如何在实验教学中培养学生的科学核心素养

王川玉

摘 要：《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》有个词特别引人关注——核心素养体系。在以探究为核心的科学学习过程中，科学核心素养主要体现为探究能力、科学思维、实证意识、科学精神等。科学教师要关注学生的科学素养，在設计实验中培养学生的探究能力；在寻根求源中培养学生的实证意识；在结果分析中培养学生的科学思维。

关键词：实验素养 探究 实证 思维

《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》有个词特别引人关注——核心素养体系。明确了学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，突出强调个人修养、社会关爱、家国情怀，更加注重自主发展、合作参与、创新实践。每一门课程的实施都应关注学生的核心素养。作为培养学生科学素养的主阵地——科学课，又该关注学生的哪些核心素养呢？笔者以为，在以探究为核心的科学学习过程中，科学核心素养主要体现为探究能力、科学思维、实证意识、科学精神等。

科学（3—6年级）课程标准指出：科学学习要以探究为核心。探究既是小学生科学学习要达到的目标，又是小学生科学学习的主要方式。实验课在科学学习中占有极大的比重。如何在实验教学中培养学生的科学核心素养呢？下面我就以《比较水的多少》为例，谈谈我的看法。

一、在设计实验中培养学生的探究能力

新课程标准指出，科学探究的主要目标是使学生领悟科学探究的思想，培养学生进行科学探究所需要的能力，增进对科学探究方法与过程的理解。做任何探究活动都要有明确具体的目标，这样学生探究中才有明确的方向。在探究活动之初可以和学生一起设计探究的思路和方法，探究同一问题不止一种方法和思路，应尽量做到拓展学生思路，让学生用不同的方法解决同一种问题。如在教学三年级上册《比较水的多少》时，我先让学生设计怎样比较出两瓶水的多少？过程如下：

生：可以拿两个一样的瓶子，分别把1号瓶和2号瓶里的水倒进去，比哪个瓶子中的水高。

师：这个方法可行！现在如果只有一个空瓶子，你能比出来吗？

生：也可以，先把1号瓶时的水倒进空瓶子，在瓶子上做个记号，把水倒回去；再把2号瓶的水倒进空瓶子，也做个记号，就可以比出来了。

师：你很会动脑筋！你选用了空瓶子作标准进行比较。除了空瓶子，可以用别的瓶子做标准吗？

生：可以用1号瓶，直接先在1号瓶的水面画一条线，再把1号瓶的水倒出来，把2号瓶的水倒进去，画条线比较。

生：也可以用2号瓶作标准，方法和用1号瓶是一样的。

在这个片断中，尽管都是用的“比液面高度”这一方法，但是通过老师引导，学生便设计出了用不同瓶子作标准的多种方案。在这个设计过程中，学生的思维打开了，实验方案也在不断被改进、优化。随后同学们又设计出了“用小杯子量”“贴刻度条”等实验方法。

二、在寻根求源中培养学生的实证意识

科学的本质是实证的，科学活动是一种求真活动，科学必须用事实说话；科学结论必须是经得起实践检验的；学生在整个科学探究过程的各个步骤中，学会观察和提高证据意识这一步，最具有教育价值。

本节课中，在学生设计完实验方案后，各组进行了实验，因为各组采用的方法、标准不同，所以最后得出的数据有很大差别。为什么会产生这种结果？当时我让同学们分析原因，有同学提出了可能是因为用作标准的瓶子、小杯子、画的刻度不一样导致的。其他同学都表示赞同。可是我并没有到此结束，而是要求各组展示自己的实验器材，进行验证。这时发现大部分组的差距都是因为实验器材不同导致的，但有两个组所用器材一样、方法一样，可是结果差异较大。这又是怎么回事呢？同学们又分析了实验中可能出现的问题。

于是，我让两组同学同时到台上重现各自的实验过程，立刻发现一个组的1号瓶中的水少了许多，经询问得知，在实验过程中，因为不小心，该组同学洒了一些水在地上，导致了结果的不准确。虽然在寻找原因的过程中耽误了一些时间，但是这个过程是值得的。学生在验证的过程中会明白，任何结论都不能想当然，必须找到证据。

作为教师，也要在课堂上常问“你的依据是什么？”“有证据吗？”只有老师有意识地追问，才能让学生形成实证意识。

三、在结果分析中培养学生的科学思维

新课标指出，从小就必须注重培养学生良好的科学素养，通过科学教育使学生学会用科学的思维方式解决自身学习、日常生活中遇到的问题。在实际教学中，我们要运用一些切实可操作的方法来关注学生思维的激发，思维能力的培养，让学生理解为什么是这样的。

教学《比较水的多少》时，我要求学生在实验中用数据描述结果，这样就避免了模糊结论，也便于后面的结果分析。实验结果出来之后，面对各不相同的数据，我让学生分析产生不同结果的原因是什么？并进一步分析：要表示出水的多少，用哪个单位做标准比较好？因为在前面的活动中学生已经明白采用不同的标准会导致结果的不一致。所以在这里，学生很快就分析出用杯、厘米、格来表示水的多少都不准确，必须采用一个标准单位。此时引导学生认识毫升、升也就水到渠成了。

在学生自制量筒这一环节，我设计了一个问题“如果有一个测量水的多少的标准工具，它应该具有什么特点？”根据在课堂上的实践经验，学生设计出了透明、有刻度、有标准单位等特点。还有一位同学提出了要“上下一样粗”，这种特点是基于他在课堂上见到的材料总结出来的，也是因为同学们画刻度时习惯于画均匀的刻度。对三年级的孩子来说，总结出这个特点是非常难得的。但是从科学的角度来说，这种说法并不完全正确。当时我肯定了他的想法，但是在补充认识其他测量工具时，我特意出示了上粗下细的量杯。并提问“这个量杯上下不是一样粗，为什么也可以测量出水的多少？”当量杯的图片出现在大屏幕上时，同学们马上叫起来“量杯上的刻度宽窄不一样”。

在这个过程中，学生不断地产生矛盾、修正观念，思维也在不断向纵深处发展。

总之，科学课中的实验教学需要教师精心设计过程、创新实验方法、巧妙引导学生、关注学生发展，这样实验课教学才能真正达到培养学生科学素养的目的。