基于核心素养的科学实验教学策略探析

李凤

［摘 要］科学实验是科学教学的重要组成部分，是培养学生科學核心素养的重要方式。在科学实验教学中，教师要明确实验目标，优化实验设计，强化实验指导，突出实验主体，关注实验对接，拓展实验空间，组织实验反思，以优化科学实验课堂教学，激活学生的科学思维，促进学生科学核心素养的提升。

［关键词］小学科学；实验教学；核心素养

［中图分类号］ G623.6［文献标识码］ A［文章编号］ 1007-9068（2023）36-0090-03

科学实验是科学教学的重要组成部分。在小学科学学习中，学生对互动性、趣味性、探索性较强的实验比较感兴趣。基于此，教师要依据基本学情进行指向明确的教学设计，让学生在轻松、愉悦的学习情境中完成科学实验，从而丰富学生的学习体验，促进科学教学从理论向实践过渡。教师要合理整合教学资源，筛选适合的内容开展科学实验，降低科学学习难度，引导学生在实验中深入思考、自主探索，从而有效提升科学教学效果，顺利完成教学目标。

一、明确实验目标，渗透培养内容

在科学实验教学前，教师应梳理教材内容，明确实验教学目标，设计实验的趣味点，调动学生参与实验的积极性。教师适时展示实验的重点、难点、易错点，让学生理解实验的意义，能够有效培养学生的实验意识，提高学生的科学素养。教师明确实验教学目标，引导学生了解实验流程，使学生有方向、有目的地进行实验，能够加深学生对知识的理解，提升科学教学的成效。

下面以教科版科学教材三年级上册《水到哪里去了》的教学为例进行说明。教师围绕教学内容，尝试从多个角度解释生活中的科学现象，引导学生意识到水对人们生活的重要性。首先，教师在课前让学生进行自主实验：准备两个相同的透明水杯，向两个杯中加入等量的水，并在杯壁上标记起始水位；其中一个杯子盖上盖子，另一个杯子不盖盖子；把两个杯子同时放在通风、向阳的位置，观察、记录实验现象。经过一段时间后，学生发现两杯水发生了不同的变化——不盖盖子的水杯中的水明显少于盖了盖子的水杯中的水，而且盖了盖子的杯子杯壁上有水滴。其次，在课堂上，教师让学生分享实验发现，并提问：“在生活中还有哪些水消失的现象？”学生举手回答。有的学生说：“在阳光下晾衣服，一天就能晾干，衣服里的水消失了。”有的学生说：“天热时，我家门前的小河就干涸了，河水消失了。”最后，教师利用追问的方法不断引导学生触碰知识内核：“那你知道水去了哪里吗？”这样，通过一系列的问题，引发学生对科学现象进行自主思考，从而强化学生的自主意识，提高学生的科学核心素养。

教师明确实验教学目标，引导学生秉承严谨、细致的科学态度进行实验探索，树立正确的科学实验观，能够深化学生对科学实验内容的认知，提高学生的科学核心素养，为学生的全面发展奠定基础。

二、优化实验设计，启动培养计划

教师要优化实验设计，以小组合作的学习模式展开教学，培养学生的团队协作意识和动手能力。在划分小组时，教师要考虑学生之间的差异，依据不同学生的学习能力、认知水平、理解能力等，以同组异质的原则分组，同时明确组内分工，让全体学生都能参与学习活动，鼓励学生通过互帮互助的形式完成科学实验，培养学生的实践能力。

下面以教科版科学教材三年级上册《水沸腾了》的教学为例进行说明。在进行本课的主题实验之前，首先，教师指导学生明确自己的分工，有的学生负责点酒精灯、烧水，有的学生负责记录实验，有的学生负责观察温度计。由于加热后的烧杯、三脚架温度较高，存在一定危险，教师应提前说明注意事项。其次，当温度计的液柱不再变化时，教师让学生分别从俯视、仰视、平视这三个角度观察温度计的刻度，引导学生发现不同角度的读数差别，从而学会正确读取刻度。最后，教师引导学生进行自由交流，讨论观察到的现象。有的学生说：“水在加热的过程中，温度计的液柱不断上升；水沸腾后，温度计的液柱就停下了。”有的学生说：“水在加热时，杯底有气泡产生，这些气泡不断上升并且变大，升到水面时破裂了，水面产生热气。”

