科学课堂培养学生关键能力浅析

江苏兴化市景范学校（225700） 朱 正

《义务教育科学课程标准（2022 年版）》提出：“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。”科学课程要培养的关键能力包括观察能力、创新能力、探究能力、问题提出能力等。下面，笔者结合科学教学实践，谈谈培养学生关键能力的四点策略。

一、注重实验观察环节，提高学生观察能力

科学探究是小学科学教学的重要内容之一，主要包括问题提出、大胆假设、实验设计、实验与收集证据、分析与论证、评估与总结等基本过程。在小学科学教学中，多数教师对实验设计、分析与论证环节十分重视，却忽视了实验观察环节，导致学生缺乏锻炼观察能力的机会。在科学研究领域，很多发明或发现都离不开细致的观察。细致的观察是发现问题的开端。科学课堂是一个培养学生观察能力的良好平台。小学生年龄小，自主性较差，没有形成自主观察的习惯。因此，小学科学教师在组织学生做科学实验时，不能忽视观察实验现象的环节，要引导学生对实验步骤、过程展开细致观察与详细记录。只有这样，才能使学生从小养成善于观察的良好习惯，实现关键能力的培养，提高科学素养。

例如，教学教科版科学教材二年级下册《磁极间的相互作用》一课时，为了让学生概括总结出磁极间相互作用的内在规律，教师引导学生分组进行科学探究实验。在实验开始前和实验过程中，教师要适时提醒学生仔细观察实验现象，做好记录。这样，不仅能进一步提升学生的观察意识，培养学生的观察能力，还能促进学生之间的互动交流，实现培养学生关键能力、提高课堂教学效率的目标。

【教学片段】

师：同学们已经认识了磁铁的南极与北极，人们习惯用“S”表示南极，用“N”表示北极。请同学们大胆设想，磁铁的相互作用有哪几种情况。

生1：应该有南极与南极、南极与北极、北极与北极、北极与南极这四种情况。

师：那就请同学们以小组为单位，针对生1说的这四种情况展开实验探究。每一个小组成员都要仔细观察，记录实验过程中两块磁铁的反应，看一看磁极间是相互吸引，还是相互排斥。

组1：我们小组观察到，将一块磁铁的南极与另外一块磁铁的北极，或将一块磁铁的北极与另外一块磁铁的南极放在一起时，两块磁铁都出现了相互吸引的现象。因此，我们组得出的结论是南极与北极、北极和南极是相互吸引的。

组2：我们小组发现，将一块磁铁的南极与另外一块磁铁的南极，或将一块磁铁的北极与另一块磁铁的北极放在一起时，它们都出现了相互排斥的现象。因此，我们组得出的结论是南极与南极、北极和北极是相互排斥的。

师：我们将两个相同的磁极看作同极，不相同的磁极看作异极。现在，请各个小组重新讨论，看一看哪个小组概括总结得更加精练。

组3：我们组概括总结出“同极相互排斥，异极相互吸引”的观察结论。

组4：我们组总结得更加精练，就是——“同极相斥，异极相吸。”

在科学课堂上，特别是在科学实验过程中，为培养学生的关键能力，教师要重视科学探究实验过程中的记录观察环节，改变传统的重教学、轻观察的教学观念，优化教学过程。学生仔细观察、记录实验现象的过程，实际上就是不断探索和思考的过程。因此，教师要通过硬性要求和适当提醒，帮助学生养成观察与记录实验现象的良好习惯，促进学生积极思考，有效培养学生的观察能力，提高学生的观察水平。

二、利用新颖教学手段，提高学生创新能力

在传统科学教学中，教师习惯采用说教式教学，即教师在讲台上说，学生在讲台下听。在这样的教学方式下，学生的主体地位没有得到凸显，师生地位不平衡，导致学生的学习效率不高，学习兴趣受到抑制。因此，小学科学教师应改变僵化的教学观念，优化教学手段，注重培养学生的关键能力。教师可以采用新颖的教学手段，培养学生的创新能力，使学生通过发现问题、分析问题等过程，提高自身的创新意识，从心理上认定自己是课堂学习的主人。除此之外，教师还可以围绕教学内容，组织学生参与科技活动，使学生的想象力与创造力得到充分发挥，加深对科学知识的理解，保障课堂教学的整体效果。

