因势利导在实验探究中提升学生的科学素养

张琛

【内容摘要】在科学素养的教育理念的指导下，我们需要培养学生的实验探究和创新意识，理解这个目标的真正意义，与时俱进地更新自己的教学方法，跳出“套路式”实验教学的框架，合理进行实验预设，巧用学生生成性资源，引导学生灵活开展定性实验和定量实验，借助微课、数字化实验等多媒体信息手段，让科学实验课堂绽放异彩。

【关键词】科学素养实验探究定性与定量实验

一、背景分析

八年级科学上册第一章第5节《物质的溶解性》第一课时，是学生从认识“溶液”到学习“溶解度和質量分数”的中间过渡章节，其中“影响物质溶解性的因素”的实验活动是本节重点之一。无论是查阅网上的教学资料、跟其他教师交流，还是翻看自己以往的上课教案，在探究“影响物质溶解性的因素”的实验活动中，教师的预设一般都是先引导学生提出“物质的溶解性与温度、溶剂的性质有关”的猜想，再设计定性实验，收集事实与证据。由于初中学生已经具备一定的实验能力，因此基本上都能实现教学目标。而实际上学生在该实验中往往会提出“物质的溶解性与溶剂质量有关”的猜想，对于这个猜想，很难用生活经验或者简单定性实验将其推翻，对此教师一般会先回避，等到后面学习完溶解度和质量分数的有关知识后，让学生再去理解。这样一来，可以确保一节课完全按照教师的预设，按部就班，顺利完成教学任务。

但这样的探究能体现科学探究的本质和意义吗？能培养学生的科学素养吗？教师往往会对学生的猜想加以挑选，原因归根到底是教学目标定位不合理。

二、教学思路与策略

我在教学实践中，大胆推翻原有模式，在科学素养教育理念的指导下，因势利导，重新构思实践了本节课。首先我把教学目标定位在对元认知知识的分析和评价，让学生体验实验的探究过程，能够不断的对实验方案进行评价和反思，理解科学总是不断改进原结论，得出新结论，逐渐走向真理的过程。然后进行了对学生“生成性问题”的“预设”，让其成为我教学的新资源，结合信息技术手段充分做好“遇见”课堂“意外”的准备。

针对学生提出“物质溶解性与溶剂的质量有关”的假设，我事先准备好定量实验的微课视频，整理出实验的数据报告单。微课视频可以在解决问题的基础上，既让学生获得了必要的知识，也留出了让学生自主探究的充裕时间。最后为了加深理解科学实验的“精”“准”对结果的影响，我还找到了有关数字化实验的科学视频和资料。

三、实施过程

片段1：学生活动： 让学生自己提出猜想，小组交流后保留合理猜想，然后设计实验验证自己的猜想，结果看到的是这样的学生反馈：

实验结束后，在评价与交流环节中，我对孩子们的这个猜想提出质疑，此时班上立即窃窃私语了起来，孩子们一番思考后，一个胆大的学生甚至想要把实验过程分析给我听，以此证明自己的结论。

我指出在实验的设计上，同学们有很多值得肯定的地方，但是遗憾的是即使我提供了能进行定量实验的器材，同学们设计出的实验还是比较简单，属于定性研究。那么如果是定量实验，又会如何呢？于是我播放出提前准备好的微课视频，并展示出定量实验的记录单，引导学生进行数据分析。

设计意图：在我的实际教学中，两个班共12个学习小组，经过小组探讨后，最终全都保留了这个猜想，甚至验证出了这个结论。显然学生得到的是一个错误的结论：物质的溶解性与溶剂的质量没有关系。以往采取回避，等学生学完后面的知识后再去理解的教学方式，让学生心里带着困惑地接受知识，会影响学生的学习兴趣和探究热情，也不利于学生知识体系的构建。

布鲁纳认为的回馈是学生发现问题答案时，从错误调整到正确的认知过程，学生一旦发现错误而自行更正之后，所产生的回馈作用远比外在奖励更有价值。若学习者在其自行发展出的概念与新概念或现实情境不符合时，会产生认知冲突，或称为认知失衡。这种冲突会引发学习动机，促使学习者进行概念修正，也就是调适的过程，使新旧概念统整在新的认知结构中。这样，在认知冲突中能极大地激发学生的探究欲望和创新精神。因此我应该充分利用这个认知冲突。

片段2：学生在观看微课视频的过程中非常的认真，当看到溶质质量的具体数据时，几个反应较快的孩子马上顿悟甚至情不自禁的要将结论喊出来，激动不已。等到实验报告单呈现出来时，班上沸腾了，孩子们抢着发表自己的新发现。

学生活动：学生分析汇报单中的数据并小结

汇报单1中A组和B组、汇报单2中1组和3组比较：其他条件相同时，物质能溶解的最大质量与溶剂的质量成正比，即单位质量的溶剂溶解的溶质量不变。说明溶剂增多，虽然能增加了溶质的质量，但是并不能提高溶解能力（即溶解性），物质的溶解性与溶剂质量无关。

教师活动：带领学生进一步体验科技与教育的融合，我将事先准备好的“传感器探究物质溶解性”的视频播放给同学们观看，让同学们初次接触数字化实验。让学生谈谈观后感。

有学生评价：自己最初实验过程中，最多能溶解的溶质质量的判断是十分主观的，科学实验应该是客观而严谨的。也有学生总结：实验的探究过程太奇妙了，原来实验设计的精确程度对揭开事物的本质和规律影响巨大，我们应该学会设计定量实验，甚至是数字实验。

设计意图：通过初次接触数字化实验，让学生体会到随着科技发展，实验的精确性也在不断提高。通过定性实验的呈现，学生在老师的引导下进行数据分析，会不断发现问题，改正错误，并体验科学探究的本质。

四、总结反思

在今后的教学中，我们首先应该理解培养学生科学素养的真正含义，在教学设计时定位高阶目标;其次，借鉴经验但不能墨守成规，充分利用学生的生成性问题，因势利导成为新的教学资源;我们教师更应与时俱进，不断提升自己的信息技术水平，将先进的多媒体信息技术运用于课堂，多接触前沿科技，走在科技时尚前沿……

【参考文献】

[1]曹宏翚.在探究教学中提高学生的科学素养[J].名师在线，2017（21）.

[2]彭刚.在实践活动中提升学生的科学素养[J].课程教材教学研究（小教研究）， 2016（z1）：50-51.

（作者单位：义乌市群星外国语学校）