学生通过小组合作完成实验活动，形成了乐于合作的学习态度；学生在小组内与其他成员互相交流，增强了自己的表达能力；学生共同观察水加热到沸腾的过程，以图文、数据等形式记录实验，提升了总结归纳能力，形成实事求是的科学态度。

三、强化实验引导，提升培养效率

教师强化对学生的实验引导，凸显学生的学习主体地位，可以有效调动学生的学习积极性。教师要深入分析实验内容，将理论与实践相结合，让学生准确掌握实验方法，顺利进行实验操作，从而加深对学习内容的理解，完成科学知识内化，获得良好的实践体验。

小学生对周围事物有强烈的好奇心和探索欲，但由于认知水平有限，他们只具备初步的观察能力，缺乏基本的科学思维。例如，大多数学生对冰这一事物存在较为模糊的感性印象，只知道天冷水就会结冰，天热冰就会变成水，却没有深入探究其中的科学原理。在教学教科版科学教材三年级上册《冰融化了》时，首先，教师让学生进行回忆，讨论水结冰的原因是什么，再顺势引入问题：“如果加热，冰会出现什么变化呢？”其次，教师给学生分发冰块和吸管，要求学生开动脑筋，利用工具使冰融化。学生热情高涨，纷纷用吸管对冰块吹热气。经过一段时间，学生发现冰块被吹热气的一面融化得更快，从而得出加热可以加快冰块融化的速度这一结论。最后，教师进一步引导学生利用结冰的试管进行实验，观察冰的融化过程，对比冰融化前后的刻度变化。学生由此发现冰融化成水后体积会减小，从而初步理解热量与水的状态变化之间的关系。

教师利用学生熟知的教学材料引入实验，成功激发了学生的学习兴趣，促使实验顺利完成，有效提升了课堂教学效率。在实验过程中，教师强化引导，使学生保持认真的实验态度，展开细致观察。这样，学生获得更多的科学发现，养成了良好的观察习惯。

四、突出实验主体，培养思考能力

小学生的生活阅历欠缺，科学实验经验不足。因此，教师在制订教学方案时，应立足学生的知识掌握情况，调整教学内容，设计科学、合理的实验活动，突出实验主题，确保教学方式符合学生的实际情况。在教学过程中，教师要把控科学实验的节奏，为学生留出足够的思考时间，帮助学生内化科学知识，培养学生的思考能力。

学生是实验的主体，教师要为学生创造自主学习的机会。例如，教学教科版科学教材三年级上册《感受空气》时，教师要求学生在课前收集能体现空气存在的实验材料，如塑料袋、气球、哨子、打气筒、扇子、一瓶水、托盘等。在课堂上，教师组织接力游戏，引导学生利用相应的材料传递空气，让学生认识到空气会流动，如组织吹哨子比赛，比一比谁一口气吹的时间更长。在长时间吹气过程中，学生会出现缺氧的不适感，进而理解了空气的价值。

学生通过多重实验操作，认识到空气是一种物质，具有一般物质的属性和特点，如占据空间、有质量等，有效内化了科学知识。教师以学生为课堂主体，让学生自主准备实验材料，并利用这些材料进行各种实验操作，增加了科学实验的趣味性，能够有效激发学生的实验兴趣，调动学生的主观能动性，充分发挥了科学实验的作用。

五、关注实验对接，优化培养进程

在设计科学实验时，教师应适当融入生活元素，以降低科学实验的难度，提升学生的实验完成度，提升实验教学效率。教师巧用生活资源，将科学实验与真实生活相对接，能丰富教学内容，让学生在实验过程中感悟科学原理，从而拓宽学生的视野，提升学生的科学素养。

例如，在教学教科版科学教材三年级上册《空气能占据空间吗》一课时，教师提出问题：“如果我把一个纸团固定在透明杯内底部，然后杯口向下，将杯子垂直扣入水中，水淹没杯底，这样，杯子里的纸团会不会湿？”学生积极进行预测，大多数学生认为纸团会湿，少数学生则认为纸团不会湿。持不同观点的学生都想证明自己是对的，于是主动进行实验探究，成功激发了学习主动性。学生领取材料，进行实验操作，教师巡视指导。大多数学生的实验结果是纸团没有湿，有个别学生的纸团湿了，教师协助其寻找原因，如杯子没有垂直地倒扣进水里等。通过这个实验，学生明白了其中的科学原理——杯子里的纸团没有被水浸湿，是因为杯子里的空气占据了杯中的空间，导致水无法进入。