例如，教学教科版科学教材四年级上册《设计制作小车》一课时，为了让学生了解小车的制作流程，教师引导学生分组开展“设计小赛车”实验活动，让每个学生都参与到小赛车的设计和制作中。学生在动手操作的过程中，不断思考，发挥想象力与创造力，创新能力得到进一步提高；同时，加深对小车制作流程的理解与掌握，实现预期教学目标。

【教学片段】

师：真正的赛车不仅要保持300 千米以上的时速，还必须具备较好的安全性与稳定性。接下来，请同学们以小组为单位，阅读教材材料或查找相关资料，想一想怎样设计赛车，才能使赛车在时速、安全性与稳定性等方面都达到要求。

组1：我们组通过讨论认为，赛车需要安装很宽的轮胎。因为宽轮胎可以增加赛车与地面的接触面积，从而增加它与地面的摩擦力，避免出现打滑的现象。

组2：我们组通过查阅相关资料，发现赛车需要动力较强的发动机。只有在这样的发动机的牵引下，赛车才能达到300千米以上的时速。

组3：我们组通过细致观察和查阅相关资料发现，赛车车身的重心偏低，车轮与车轮间的距离比较宽。这样的设计可以使赛车在行驶中保持平稳。

组4：我们组有一个成员是赛车迷，他告诉我们赛车的车身应该设计成流线型。这样可以大大减少阻力对赛车的影响，从而提高赛车的行驶速度。

师：很好！看来同学们都已经掌握了赛车的基本特点。接下来，我们要分组制作赛车。我的要求是赛车车身不能超过30 厘米、行驶路程为1 米、动力来源于橡皮筋、气球等。各小组制作完成后，比一比、看一看哪个小组制作的赛车跑得更远、跑起来更稳定。

（各小组制作赛车）

组1：我们组在制作赛车时，主要使用了轮子、一次性筷子、圆珠笔等材料。我们利用气球中的气体从圆珠笔套中喷出形成的反作用力，为赛车提供行驶的动力。

……

在上述教学中，教师为学生精心设计有新意的实验活动，引导学生全身心投入实验中，大胆想象，积极实践，培养学生的想象力与创造力。通过简单的工具，设计、制作出小赛车，不仅能使学生获得成就感，建立科学学习的自信心，强化学生的动手能力，还能有效提高学生的创新能力，培养学生的创造性思维能力。

三、开展实验探究活动，提高学生探究能力

探究既是小学科学教学的重要目标，也是小学科学教学的主要形式。以科学实验探究的方式，强化学生的探究能力，要求教师在日常授课中，尽可能地为学生创造亲身体验、亲自观察的机会。基于此，教师要耐心引导学生展开实验探究，积极探索科学奥秘，加深学生对学科知识的理解，培养学生良好的科学素养、探究意识。这样，学生就能保持积极的科学学习态度，感受到实验探究的乐趣，有效提高科学学习效率。

例如，教学教科版科学教材四年级上册《声音是怎样传播的》一课时，为了让学生了解“不是所有物体都能传播声音”这一重要知识点，教师组织学生展开实验探究，让学生寻找不同的实物，通过亲身体验、亲自观察，掌握声音传播的方式，强化学生的学习体验感，提高学生的实验探究能力，保障课堂教学的有效性。

【教学片段】

师：为了探究声音传播的途径，接下来，请同学们保持安静，仔细观察、用心聆听！（教师用笔敲击讲台）同学们，听到声音了吗？声音是通过什么传播到你们耳朵里的呢？

生1：通过空气传播。

师：（教师先让学生将一边耳朵贴近墙壁，并用一只手捂住另一边耳朵；然后，教师用手敲击墙壁）同学们，你们能听到声音吗？此时，声音是通过什么传播到你们耳朵里的呢？

生2：声音是通过墙壁传播到我们耳朵里的。

师：（教师将正在播放音乐的手机用防水袋密封好，然后放到装满水的水盆里，让学生仔细听）同学们，你们能听到手机的音乐声吗？这种情况下，声音是通过什么传播到你们的耳朵里呢？

