核心素养视域下初中科学实验作业的应用研究

【摘" 要】 随着新课程标准的推行，初中科学教师开始有针对性地布置多样化的作业，包括预习科学探究实验、课后托管实验作业以及周末假期的家庭拓展作业等。这些举措不仅促进了学生在学业成绩上的提升，还改善了他们的沟通方式，并增进了师生之间的关系。更为重要的是，这样的教学实践显著增强了学生的自主探究能力、实践操作能力以及创新设计能力。

【关键词】 科学探究实验作业；核心素养；动手能力

一、当前科学作业现状

科学课程的核心目标在于培育学生的综合素养，为他们的长远发展打下坚实基础。为了更有效地缓解学生的课业压力，并满足其多元化的学习需求，本研究探索了以实验作业替代部分传统书面作业的新模式，即深入研究了教材内容，积极拓展实验资源，创新设计了核心实验，并将实验与生活实际紧密相连，从而实现了作业布置与反馈的有效性和针对性。无论是科学教材中的学生实验、教师的演示实验，还是课后练习中涉及的与生活紧密相关的拓展性实验，均成为科学实验作业的重要组成部分。通过动手实践，学生不仅能够提升实践探究能力，还能激发对科学的浓厚兴趣，从实际应用的角度加深对科学知识的理解，并在此过程中培养质疑和批判精神。然而，当前科学作业的现状却存在一些不容忽视的问题。

一方面，科学作业被敷衍的情况颇为突出。在追求成绩的驱使下，学生不仅要完成学校布置的书面作业，还常常需要应对家长额外安排的课外作业。繁重的作业负担使得学生难以在有限的时间内高质量完成，导致他们逐渐陷入应付的状态。部分学生甚至仅仅停留在机械地刷题解题上，将取得高分视为科学学习的唯一目标，从而严重忽视了实验在科学学习中的重要地位和作用。这种现状不仅导致学生的实验能力薄弱，也反映出教师和学生对实验的重视程度不足。许多本可以通过实验解决的问题，却仅仅在想象中进行分析和解决。

另一方面，以实验替代部分书面作业的作业形式亟待实施。首先，预习实验作业有助于教师了解学生学情。通过在周末或假期适当布置预习实验作业，学生可以通过提交实验照片、视频等方式展示实验成果，从而使教师能够根据学生的实际情况进行针对性的调整和干预，提升课堂教学的针对性和有效性。其次，课后托管作业能够巩固课堂知识。教师可以充分利用学校的课后托管时间，设计相关实验作业，让学生在实践中巩固所学知识点。最后，假期家庭作业则能够拓宽学生的课外视野。教师可以引导学生利用生活中常见的实验器材，设计制作一些小实验，这不仅能够拓宽学生的知识面，还能为他们提供更多动手体验的机会。

二、核心素养视域下初中科学实验作业实践策略

（一）对接教材，梳理实验

教材是学生学习的主要阵地，也是教师教学的重要依据。为了最大化地发挥教材在教学中的作用，教师需要依据教材进行灵活的变化和规整。

1. 理解单元互通性，探寻共同之处

科学教材内容复杂且繁多，以七年级教材为例，它主要围绕力学和光学展开。虽然从实验原理上看，这两者似乎没有直接联系，但从实验方法的角度来看，它们都强调多次试验和控制变量的重要性。因此，教师需要深入理解各单元内容之间的互通性，探寻共同的可取之处，以更好地指导学生进行实验。

2. 罗列教材实验，布置预习作业

在长假期间，可以布置与力学和光学相关的实验作业，让学生通过实验包独立完成书本上的一些实验，作为对新课的预习。例如，七年级科学寒假作业可以要求学生利用科学实验包，参照实验器材中的“光力学说明书”完成一系列探究实验，并填写实验记录表。这样的作业形式不仅比单纯的书面作业更有趣，还能让学生在动手实践中提前了解新知识。

3. 收集课前实验，掌握学情

为了更好地了解学生的实际学习情况，教师可以要求学生在课前提交相关的实验视频和照片。通过钉钉文件夹等工具，教师可以方便地收集并归类整理这些资料，从而掌握学生的第一手学情。不仅为后续新课的学习打下了坚实的基础，还能让学生带着问题进入课堂，提高学习的针对性和有效性。

