以核心素养为导向的初中科学实验教学探讨

2019-02-20郑晓伟

数理化解题研究 2019年2期

关键词：人文精神实验教学核心

郑晓伟

(浙江省玉环市清港中学 317600)

新课程改革对初中科学实验教学提出了更好的要求：初中科学实验教学在形式和内容都应有所改变和创新，应注重引导学生关注生活，培养学生的探索能力和对知识的应用能力，应注重培养学生科学精神与人文精神，这与“核心素养”的内容和实质是不谋而合的.

一、核心素养的概念和内涵

核心素养不是单纯的指学生掌握知识的多少，而是学生的知识、技能、情感、态度、能力、价值观等多方面的综合素养的体现.“核心素养”是对“素质教育”的深化和具体化，具有更强的指导性和可操作性.

2016年，在中国学生发展核心素养研究成果发布会上，公布了我国学生核心素养发展的具体内容，主要包括“文化基础、自主发展、社会参与”3个方面，具体表现为“人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新”等六大素养.

具体到初中科学教学中，笔者认为对于学生的科学学科核心素养的培养应包含以下几个方面：培养学生的科学精神、思维严谨性和实践能力、探究能力和创新能力、人文精神和社会责任感.

二、初中科学实验教学现状及存在的问题

1. 实验教学重于演示，忽视学生的自主探索

在传统的初中科学实验教学中，实验教学主要是教师首先进行演示，然后由学生对教师整个的演示过程进行模仿，学生在这个过程中，失去了独立思考和锻炼的机会，这样就失去了实验教学的真正意义.

2. 在实验教学中，缺乏对细节的指导

实验是科学探究的基本手段和方法，同时也是一个锻炼学生细心、耐心、恒心的一个很好的舞台.众多的科学发现，都离不开科学家对细节的发现和不断探求根源的恒心.而在传统的初中科学实验教学中，教学过于程式化，更注重于形式，“提出问题、进行猜想与假设、制订计划与设计实验、回去事实与证据、检验与评价、合作与交流”几个环节，而对于实验过程中需要面临的具体问题，缺乏有效的指导.

3. 实验教学的模式忽视了对学生个体探索能力的培养

新课程标准倡导在教学中培养学生与他人合作的能力，在实际的教学中，“小组合作学习模式”成为了一种非常普遍的教学模式，在初中科学的实验教学中更是如此.“合作学习”是为了方便学生之间交换不同的看法，碰撞出思维的火花，增强学生对某一问题的认知角度，增进认知的深度.这种学习模式，只在有必要的时候使用，如果在学生实验的过程中，遇到的问题比较相似或需要进行独立的思考时，就没有必要采用这一学习模式.否则，会使学生丧失独立思考的能力.

4. 初中科学实验教学中缺乏对学生科学精神与责任感的培养

中国学生发展核心素养研究成果发布会确定的学生学科核心素养，包含“人文底蕴”、“科学精神”、“责任担当”等几个方面，但是，在目前的初中科学实验教学中，并没有体现对学生人文精神的培养，没有引导学生对人与自然、环境之间关系进行更加深入的思考.

三、以核心素养为导向的初中科学实验教学探讨

1. 建立三维的教学目标，培养学生的科学精神

科学精神是人类在长期的科学探索过程中，凝结成的智慧，是人类科学文化的重要财富，包括科学情感、态度和价值观等方面，同时，也是学生必备的学科核心素养之一.具体来说，在初中科学实验教学中，仅仅向学生传授实验的相关知识还是不够的，而是应当建立立体的、全面的教学目标，注重对学生多方位能力和素质的培养.

“三维教学目标”是新课程背景下一个教学研究的热点问题，“三维教学目标”不是指三个相互独立的目标，而是指同一目标的三个层次.主要包含“知识与技能目标”、“过程与方法目标”、“情感、态度和价值观”目标三个层面.在初中科学实验教学中，应当围绕教材内容，制定“三维教学目标”，培养学生的情感、态度和价值观.

例如，在学习七年级下册“对环境的感觉”这一部分的内容时，可以制定以下三个层次的教学目标：(1)知识与技能目标：让学生通过身体的实际感触去了解人体具有的触觉、热觉、冷觉、痛觉等各种感觉；(2)过程与方法目标：针对嗅觉这样一种感官类型，设计实验，让学生了解人体的鼻具有嗅觉的功能，同时让学生通过实验探究人体的嗅觉形成的过程.(3)情感、态度和价值观目标：通过实验的探索让学生对人体的器官产生浓厚的兴趣，并了解现代科技中哪些发明创造是利用了人类的感觉，又是怎样造福人类的.

通过以上三个层面的教学目标制定，初中科学的实验教学就会变得“有前有后”、“有因有果”，有“理性”的思考，也有“情感”的升华，延展性更强，综合性更强，更能够体现对学生核心素养的培养.

