应用实验法培养学生科学核心素养

裴佳炜

实验法由于采用精准控制变量和实验条件环境等方式，具有较强的准确性和科学性。在进行科学教学的过程中应用实验法，能够让学生在与实验过程、实验对象的直接接触中，进行科学知识的深度理解，从而培养其科学核心素养。

一、提供道具，指导观察

科学实验是学生开展科学探究的道具，指导学生在实验中进行观察。这种观察不仅能培养学生敏锐的科学嗅觉，更能让学生通过实验深度理解科学知识点，从而促进其科学核心素养提升。

如在《空气占据空间吗》一课的学习中，学生会学习到与空气体积有关的知识。假如此时直接告诉学生，空气虽然看不见，但是的确是占有一定体积的，这样的方法既不形象直观，也无法让学生理解其中的原理，此时教师运用实验法就可以很好地解决这个问题。教师首先在课前准备实验道具：一个水杯、一个小水缸、适量清水。在上课时，教师先将清水放入水缸中，然后问学生：“大家觉得水是占据空间的吗？”学生做出肯定回答后，教师继续问：“既然水是占据空间的，那么能与水产生挤压碰撞、抢夺水的空间的，也一定是占据空间的对吗？”此时，教师在学生的思考中开始实验：先在水面上撒部分泡沫小球，方便学生观察水位刻度，然后将水杯竖直倒扣，慢慢压入水中，此时学生发现，在水中不断有气泡从杯中逸出，直至教师将水杯全部压入水中，这时停止下压，水与水杯处于一个稳定的状态下。此时教师提问：“现在大家看到水杯中的漂浮泡沫，说明了什么？”学生就会回答：“说明杯子中有空气。”教师继续讲述：“是的，杯子中有空气，说明在这个杯子中，空气在和水的对抗挤压中并没有消失，而是保持了一定体积，这就说明了空气是占据空间的。”于是学生就通过教师提供的道具，在观察中理解了这一科学原理。

通过实验道具，学生能够以一种更加直观的方式观察实验现象，有利于让学生直接地发现科学规律，促进学生对某一模块原理、知识的深度理解，这有效培养了学生的科学核心素养，培养了学生敏锐的观察力。

二、分析数据，聚合思维

在实验中，教师带领学生进行实验数据的分析，在对数据的分析中发现科学规律，学习科学知识，这种分析在较多的数据中寻找线索，发现问题的本质，有助于培养学生总结观点、梳理关联的聚合思维。

如在《热空气和冷空气》一课的教学中，学生要学习到冷空气、热空气的基本性质，此时教师就可以在实验过程中记录数据，带领学生进行数据分析。教师课前先准备几只孔明灯和一只打火机，并准备灭火器。在课堂上，教师首先问学生：“受温度影响的较热的空气和较冷的空气，两者之间在性质上有什么区别吗？我们下面做一个实验看一下。”教师就将其中一个孔明灯拿出，将底部的点火装置摘下，用打火机在孔明灯底部点燃火焰，此时孔明灯因底部的空气受热就会上升，并带动孔明灯上升。教师问学生：“是什么让孔明灯上升了呢？”演示完基本现象后，教师用打火机在孔明灯下分别以不同时间燃烧，分别控制时间为2s、5s、10s、20s，然后让学生观察孔明灯上升的高度。大家此时就会发现，在不同的时间数据下，孔明灯的高度一开始会不断提升，但到达一定高度后就不再变化，教师此时就向学生讲述：“推动孔明灯上升的不是火焰，而是火焰加热的空气，这些热空气会上升带动孔明灯运动，但在一定高度后又冷却，孔明灯就下降了。”此时学生就明白了冷空气下沉、热空气上升的原理。

通过对这种不同数据下实验结果的分析，能够将控制变量的实验基础思想传递给学生，让学生在实验中培养科学实验的思维，并将实验中的现象聚合为规律进行深度理解，促进其科学核心素养的提升。

三、对比探究，发现规律

对比探究也是进行科学实验的常用方法。通过对比探究，学生能够发现不同实验现象的区别，从而在教师的引导下将思考方向与课本内容相连接，发现实验中存在的规律，促进科学学科的学习。

如在《水能溶解多少物质》一课的教学中，学生要学习到水的溶解特性，教师此时就可以在实验时进行数据对比，让学生在对比中发现科学规律。教师先在课前准备实验器材：一个食品秤、几个量杯、適量清水以及盐、糖、味精、鸡精等调味料各一袋。教师首先在课堂上问同学：“我们在平常炒菜时，把盐、糖等调味料放进锅中，会发现这些调料不见了，这是发生了什么现象？”学生回答：“溶解。”此时教师继续提问：“那么不同物质在水中的溶解度相同吗？我们来做个实验看一下。”教师拿出几个量杯，在杯中加入来源相同的等量清水，然后分别将盐、糖、味精、鸡精各称2g，分别加入每个量杯中，持续搅拌，此时发现有的调味品已经完全溶解，有的调味品未全部溶解，这样学生就发现了物质溶解的规律——不同物质在水中的溶解度是不同的。

通过这样的对比探究，学生学会了如何透过现象看知识本质，如何从实验入手控制变量验证自己的猜想，从而发现科学规律，有效提升科学素养。