浅谈以核心素养为导向的初中科学实验能力的培养
李敏杰
摘 要： 科学，是一门以实验为基础的学科，实验占据重要地位。课堂上，教会学生正确观察基本仪器和实验现象，正确使用仪器，按照实验步骤进行操作，独立设计实验方案，有针对性地培养学生科学实验能力，更利于实现核心素养教育目标，使学生善于利用实验操作探索真理。本文将针对科学实验能力的具体培养问题展开详细阐述。
关键词： 核心素养；科学实验能力；培养
科学学科的核心素养集中体现于科学观念及应用、科学思维与创新、科学探究与交流、科学态度与责任四个方面。其中，科学思维与创新，包括了模型建构、科学推理、科学论证、科学实验、质疑创新几个要素。实验能力，是学生所应具备的基本素养，是最为关键的科学课程核心素养。目前，对于学生实验能力的培养仍然存在着过分信赖教材，滥用课件，轻视实验生成等问题。同时，学生缺少良好的实验习惯，实验操作中分工不太明确，参与度低，缺少交流。
一、 尊重主体地位，创造成功体验
在课堂上，要改变以往倾向于功利主义的教学问题，强调尊重学生主体地位，为学生创造更多成功的实验体验，发展学生科学实验能力核心素养。实际教学期间，要想突出学生主体地位，需遵从“贴近社会，贴近生活”这个原则，为学生设计一些科学实验探究活动，活跃学生思维，引导学生自主学习。对于这种科学实验探究活动的设计，要是学生们所熟悉的，要符合学生心理特点。同时，在组织科学实验探究活动时，要在尊重学生主体地位基础上关注学生好奇心表现。当学生有了好奇心以后，他们将更有兴趣去参与实验，走进实验，养成良好实验能力核心素养。
例如，在《物质的密度》一课教学时，可以先为学生展示日常生活中比较常见的用水收费发票、废弃水表。请学生仔细观察它们，并说一说用水收费发票和废弃水表上的计数单位分别是什么。通过观察，学生们将发现水表上的单位是“立方米”这个体积单位，发票上是“吨”这个重量单位。这时，结合观察结果，有的学生会提出这样一个疑问：“水的体积和质量之间存在对应关系吗？”当学生提出这个疑问以后，可指导学生根据自己的实验探究经验设计一个实验数据统计表，主要用于记录每一次实验中水的体积和质量。实验操作中，要科学指导学生每一次取出不同体积的水进行测量。很快，学生们将发现“水的质量越大，体积越大”这个规律。通过一次成功的实验操作体验，顺利进入到密度的新课学习中。整个过程，充分尊重了学生的主体地位，让学生实验能力核心素养得到了很好的训练。
二、 明确各自分工，鼓励动手探究
在课堂上，为避免学生在学习中出现作秀偷懒情况，更好地促进班上每一位学生实验能力核心素养的发展，要在实验操作中，将学生分为若干个学习小组，明确小组组长要为每一位成员安排相应的实验活动任务。当学生有了各自的实验活动任务以后，将开始尝试自己动手探究实验，发散自身思维，思考实验。基于明确学生各自分工基础上，要组织学生做好实验结果汇报工作。在实验结果汇报过程中，我们能够发现学生实验操作中的不足之处，给予学生有针对性的指导，让学生实验能力核心素养得到更大程度提升。但是，在分组实验操作中，要精心安排好每组实验任务，明确每一位学生的实验操作内容。
在对学生实验能力核心素养进行实际培养时，可结合《熔化与凝固》这一节课教学内容，为学生安排一次“海波和松香熔化规律”的实验操作，请学生根据本组所画的海波、松香温度变化平滑曲线图，比较二者熔化时温度变化的不同。实验操作期间，可将学生分为五人学习小组。每个小组里，组长负责监督整个实验操作过程，另有一人负责计时，一人负责温度计读数，一人负责观察海波、松香熔化状态，一人负责记录海波、松香熔化时温度变化。其中，负责计时的学生，要从海波温度达到40℃以后，每隔0.5分钟进行一次计时。而负责温度计读数的学生，要从其温度达到40℃以后，每隔0.5分钟进行一次读数，直至完全熔化后再进行4～5次温度计读数。在分组实验中，基于分工明确基础上，每一位学生都将亲自动手参与、探究实验，从中掌握一些科学实验知识。
