借助科学实验培养核心素养

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  《小学科学课程标准》中明确指出:“小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。”科学核心素養是学生学习科学这一门课程的最终体现,而科学实验教学则是培养学生科学核心素养的重要阵地。通过学生动手操作、自主思考,不仅可以推促学生理解实验内容,而且还能激发学生的学习兴趣,渗透创新思维,继而有效培养其科学核心素养。

一、借助操作实践,为素养培养奠定基础


  对于科学学科而言,探究不仅是学习目的,还是主要方法与途径。让学生自己动手操作、主动探究的科学实验,则是引导学生走进科学、探索科学的主要方法。在具体教学中,教师要根据科学教材内容,结合学生科学水平,为学生搭建可以自主创造的平台,通过科学实验的形式,引导学生动手操作、主动实践,继而从中感知科学探究的兴趣和态度,让学生在尊重事实、尊重科学的同时,为科学核心素养的培养奠定基础。
  例如,《沉与浮》这一课的内容较为抽象,教师可结合生活实际,引导学生思考为什么铁片在水里会下沉,但是变成船却会上浮?为什么人在普通水里会下沉,而到了死海里却会浮起来?在激发学生的探索欲望后,教师可通过分组,让学生自行探索物体沉浮,并且进一步引导他们思考探索改变物体在水中沉浮的方法。学生通过动手实践,从中发现,让原本沉下去的物体浮起来有三种方法:一是改变物体的形状;二是借助其他物体;三是在水中添加食盐。
  这样的教学方式对学生来说,是最生动的科学探究,同样也是科学核心素养培养的最好途径,这样的方法,也许让学生最终看到的是现象,但这会进一步激发他们对科学的兴趣,培养他们对科学的热爱,从而引导他们向科学的更深处推进。

二、借助方法指导,为素养培养增添动力


  相比其他学科,科学教学是极为严谨的,科学实验也是如此。科学教材中的内容都是经过前人证明的,所采取的实验也是最科学的。教师若一味地让学生自行探索,固然能有效培养他们的自主意识,但也有可能让学生的探索进入“无厘头”状态。对此,在强调学生自主探索的同时,也要充分发挥教师的主导作用,在学生实验过程中,通过点拨、提示方法给予指导,为学生科学核心素养的培养增添动力。
  例如,针对《运动与摩擦力》这一课的实验来说,教师若完全放手让学生自行设计实验方案,让他们自行探索摩擦力大小与什么有关,效果必然会不理想。但直接指导学生实验,必然会打消学生的积极性。对此,教师可先指导学生设计实验记录单,思考其中变与不变的量;接着,教师展示相关的实验材料,请学生自行选择,并围绕教师所提供的内容进行观察。教师要善于发现学生实验设计中的缺陷或不足,进行重点的指导,这样不仅能让小组探究活动有序高效,而且还能激发学生的探索兴趣,助力他们科学核心素养的养成。
  学生是课堂的主体,但教师是课堂的主导。针对科学实验,固然大多数都是学生自行完成,但是教师也要充分发挥主导作用,针对学生实验方案中不完善,或者有缺陷的地方,应通过提醒或点拨的方式进行完善。另外,针对学生的观察内容较为分散的情况,教师应及时给予提醒或者划定范围,以便让学生探究的目的更为明确,方向更为精准,同样也便于他们进行总结。对观察时间较长的实验,在学生制定方案时,教师要加强指导,尽可能明确每次观察间隔的时间以及现象与步骤,从而让学生从观察中掌握方法,在体验成功的同时,继续保持对科学的热情。

三、借助问题预设,让素养培养绽放光彩


  提问,是推促学生进行自主思考的前提。对于科学核心素养培养来说,一个有价值的问题,往往超过他们所掌握的科学知识。毕竟对于知识来说,需要学生理解记忆即可;而对于问题来说,却能有效引导他们思考,在探索中不断激发与发展他们的科学思维。在具体实验教学中,教师要鼓励学生大胆假设、主动设疑,并且主动搭建平台,引导学生基于观察对自己的观点进行辩论,以便在他们掌握科学知识的同时,帮助他们建构科学概念。
  例如,《弯弯的拱桥》的重点就是对“拱”的承重进行探究。教师先引导学生就纸质、大小、跨度一样的平纸与拱纸承重进行比较。接着,教师让学生先进行假设提问,说说哪个承重能力更强,至少一半学生都能想到是拱纸,教师接着让他们说出原因。之后再引导学生通过实验进行观察,了解到平纸的力道是向外的,而拱纸的压力是向下与向外传递的,这样压力就得到有效分散,自然拱纸的承重能力也更强。接着,教师引导学生继续猜想,怎样让拱纸的承重能力更强?让学生借助手中材料进行探索,其结果不仅有小拱,还出现了拱脚、拱座,等等。
  从案例中发现,学生探索的答案并不唯一,这说明了学生的质疑、追问、论证是在不断进行中的,同样他们的思维也在不断探索中。而通过这种方式,不仅可以让学生学会自己动手操作、观察实践、总结归纳,有效推促学生加深对教材内容的理解,而且也让他们的科学核心素养得到有效培养,在其思维得到纵深推进的同时,有效生成课堂精彩。

四、借助科学探究,为素养培养提供路径


  科学探究,重在“探究”二字,而科学实验正好为探究提供了最佳的路径。从问题提出,到观察现象、形成概念、解决问题,学生思维始终处于积极探索的状态。相比传统教学,学生的学习更为主动,更为积极。针对科学实验,探究固然大多是重复教材实验,强化学生对教材中结论的理解。但对于学生来说,针对科学核心素养,最主要的体现,就是“与众不同”,就是创新思维,若按部就班地按照教材进行实验,根本算不上探究。
  例如,《摆的秘密》这一科学实验,按照教材内容,是让学生通过实验了解摆锤频率与幅度的关系。但这种实验如果按部就班地进行,过程会比较枯燥。对此,教师可先让学生观看视频了解钟摆,接着让他们结合生活体验,说说生活中的钟摆现象。在学生回答后,教师可鼓励学生结合课前提供的材料,自行设计实验方案和实验步骤,自己探索、自己观察,从而自己得出结论,看看通过钟摆实验,有什么发现。20分钟后,每个小组都进行了汇报展示,虽然各组的答案有所差异,但科学精神却已经根植于他们心中。
  在科学核心素养中,探究就是最基本的素养。科学教学,不仅仅是科学知识传授,而且还有科学素养的培养。对于科学实验来说,最好的方式,就是教师放手,主动退居幕后,让学生自行选择材料,自行设计实验方法,自行探索观察,自行思考,自行得出结论。这种开放性、探索性的科学探究,在为学生提供更多自主学习空间的同时,也引导学生从学习者转变为发现者、研究者与探索者,为其科学核心素养培养提供了正确的路径。
  总之,小学科学核心素养的培养是一个长期的过程,是一个潜移默化的过程,需要教师把握实验各个环节,在充分利用好课堂教学过程,不断丰富学生的科学知识与科学经验的同时,还要借助相应的实验情境,激发学生探索科学的兴趣,从而帮助他们建构科学概念,并最终通过学生自主学习、探究与实践,让其科学核心素养真正落地生根,开花结果。
  (作者单位:江苏省如皋市搬经镇搬经小学)
  (责任编辑 岳 舒)
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