核心素养下小学科学实验创新教学策略

汪雷振

随着新课程改革政策的落实与应用，如何将素质教育与课程教学完美融合成为实践教学的主要问题，强调教师将培养学生核心素养作为主要教学任务，建构高效课堂。而科学实验课程是培养学生科学思维与科学精神的重要途径，教师应该以核心素养为引领组织科学实验教学，改变以往将实验结果直接告知学生的教育模式，避免出现实验教学形式化的问题。但由于生理年龄的限制，小学生对新知识的接受能力较差，对理论性较强的内容缺乏学习兴趣，因此为确保科学实验教学效果，教师应加强对实验教学的监督与管理，重点培养学生实践学习和科学思维能力，使其在科学实验中端正学习态度，发展综合学习素养。

一、小学科学实验课程核心素养培养的内涵及意义

对学生来说，核心素养是指学生在不同学习阶段应具备的学习能力和思想品质，而小学科学课程的核心素养是指学生在科学学习中各方面的学习能力，包括创新思维能力、探究分析能力和解决问题的能力等。因此在核心素养教育背景下，教师应深入分析科学核心素养的内涵，引导学生在科学实验中多角度分析问题，为建构完善的科学知识体系提供基础条件。具体来说，教师应从拓展教学内容、优化实验教学形式和分解核心素养目标等角度创新实验教学，组织趣味性、多元化和高效的科学实验课堂，激发学生深入参与科学实验的兴趣，充分挖掘其各方面的学习潜能，降低学生理解理论性科学知识的难度，从而实现科学实验教育资源的优化配置，避免学生产生抗拒和厌倦学习的情绪。

二、小学科学实验教学的现状

（一）实验教学方式过于传统

在以往的小学科学实验教学中，教师往往采用“灌输式”教学法，为确保实验教学的安全性和效率，通常将实验过程和实验结果直接告知学生，这种教学方式无法适应新课改的教育形势，影响了学生自主思考和判断能力的发展，容易使实验教学氛围变得枯燥。还有部分教师只是简单演示实验流程，然后要求学生模拟完成实验操作，难以真正发挥科学实验的教育价值，影响了学生自主实验能力的形成。加上实验教学内容一成不变，使科学实验教学逐渐脱离生活实际，学生容易产生排斥和抵触心理。

（二）实验教学设施不足

由于对实验教学重要性的认识不足，许多学校将实验教育经费用于其他用途，科学实验设施严重不足。在小学科学实验教学中，实验室和相关的实验器材是开展实验教学的重要工具，无论哪种材料缺失都会影响实验演示效果，学生也很难有机会亲身参与实验过程。而且由于科学实验教学设施不足，教师只能将更多时间用于讲解理论性的科学知识，无法引导学生用实验验证教材中的科学现象和原理，学生的科学知识储备只能局限于教材中，从而逐步丧失参与实验学习的兴趣。

三、核心素养下小学科学实验创新教学的策略

（一）科学实验生活化，培养学生应用素养

总结以往科学课程教育经验可以发现，科学知识与现实生活密切相关，在现实生活中能够发现科学元素，寻找到更多用于科学实验教学的素材。而科学课程的重要意义是在理解科学知识的基础上，学会在生活中应用科学知识。同时，新课改指出，应引导学生从科学视角分析自然生活现象，尝试运用科学理论知识解释自然现象的成因，在科学实验探究中培养学生的实践应用能力。为此，在核心素养要求下开展小学科学实验教学，教师应引入生活元素，挖掘现实生活与实验教学内容之间的联系，指导学生科学、理智地分析实验问题。而且学习环境直接影响学生的学习效率，在轻松愉悦的氛围中学习知识，能够有效提高学生的知识理解与思维发散能力。因此，在组织生活化实验教学时，教师还应综合考量学科教育要求与学生的学习特点，创建良好的实验教学环境，激发学生参与科学实验学习的热情，采用生活化的方式培養学生实践应用的科学核心素养，锻炼其在现实生活中运用科学知识解决问题的能力。