三、 创新教材实验，突出实验亮点
课堂上，可结合《质量的测量》一课教学内容，改变以往讲解为主的课堂教学模式。实际教学中，可先借用多媒体教学工具为学生直观呈现几种物质：一杯水和一桶水、一本科学书和10本科学书、一颗口香糖和一盒口香糖，鼓励学生想一想物质间的差别。当学生对质量这个概念有了初步认识以后，巧用多媒体视频播放功能，为学生直观呈现教材中“用天平秤固体和液体的质量”实验操作过程，真实模拟观察托盘天平主要结构、调节天平、测量质量等实验步骤。通过观察仿真实验，学生们将从中掌握到质量测量实验方法。
在对学生科学实验能力核心素养进行培养时，要重视利用好现代化信息技术。课堂上，要尝试利用好多媒体为学生创造仿真实验环境。当学生处于仿真实验环境中时，将从中获得更好的实验体验，通过多次实验探究训练养成一定实验能力。同时，在实际教学过程中，要利用好多媒体技术将课外实验引入到课堂上，丰富学生课堂实验探究内容，为学生争取更多实验操练机会，最大限度发展学生实验能力。信息技术对学生实验能力核心素养养成有着重要作用，要充分发挥其重要作用。
我在《电流与电压、电阻的关系》一课教学时，为加深学生对电流与电压、电阻之间关系的理解，发展学生实验能力核心素养。课堂上，为学生设计了一个“电流与电压关系”的测量小实验。实验中，因学生已经掌握了电压、电流测量和电路连接方法。所以，很快完成了实验操作，对实验后数据进行了处理。其中一个小组整齐展现了定值电阻是5.0Ω的三次实验中，1.5V、2V、2.5V电压所对应的电流值0.3A、0.4A、0.5A。另有一个小组出现了明显的实验问题，第二次实验中的电阻值变成了1Ω。面对这个小组的错误问题，我组织学生针对数据偏差形成原因展开了讨论，有的学生认为是粗心大意引起的，建议剔除错误数据，对缺少的实验数据进行补测。在错误反思过程中，学生们积累了更多实验操作经验，为实验能力核心素养养成奠定了良好基础。
四、 珍惜实验错误，抓好教育时机
导入环节教师可以猜谜、讲述故事、巧设疑问等活动进入课堂状态，调动学生的有意注意，激活学生头脑中相关信息模块，引导学生进入新的语言情景，为学生学习课文做好积极的准备。如《李时珍夜宿古寺》教学中，以“自己知道的古代名医”谈起，引出李时珍。
合作创新④正逐渐成为我国企业开展自主技术创新，实现赶超世界一流企业的主要模式。另一方面，许多企业家纷纷指出企业技术创新动力不足和研发投入效率低根源于不完善的市场制度环境。基于市场绩效视角的研究从市场制度入手，揭示企业合作创新的行为和研发资源的最优配置方式。本文系统地综述了近20年，特别是新世纪以来，国外关于合作创新市场绩效的理论和经验研究文献，这不但可以使国内学者了解这一领域的发展状况和脉络，为他们研究我国企业的合作创新提供有益思路，而且为我国科技政策真正实现从“促进技术转移”到“鼓励自主创新”的转变提供理论指导。
教师要用宽容的态度去看待学生的缺点和错误，增强学生的自信心。要鼓励学生发扬自己的优点和长处，让他们将自己的个性和潜能发挥到极致，获得成功的快乐。但教师也不能无原则地一味赏识学生，要把握好赏识的度。教师不仅要赏识他们的个性，赏识他们的优点，赏识他们的进步，更要指出他们的不足与缺点，一步步引导他们改正缺点和错误，激励他们扬长避短、不断进步。
波普尔曾说：“错误中常常孕育着比正确更为珍贵的发现与创造因素。”因而，在实际教学中，要利用好每一次实验中的意外情况。实验，难免会有错误情况的发生。错误，是一种极为宝贵的实验能力核心素养教育素材，可为学科核心素养教育而服务。首先，在实验课教学期间，我们要正确对待学生的错误操作，科学引导学生自主反思实验中错误之处，让学生学会在反思中纠错，进而积累更多实践经验，具备一定实验能力核心素养。其次，我们要重视分析学生出错诱因。如粗心大意、不良习惯、遗忘规律等等，再结合错误诱因有针对性地培养学生实验能力核心素养。