以光的反射实验为例，学生可以利用激光笔和白色光屏进行实验。通过多次试验，他们可以发现该实验在较黑暗的环境中进行效果最佳。同时，通过改变入射角的大小，学生可以观察到反射角大小随入射角大小的变化而变化。利用实验包中的白板兼量角器功能，学生可以准确地测量并验证“反射角等于入射角”这一结论。此外，通过翻转白板的另一半，学生还能发现反射光线和入射光线是在同一平面上。这样的动手实验不仅让学生亲身体验了科学知识的魅力，还比单纯的课堂演示或书面讲解更加生动有趣。

（二）学科整合，重构知识

科学教材涵盖了物理、化学、生物、地理等多方面的知识内容。在复习阶段，教师有必要对这些繁杂的知识点进行重构，并通过实验作业的方式，让学生在课余时间或假期中完成，从而增强他们的综合运用能力。

勤于动手，探寻规律。例如，花的结构颇为复杂，学生需要准确识别其各部分结构。若仅通过书本上的图片进行单纯记忆，不仅会增加学生的学习负担，而且难以留下深刻印象。为此，教科书以桃花为例，通过插图方式引入“花的结构”学习，并辅以花的解剖实验，实现“做中学”的教学理念。在复习阶段，学生再次进行花的解剖，这一过程让他们对花的各部分结构形成更为深刻的认识。

细致观察，辨析异同。在初中阶段，学生需要学会区分单子叶植物和双子叶植物。这可以通过观察植物种子的子叶数目、叶脉、根系以及花瓣数目等特征来进行判断。通过解剖花朵来复习生物知识，不仅为初三的复习阶段增添了学习乐趣，还进一步提升了学生的动手操作能力和观察能力。

勇于探究，追寻真理。在观察了花的结构之后，不禁思考：做完实验的花还能派上什么用场呢？初三科学课程中涉及酸碱指示剂的使用，其实学生完全可以利用花瓣来制作一些指示剂，以检验生活中常见物质的酸碱性，从而加深印象。在传统教学中，教师更多会演示紫色石蕊试剂和酚酞试剂的使用，而学生亲自体验的机会较少。这导致学生在遇到实际问题时，只能依靠记忆来书写答案，这无疑加重了他们的课业负担。然而，通过鼓励学生开动脑筋，利用手上现有资源进行大胆尝试，例如在家利用蝶豆花制作酸碱指示剂的小实验，学生可以发现食醋、小苏打溶液、肥皂水等物质会呈现不同的颜色变化。这样的实践活动不仅极大提升了学生的学习积极性，还增强了他们的动手操作能力，并有效减轻了课业负担。

（三）联结知识，聚焦主题

1. 递进知识点的有效联结

教材中的知识点难度层层递进，为学生搭建了一个系统的学习框架。例如，从实验测量小石块密度到测量液体密度，这一过程的推进，使学生在实践中逐步深化对密度概念的理解。在七年级上册，学生首先学习了密度的基本概念，并掌握了利用密度公式直接求解物质密度的方法。只要测量出物体的质量和体积，无论是固体还是液体，学生都能进行直观的测量，但在此过程中，教师需引导学生注意误差分析的重要性。

进入八年级后，学生进一步学习了浮力的相关知识，并学会利用浮力来测量密度。在没有天平的情况下，学生需要运用量筒、记号笔、水等实验器材，通过小组讨论自行设计实验方案。他们利用橡皮泥漂浮时得到的重力来推算其质量，再通过沉底时排开水的体积来测量其体积，最后根据密度公式得出橡皮泥的密度。此外，学生还根据物体的浮沉条件，亲手制作密度计来测量液体密度，这一过程不仅加深了他们对密度计刻度特点和原理的理解，还激发了他们的创新思维和实践能力。

2. 发散知识点的有序聚拢

中考题型灵活多变，知识点穿插其中，这往往让学生感到无所适从。为应对这一挑战，教师在平时的教学中应注重培养学生的发散思维能力。通过由点到线、由线到面的发散思维训练，教师可以引导学生从多个角度思考问题，然后再聚焦某一具体知识点进行深入探讨。

以“一枚硬币引起的故事”为例，教师可以引导学生思考：一枚硬币能做什么呢？它能用来进行哪些实验？通过利用流速与压强的原理吹动硬币、探究硬币的导电性以及设计惯性实验等，学生可以在动手实践中将不同知识点串联起来。这种通过相同实验器材展示不同知识点的方式，不仅提升了学生的发散思维能力，还让他们在实践中体验到了学习的乐趣和成就感。