以教科版四年级上册《食物中的营养》一课为例，本课主要让学生了解人体生存所需营养主要从哪些食物中摄取，掌握蛋白质、糖类、维生素等营养成分对人体保持健康的促进作用；尝试通过科学实验辨别食物中的脂肪与淀粉，完善食物统计活动，概括不同营养物质对身体机能影响的差异。在实际教学中，教师应在预习环节引导学生搜集自己喜欢吃的食物的外包装，如方便面袋、饼干盒、薯片袋和饮料瓶等，清洗干净带到学校。在讲解完食物中的营养成分和身体健康相关知识后，教师应指导学生阅读食品包装袋上的配料表，分析不同食物的营养成分，重点探究蛋白质、能量和脂肪等几类物质的占比，并将这些食物的营养价值进行排名，帮助学生学会如何依据身体需要选择更健康的食物。此外，教师可以利用多媒体展示生活中常见的蔬菜和水果图片，组织食物营养成分鉴定实验活动，拿出事先准备的食物片，引导学生分别将碘酒滴在切片表面，通过观察颜色变化确定食物中是否含有淀粉，从而增加学生科学知识积累。

（二）引导学生自主思考，培养探究素养

科学课程核心素养的内涵指出，学生应借助科学实验开展交流分析，采用不同的方式理解科学知识、分析实验现象，树立科学分析的思维观念。为此，在核心素养要求下开展小学科学实验教学，教师应鼓励学生自主思考实验问题，以科学实验的方式，拓展学生理解科学知识的角度，在相互沟通与实践交流中激发学生的科学创新意识，培养学生科学探究的核心素养。这种动态化学习的过程也是提升学生综合学习能力的过程，有利于激发学生深度学习的兴趣，在日后接触更复杂的科学知识时，学生能够从更客观和理性的角度分析问题。为确保学生自主思考方向的正确性和有效性，教师应在备课环节整合教材中的科学实验内容，创设多元化的实验教学情境，引导学生在情境中发现和解决问题。同时，在学生自主思考时，教师应给予其针对性指导，引导其从不同的角度猜测实验结果，用假设的方式设计科学实验方案，激发学生的科学创新思维，强化其探究、交流的科学核心素养。

以教科版五年级下册《种子发芽实验》为例，本课主要让学生了解种子发芽应具备的基础条件，尝试用对比实验的方法设计种子发芽的实验流程，观察并记录种子发芽的全过程；理解对比实验中对控制变量的严格要求，明确植物生长与自然环境之间的关系，分析影响种子生长状态的因素。在实际教学中，教师可以利用多媒体播放种子从发芽到生长的过程的视频，展示同一植物种子在不同环境下生长过程的图片，鼓励学生依据图片和视频内容提出问题。教师应依据问题内容和可操作性进行划分，组织学生讨论解决不同问题的可能性，鼓励其发挥自身想象力和创造力设计实验流程，积极发表自己对种子生长过程的看法，再引导学生从教材中寻找科学原理。随后教师布置实验作业，要求学生选择一种植物种子，亲手播种在花盆中，观察种子在不同环境下生长状态的变化，思考是否与课堂讨论结果一致。这样，学生经历提出问题、分析问题以及得出结论的全过程，有利于在深度思考中提升自主实验能力。

（三）引入小组合作模式，激发创新意识

在小学科学教育体系中，科学实验的教育价值在于培养学生的科学思维与创新实践能力，使学生学会从科学视角分析不同事物之间的关联，准确把握事物的本质属性和内在规律，在分析事物联系的过程中巩固科学理论基础，建构多元化的科学实验模型，掌握验证科学现象的一般方法。为此，在核心素养要求下开展小学科学实验课程教学的过程中，教师应引入小组合作学习模式，指导学生运用推理论证、抽象分析、总结概括等不同的方式解读实验过程，质疑教材和现实中的不同科学观念，正确辨别相应的实验结论，具备提出创造性实验见解的能力。为确保小组合作模式的顺利应用，教师应组织学生开展实验交流与讨论，鼓励学生发表不同见解，倾听他人的分析过程，对不同的观点进行深度思考，科学理性地判断他人观点。对学生意见不统一的问题，教师应及时提出验证或解决方案，培养学生创新的科学核心素养。