2. 注重实验教学的细节，培养学生的思维严谨性和实践能力

在科学实验教学中，既要培养学生基本的科学精神，同时还要帮助学生掌握基本的实验方法，这些是学生能够将实验开展下去的基本能力.在科学实验的过程中，有需要非常考验学生“基本功”的内容，进行观察、读取数据、使用仪器、收集信息(上网查阅)、数据测量、数据处理、设计变量和参照等都是实验的基本步骤，也是提高学生科学核心素养的重要环节.在实验教学中，应注意把握这样的“细节”，“细节决定成败”，在科学研究中，很可能“真理”就藏在“细节”之中.

例如，七年级上“温度的测量”、“时间的测量”、“质量的测量”这几个部分的内容，都是进行科学实验非常基础的内容，在实验教学中，应夯实这一部分的知识，并注重这些基本知识在完整的实验中的应用.如，在进行探究“物理对物体运动的影响”这一实验中，需要让小车每次从斜面顶端由静止滑下，然后改变水平面的粗糙程度，测量小车在水平面上滑行的距离(每次测量时都观察小车右端所对刻度线的位置)，并将结果记录在表格中.接触面可以采用毛巾、棉布、木板等物品.这一实验中，学生对“小车开始运动的时间”和“小车到达终点的时间”的记录的准确性是非常重要的，这将在很大程度上影响实验的结论.学生可以对实验的设备进行选择，比如利用更加精确的计时器，或者通过调整观测的位置，增加实验的次数等，来提高实验的准确性，这一过程，既是提高学生思维严谨性的过程，也是提高学生科学实践能力的过程.

3. 拓展实验的发挥空间，培养学生的探究能力和创新能力

传统的科学实验教学中，学生的思维和操作都是在已经预设好的框架下进行，教师提前对实验的内容和过程进行了精密的设计，目的是保证实验的过程完全按照计划进行，不出一点差错.但是这样的教学方式，并不利于对学生探索能力和在实验中的动手操作能力的培养.事实上，科学发现都是在一步步的摸索中进行的，之中充满了的失败和曲折，根本不像教学实验中演示的那样顺利，因此，要想使学生对科学实验和科学精神有一个正确的认识，就应当遵循科学发展的客观规律，在科学实验教学中，允许有“差错”和“问题”产生，科学实验教学最重要的不是让学生完整无错的完成实验，而是使学生具有在实验过程中，发现问题并寻找方法，具有批判性的思维，获得解决问题的能力.

例如，在学习八年级下的“光合作用”的实验时，探索“光合作用”是否需CO2，课本中的原实验步骤是：将一株植物进行暗处理，并提供了NaOH 能够吸收CO2的背景知识，并要求学生自己设计方案证明.这样的实验具有一定的开放性，在教学中，教师应重视这一类的实验，并应根据教材的内容，“顺水推舟”，积极的引导学生进行观察、思考，比如，将学生分成学习小组，共同讨论实验需要的具体器材，具体步骤，以及对照试验的安排，使学生能够在小组活动内集思广益，充分的表达自己的意见，与他人碰撞出思维的火花，给学生“试错”以及亲自动手操作进行实验验证的机会，在关键的环节对学生进行点拨和指导，而不应当对这样的发散性实验一语带过，或者仅仅让学生通过抽象的思考来想想实验的过程，只注重一些有固定内容的实验，这样，科学实验教学就不再是一个封闭的过程，而是更加具有开放性、发散性和不确定性，使实验教学更加优质、高效，更有利于培养学生动手操作的能力，与人沟通交流的能力以及探索能力，这些都是学生应具备的学科核心素养.

4. 结合生活实际，培养学生的人文精神和社会责任感

“科学”与“人文”是人类社会发展的两大主题，这两个方面相互影响、相互促进，同时也能够相互制约.在科学研究中，如果忽视了人文精神的引导，科学的发展将失去正确的方向，对人类的生存环境和伦理系统的发展带来巨大的影响.因此，在科学教学中，应结合生活实际，引导学生关注生活，注重对学生人文精神和社会责任感的培养，提高学生的对科学的认知和判断能力.

例如，在进行九年级下册“制作DNA双螺旋结构模型”这一部分的实验内容时，可以引导学生先进行网上资料的收集，并以“基因工程对人类的发展的利与弊”为题，先撰写一篇小型议论文，讨论科技发展对人类社会的影响，可以包括“转基因食品”、“利用克隆技术培养人体器官”、“利用基因检测诊断疾病”等内容，让学生思考科学发展与人类社会发展之间的辩证关系，培养学生的人文精神和社会责任感，并树立正确的科学观和发展观，认识到科学发展应“有所为，有所不为”，这也是初中科学教学义不容辞的教学任务.