教师以生活中随处可见的杯子和纸团作为实验材料，引导学生了解科学原理在生活中的应用，能够启发学生的科学思维，促使学生留意观察生活中的科学现象，形成积极探索科学原理的意识。

六、拓宽实验空间，开阔学生视野

科学实验不应局限在课堂、实验室中。教师可以适当拓宽实验训练空间，依据教材内容布设科学实验任务，要求学生在课后进行拓展实验。从课堂延伸到课后，实验的自由度更大，实验的趣味性也随之增强。

例如，教学教科版科学教材三年级上册《风的成因》时，教师将小风车作为实验材料，首先，提出问题：“现在老师手里的小风车是不转动的，你有什么办法让小风车转动起来？”学生踊跃回答“用嘴吹”“用扇子扇”“拿着风车跑起来”等。教师追问：“这些方法为什么能让风车转动起来？”学生思考后回答：“因为这些方法促进了空气流动，形成了风，风能让风车转动起来。”教师设计的问题链，有效聚焦“风”这一主题，帮助学生理解了风这一抽象的概念。其次，教师利用多媒体展示关于风的视频，如大树的摇曳、国旗的飘扬、炊烟的飘散等，让学生根据这些现象感受风的存在，并明确：风看不见也摸不着，所以观察无形的风需要借助其他物体。再次，教师进一步提问：“在大自然中，是什么让空气流动起来的呢？”教师展示风的成因演示盒，在纸筒内点燃蜡烛，在入风口点燃线香，在出风口放一个风轮，引导学生观察烟的飘动和风轮的转动，判断冷热空气的流动形成风。最后，教师布置课后实验任务，要求学生去观察生活中有哪些现象体现了风、风的成因是什么，并通过观察日记的方式记录下来。

教师布设课后实验任务，延伸科学实验训练，引导学生挖掘生活中的科学现象，能够拓宽学生的科学视野。学生灵活运用在课堂上习得的实验方法，在生活中完成实验任务，不仅能巩固科学知识，还能提升自主探索能力和实践动手能力。

七、组织实验反思，实现培养目标

科学实验是不断试错、验证真理的过程。学生要学会在失败的实验中总结经验教训，改进方法，优化实验，得出结论。教師可以组织学生交流实验失败的原因，并对这些原因进行汇总整理，再逐一找到应对方法。学生反思实验过程，梳理实验流程中的正确操作和过失操作，能够深入理解实验内容，提升自我反思能力。

验证科学原理的道路不是一帆风顺的，教师应引导学生保持足够的耐心和恒心。例如，教学教科版科学教材三年级上册《我们来做“热气球”》时，首先，教师利用多媒体展示热气球的图片，让学生对热气球有一定的认知。其次，教师为学生提供相应的实验材料，如塑料袋、蜡烛、塑料筒、打火机等，要求学生自制简易的“热气球”，共同探究如何给热气球加入空气。最后，教师演示实验过程，为学生讲解注意事项。本次实验的难度较大，学生在实验过程中可能会出现各种问题，如塑料袋边缘过低，挡住进气孔；塑料袋直接接触到温度高的塑料筒等。这时，教师要及时引导学生反思失败的原因，改进实践步骤，帮助学生顺利完成实验。经过反复尝试，学生完成放飞热气球的实验，并能够反思失败的教训，形成科学思维，对科学实验秉持认真、严谨的态度，促进自身的全面发展。

小学科学是以观察和实验为基础的学科。教学中，教师要深入学生中，了解基本学情，并依据实际情况整合、创新教学方法，设计科学、合理的教学方案。在实验教学中，教师要引导学生积极参与、主动探索、勤于思考，培养学生的收集和处理信息的能力、分析与解决问题的能力、团队协作能力和自我反思能力，通过科学课程促进学生核心素养的提升。

［ 参 考 文 献 ］

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[5] 高临静.小学科学实验教学中学生核心素养发展的策略：以教科版五年级下册《增加船的载重量》教学为例[J].新教师，2022（10）：84-85.

（责编 刘宇帆）