生3：音乐声是通过水和空气传播到我们耳朵里的。

师：刚刚三个同学总结得都十分到位！现在，请同学们回想一下刚才听到的声音，试着将它们按照强弱顺序进行排列，并说说结论。

生4：我回想了一下，发现墙壁传播的声音最大，水传播的声音次之，空气传播的声音最小。所以，我得出的结论是：固体传播声音的能力最强，液体传播声音的能力较强，气体传播声音的能力最弱。

在上述教学中，教师引导学生展开实验探究，让学生亲身体验声音在固体、气体、液体中的传播，增强学生的学习体验感，帮助学生突破学习难点，强化学生的探究能力，培养学生良好的科学素养，实现关键能力的培养目标。

四、设计新奇小实验，强化问题提出能力

提出问题有时比解决问题更重要。问题的提出往往都在思考之后。在科技探索领域，提出问题是创新的第一步。很多伟大的发明都源自问题的提出，如牛顿在被树上掉落的苹果砸中脑袋后，产生了“为什么树上的苹果是往下掉，而不是往上飞”的疑问，然后发现了万有引力定律；瓦特观察水壶里的水烧开后，蒸汽将壶盖顶起来这一现象后，产生了“蒸汽怎么会有这么大力量”的疑问，然后发明了蒸汽机。因此，从发展的角度看，提出问题的能力对学生来说极为重要。只有提出问题，学生思考、探索的方向才会更明确。但目前，很多学生不爱提问题，严重制约学生思维的发展。因此，小学科学教师在教学时，要特别重视培养学生提出问题的能力。

教师可以通过设计新奇小实验的方式，鼓励学生亲身参与实验操作，仔细观察，并提出问题。小实验本身具有一定的趣味性，对学生有较强的吸引力，学生都能积极主动地参与到实验中。新奇小实验蕴含着很多科学知识，具有一定的科学性，给予了学生很多提出问题的切入点。

如教师可以通过“淀粉遇碘变蓝”这一科学小实验，重点培养学生提出问题的能力。教师将学生分成三个小组，让三个组分别做一组实验，要求学生在实验过程中仔细观察，并提出问题。

【教学片段】

师：现在，我这里有四个杯子，其中一个杯子装的是淀粉粉末，其他三个杯子装的分别是清水、含碘的食盐水和不含碘的食盐水。接下来，三个小组分别上台做一组实验。第1 组将淀粉加入盛清水的杯子里，第2 组将淀粉加入盛含碘的食盐水的杯子里，第3 组将淀粉加入盛不含碘的食盐水的杯子里。请同学们仔细观察实验现象，并针对实验现象提出问题。

（三组实验全部做完后，学生开始提问）

生1：我看到第2 组将淀粉加入盛含碘的食盐水的杯子后，杯子里的盐水变成了蓝色。好神奇啊！为什么会发生这样的变化呢？

生2：我在生活中也见过类似的现象。比如，我不小心将碘伏消毒液滴到面粉上时，面粉也会变成蓝色。这是为什么呢？

生3：我们这次要做“淀粉遇碘变蓝”的小实验，老师为什么不直接让我们做淀粉与碘反应的实验，而是让我们做三组实验呢？

在上述教学中，教师以新奇性为出发点，以科学性为核心，以可操作性为落脚点，设计新奇小实验，促使学生积极参与实验操作，大胆提出自己的问题或猜想。这样教学，不仅激发了学生的好奇心，点燃了学生参与课堂的热情，还启发学生思考，有效培养学生的问题提出能力。

综上所述，小学科学课堂作为学生探索大自然和认识世界的主要途径，要求教师改变传统教学观念，不断优化教学方法，把对学生关键能力的培养放在重要位置，促使学生在课堂中深入了解科学知识，提高学习效率，实现综合能力的有效提升。基于此，小学科学教师应加大对学生关键能力培养的研究力度，更新教学理念，优化教学方法，提升学生的科学核心素养，为学生未来的发展奠定良好的开端。