以图文、数据等形式记录实验数据，提升了总结归纳能力，形成了实事求是的科学态度。（三）以实验操作培养学生的动手能力科学实验教学是一种实践教学，学生是实验的主体，教师要为学生创造学习的机会，在实验教学过程中让学生积极参与到实验中，把控科学实验的节奏，为学生留出足够的思考和动手操作的时间，培养学生的动手操作能力。以“感受空气”实验为例，教师要求学生在课前收集能体现空气存在的实验材料，如塑料袋、气球、哨子、打气筒、扇子、一瓶水、托盘等。在课堂上，教师组织接力游戏，引导学生利用相应的材料传递空气，让学生认识到空气会流动，如组织吹哨子比赛，比一比谁一口气吹的时间更长。在长时间吹气过程中，学生会出现缺氧的不适感，进而理解了空气的价值。学生通过多种实验操作，认识到空气是一种物质，具有一般物质的属性和特点，如占据空间、有质量等，有效内化了科学知识。教师以学生为课堂主体，让学生自主动手准备实验材料，并利用这些材料进行各种实验操作，增加了科学实验的趣味性，有效激发了学生的实验兴趣，培养了动手操作能力。（四）以问题设置培养学生的想象力小学生会对一些新鲜或未知的东西有很强的好奇心和想象力，而想象力是科学创新的基础。对于小学生来说，培养想象力的前提是培养发散性思维，学生的学习不能仅限于教材中的知识。根据小学生的年龄特点，教师应该在实验教学中围绕教学难点设计问题，引导学生猜测实验结果，引导他们发散思维，多角度思考，以激发他们的想象力，锻炼他们举一反三、触类旁通的学习能力，促使学生产生强烈的学习兴趣，探索实验教学的内容。教师通过实验问题的巧妙设置，可以让学生沉浸在科学实验中，培养学生想象力。以“空气能占据空间吗”实验为例，教师提出问题：“空气是否占据空间？如果我把一个纸团固定在透明杯内底部，然后杯口向下，将杯子垂直扣入水中，水淹没杯底，这样，杯子里的纸团会不会湿？”学生积极进行预测，大多数学生认为纸团会湿，少数学生则认为纸团不会湿。持不同观点的学生都想证明自己是对的，于是主动进行实验探究，成功激发了学习主动性。学生领取材料，进行实验操作，教师巡视指导。大多数学生的实验结果是纸团没有湿，有个别学生的纸团湿了，教师协助其寻找原因，如杯子没有垂直地倒扣进水里等。通过这个实验，学生明白了其中的科学原理——杯子里的纸团没有被水浸湿，是因为杯子里的空气占据了杯中的空间，导致水无法进入。教师通过实验引导学生积极主动去学习，培养学生解决问题的能力和想象力。（五）以科普活动培养学生的责任担当意识在进行科学实验教学时，教师应当引导学生认识实验的社会价值和意义，让学生认识到科学实验对解决现实问题和推动社会发展的重要性。同时，在实验教学中，教师可以组织学生参与科普活动，让学生将自己所做的实验成果向其他同学、家长或社区居民展示。通过科普活动，学生可以将实验知识与社会进行交流，增强他们的社会责任感和担当意识。以“食物链”章节为例，实验教学开始前，教师可以向学生简要介绍食物链的概念，解释其中的概念和原理，让学生了解食物链是生态系统中物种之间以食物关系相互联系的现象。实验过程中，教师可以带领学生前往校园或周围的自然环境，实地调查生态系统中的食物链。学生可以观察植物、小动物以及它们与捕食者之间的关系，收集相关数据。学生收集实验数据后进行数据分析和总结，可以了解到食物链中的物种之间如何相互依存、相互制约，从而认识到生态系统的脆弱性和复杂