五、 巧用信息技术，优化实验环境
我就曾在《压强》一课教学时，对教材中实验装置进行了改进。教材中，为了探究液体是否也会产生压强，设计了一个“水对容器底部和侧壁的压强”实验。实验中，要用橡皮膜蒙上粗管下端。对于这个实验装置，很难控制好橡皮膜方向。针对这个情况，我先在实验装置粗管侧面找到一条直线，再在这条直线不同高度凿了三个小孔，用小管将每个小孔固定好，保持小管与U型管相连，用U型管高度差反映压强。接着，依次将管内注入约1/3、2/3的水，观察容器底部、侧壁受到的压强。在这一次实验中，通过对教材中实验装置的创新、改进，让学生通过实验探究发现了其中规律，对学生创新实验意识实验能力核心素养养成起到了较好的作用。
在课堂上，不能一味地按照教材中实验开展教学，要尝试利用自己的智慧审视实验、创新实验、改进实验，以突出实验亮点。面对富有创造性的实验，学生们不仅能够加深对知识的理解，还将对实验现象留下深刻印象。同时，在更为科学的实验操作中，学生们将更容易理解实验方法，对实验内涵有更深的领悟，较好地完成科学实验的学习，养成一定实验能力学科核心素养。另外，对教材中实验进行创新，改进或者补充教材中实验装置，更利于收到较好的教学效果，让学生具备良好的发散性思维，善于用自己的创新思维探究实验。
It is shown that the analytical result (line) is in agreement with the experimental one in the whole region of electric fields.
六、 使用生活物品，提高实验趣味
爱因斯坦曾说：“一个美妙的实验，通常要比从我们头脑中提取的20个公式更有价值。”由此可知，实验有着重要地位。而在对实验活动进行设计时，要想达到实验能力核心素养培育目的，需注意提高实验趣味性。趣味十足的实验，能够让学生真正感知到科学实验魅力所在，进而积极参与实验活动，不断锻炼自身实验能力。生活物品，往往是学生们比较熟悉的，利用学生身边的物品设计实验，更能够调动起学生的好奇心，让实验变得充满乐趣。
以《力的存在》一课教学为例，为了促进学生科学实验能力核心素养的发展，可使用日常生活中比较常见的木板、报纸这两个物品，巧设一个“铁砂掌断木板”趣味实验。实验中，要求学生将木板放在桌上，再把报纸铺在木板上。然后，用自己的手去劈开报纸下面的薄木板。通过观察，学生们将惊奇地发现报纸未动但木板已经断了。当学生好奇心被调动起来之后，可鼓励学生把手上包上一条厚的毛巾，再用力劈木板。这时，学生们将发现同样的实验结果。随即，可引导学生用力的知识对这个实验现象加以解释。通过参与这个趣味实验活动，学生们的实验能力自然而然会得到很好的发展。
综上可知，实验能力是科学课程核心素养重要内容。在对学生实验能力核心素养进行培养时，要充分尊重学生的课堂主体地位，组织学生分组进行实验探究。同时，课堂上，要重视创新教材中实验内容，抓好每一个实验意外教育时机，再通过信息技术、生活物品等的使用，创造一个良好的实验学习环境，促进学生科学实验能力得到最大限度的提高。
参考文献：
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[2]詹海凤.促进学生核心素养发展的初中科学教学探究[J].中国校外教育，2018(4).
[3]竺张定.核心素养在初中科学教学中的融入分析[J].华夏教师，2019(2).
作者简介： 李敏杰，浙江省海宁市，浙江省海宁市斜桥中学。
标签：核心素养论文; 科学实验能力论文; 培养论文; 浙江省海宁市斜桥中学论文;