以教科版五年级下册《用浮的材料造船》和《用沉的材料造船》为例，本课主要让学生了解独木舟和竹筏的不同结构和稳定性特征，尝试用浮和沉等不同特征的材料制作船；思考改变制作材料的稳定性对船的承载量和稳定性的影响，了解造船技术发展和演变的历史，并尝试引入更多新型材料。在讲解完沉浮相关理论知识后，教师应开展实践性的延伸教学，引导学生在实验探究中理解沉浮原理。由于学生的知识积累和接受能力有所差异，在思考角度和问题解决方式方面也存在不同，为此，教师应组织学生以小组为单位展开讨论，重点针对材料的重量和大小对船承重的影响进行分析。在小组实验与讨论完成后，教师应适时追问：“轮船的主要材料是金属，那为什么还能浮在水面上呢？为什么家具等木质材料落入水中会下沉？”借助问题激发学生的实验探究兴趣，有助于活跃其思维模式。教师与学生一同验证该问题，拓展学生科学实验分析的角度，加深学生对沉浮科学原理的理解，激发其创新学习意识。

（四）组织多元实验活动，培养责任素养

在科学实验中了解科学现象和理解科学原理的教学方式，不应局限于科学课堂，拓展科学实验场景和丰富实验教学内容，将科学实验教学引入现实生活也十分必要。为此，在核心素养要求下开展小学科学实验教学，教师应组织多元化的科学实验活动，带领学生参与社会实践，将科学实验教学延伸到课外，强化学生科学责任素养。具体来说，教师应引导学生利用教材中的科学原理分析社会中不同的自然现象，并利用生活材料完成科学实验，验证教材科学理论的正确性。依托多元化的实验活动激发学生探索自然与深度学习的积极性，有利于培养学生持之以恒和严谨踏实的科学探究精神，是推动科学课程改革的有效方式。

以教科版五年级下册《我们面临的环境问题》为例，本课主要让学生了解现今环境问题的不同类型和演变过程，探究人类活动对自然环境的影响，分析地球多种环境问题的成因；尝试通过观察和案例分析等方式了解更多环境信息，思考人类活动对环境影响的双向性。在实际教学中，教师讲解水污染、垃圾分类与回收等相关知识，組织学生以小组为单位开展环境保护实践活动。各小组需要针对现实中的某类环境问题查找资料，依据自身对环境问题的认识设计宣传手抄报，对生活垃圾和生产规范化管理等问题提出独特见解，并用实验的方式验证不同生活垃圾的回收利用方法，参与更多课堂以外的科学实验活动，激发学生参与科学实验的积极性，从而在实践应用中巩固教材知识，发挥延伸和拓展教学的教育作用，有利于在处理实际问题的过程中强化学生的科学态度和责任素养。

（五）客观评价实验结果，增加知识储备

以往小学科学实验教学结束后，教师往往会对实验结果进行总结说明，这一环节是向学生灌输科学理论知识的重要途径，也是提升教育效果的关键部分。科学实验的本质就是用实践的方式加深学生对科学现象的理解，而对科学实验结果的总结是确保知识输入的重要环节。小学生由于生理年龄的限制，更愿意参与趣味性强的实验学习，但往往更注重实验学习的形式，忽视了实验学习中掌握理论知识的过程。因此在核心素养要求下开展小学科学实验课程教学，教师应客观评价学生的实验结果，采用趣味性的语言概括实验中涉及的知识点，用不同的表现形式总结实验过程，将理论性的科学知识以形象化的方式呈现于课堂，并借助对实验画面的回顾巩固学生对科学知识的记忆，增加科学基础知识积累。

以教科版六年级上册《神奇的小电动机》为例，本课主要让学生了解电动机在生活和科学实验中的功能，观察和剖析小电动机的内部构造，分析电动机运转的原理，理解将电能转化为动能的过程。在实际教学中，教师应组织“制作小小电动机”的科学实验，引导学生结合相关视频完成实验操作。在学生自主实验的过程中，教师应实施有效引导与观察，指导学生精准控制电动机制作的每个细节，尝试用不同的材料制作电动机。在科学实验结束后，教师应立足理性和客观的角度评价学生的实验过程，引导学生重点分析失败的原因，尝试完善电动机制作的实验步骤，在反复推敲中加深对相关科学原理的理解，有助于提升科学实验教育效果，锻炼学生的知识迁移能力，为理解更复杂的科学实验问题创造良好条件。

四、结语

综上所述，在核心素养要求下开展小学科学实验课程教学，有利于提升学生实践应用与创新思维能力，推动小学科学课程的转型与改革，培养学生综合学习素养。教师应采用不同的方式创新科学实验教学方法，多角度理解科学核心素养的内涵，组织趣味性的实验教学活动，发展学生的创新意识与探究能力，为实现科学知识的深入理解与全面应用奠定基础。