（四）拓展资源，创编核心实验

1. 补充教材，全员参与

教材中部分实验相对简单，为提升学生的参与度，教师可巧妙利用其他辅助材料或实验包来丰富实验内容。以“小孔成像实验”为例，为在减轻学生课业负担的同时，增强其观察与实验表述能力，教师可预先提供一份填空式实验报告。学生在实验中需要调整光屏、小孔与光源间的距离，细致观察并准确记录数据与结论。值得注意的是，小孔成像实验需在较暗环境中进行。为此，学生可借助实验包，并在此基础上做出改进：保留较亮的F光源，利用纸筒遮光以营造暗环境，再以桃花纸作为光屏。教师应提醒学生留意改进前后成像的差异，从而深化理解。这种层层递进、既有趣又具深度的实验设计，极大地提升了学生的实验能力。

2. 课堂演绎，化难为易

教师在课堂上应着重演示学生易错的实验点，并尽量将实验过程放大，确保每位学生都能清晰观察并正确操作。这包括通过模型演示关键要点，使实验演示更加生动形象。以“制作血涂片”为例，为降低难度、激发学习热情，教师可先播放实验操作视频作为铺垫，随后邀请学生上台演示操作步骤。为增强演示效果，教师可利用橡皮泥制作拳头大小的血滴模型，并用两块塑料板模拟玻璃片。先通过模型展示错误操作，引导学生观察并指出问题，再引出并现场投影演示正确的血涂片制作过程。

3. 课外拓展，强化重点

实验在科学教学中占据核心地位。为加强学生对重点内容的掌握，教师可录制示范性的实验视频，并通过家长群分享给学生，以便他们在假期中也能顺利完成拓展作业。以“浮沉子实验”为例，在学习浮力及物体浮沉条件时，教师可将实验视频通过钉钉或微信等平台共享给学生。这样，学生在家中就能进行实验模仿，降低了实验难度。课后演示的实验不仅减轻了学生的课业负担，还起到了良好的示范引领作用。它既激发了学生学习科学的兴趣，又有效降低了他们对现有知识的理解难度。

三、以实验作业替代大量书面作业的思考

（一）促进学生学习能力的飞跃

首先，学生的学习兴趣显著提升。科学实验作业的引入，不仅让学业成绩有了明显的提升，还激发了各个学业水平学生的积极参与，使他们处于高度亢奋的学习状态。正所谓“兴趣是最好的老师”，学生的学习态度因此变得更加端正，整体进步显著。

其次，学生解决问题的能力得到增强。通过小组合作、个人展示以及同伴互助等多种方式，学生积极解决实验操作中的难题。他们不仅在课堂上专注听讲，还利用网络资源进行深入查找与分析，甚至通过家长钉钉或微信与教师沟通实验中的困惑，从而不断提升自己的实验问题解决能力。

最后，作业完成质量得到显著改善。学生对课内作业的积极性大幅提升，因为教师在课堂中会抽取并播放学生的实验视频，让每位学生都有机会成为“主演”。因此，学生在家完成实验作业时格外认真，有的学生甚至会让父母帮忙拍摄多遍，以追求更好的效果。这一过程中，学生对书本知识的理解不断加深，不仅在校内得到师生的肯定，回家也能收获家长的表扬。

（二）教师对课堂的掌控力提升

一方面，教师的课程执行力得到增强。通过学生实验的不断进行，教师得以持续思考与分析，促进了师生之间的深入交流。在这一过程中，教师能够发现更多课堂中需要改进的问题，从而促使自己停下脚步，审视教学进度与过程中存在的问题。这对学生而言是知识点的突破，对教师而言则是教学的新启示，推动了教师的不断反思与进步。

另一方面，教师与学生之间的交流更加顺畅。通过微信、钉钉等现代通信工具，学生和教师能够迅速解决实验中出现的学习问题。同时以实验的方式布置假期科学作业，不仅满足了不同层次学生的需求，还在处理学生学习问题以及心理问题的过程中，建立了更加深厚的师生信任。

■ 参考文献：■

［1］ 汪小芬. 学科作业实践化：以初中科学作业实施与应用为例［J］. 中学课程辅导：教师教育，2019（08）：60.

［2］ 沙琦波，王耀村. 指向素养的初中科学6E实践作业［J］. 教学月刊·中学版：教学参考，2021（11）：31-35.

［3］ 何静. 浅谈初中科学作业系统化建设的实践思考［J］. 中学课程辅导，2023（13）：48-50.