创新探究实验 培养学生科学核心素养——以《抵抗弯曲》一课的探究实验教学为例

创新探究实验 培养学生科学核心素养——以《抵抗弯曲》一课的探究实验教学为例

柳建明

湖南省浏阳市泮春中学 410327

摘要：小学科学课程要按照立德树人的要求培养小学生的科学素养，为他们的继续学习和终身发展打好基础。科学教师应将科学核心素养的培养作为教学设计与实施的最高准则。本文从《抵抗弯曲》一课的探究实验教学中创新变量的拓展探究为例，对培养学生的科学核心素养进行了有效探讨。

关键词：科学核心素养 创新探究实验

《小学科学课程标准》指出，小学科学课程要按照立德树人的要求培养小学生的科学素养，为他们的继续学习和终身发展打好基础。目前普遍认为小学科学的核心素养主要有科学精神、探究能力、科学思维、科学态度等。科学教师应将科学核心素养的培养作为教学设计与实施的最高准则。

《抵抗弯曲》是教科版《科学》教材六年级上册第二单元第一课，教材中安排了两个探究实验。如何创新探究实验培养学生的科学核心素养呢？

1. 充分调动学生学习积极性，让每个学生都成为探究实验的主角，使学生形成良好的科学态度，树立科学思想。

课堂上，教师要激发学生的表现欲望，要让学生刷存在感，

这样学生才会主动参与并积极探究。探究实验之前，教师要将学生分好组，每组一般不要超过5人，明确组长和副组长，要求根据不同的实验进行分工，保证每一个学生都有任务。每次探究实验动手部分完成之后，组长要组织成员对实验现象与数据进行分析、讨论，得出结论，明确一人作为发言人，准备在全班分享汇报探究实验成果。在探究“纸梁的宽度与抗弯曲能力”实验之前，教师要引导学生明确实验目的、实验的材料、实验中的不变量和变量、实验方法，并以表格的方式呈现给学生。完成“纸梁的宽度与抗弯曲能力”的关系探究之后，教师在引导学生得出“纸梁的宽度越宽，它的抗弯曲能力越强”的科学结论基础上，要求学生再讲述本实验中的变量和不变量是哪些，让每一个学生都清楚，纸的材质、长度、厚度不变（教师准备的是A４彩色封面纸），架起纸梁的高度不变（每边两本语文书高），架空纸梁的距离不变（四本语文书的间距是6厘米），放硬币的位置不变（纸梁的中央），每个硬币的质量不变（都是1元硬币），纸梁弯曲标准一样，最后一个让纸梁碰到桌面的硬币不计数；改变的只是纸横梁的宽度。为下一个探究实验打下基础。

2. 创新实验变量，引导学生发现问题、提出问题，促使学生在探究实验中学会解决问题，达到提升探究能力，培养科学思维的作用。

在第一个实验基础上，教材编排了“纸梁的厚度与抗弯曲能力”第二个探究实验，并给出两点提示：“这次该控制哪些条件不变？怎样控制这些条件不变？”“应该把纸粘在一起成为整体，才是增加了厚度吧。”教师引导学生分析实验的不变量和变量，让学生明确实验目的就是要探究纸梁的抗弯曲能力与纸梁厚度的关系，所以改变纸的厚度就是本实验的变量。教材中用一张纸、两张纸粘在一起、四张纸粘在一起来区分不同厚度做对比实验。这个时候，有一个学生提出一个问题：“纸梁可不可以不用胶粘，直接把两张或四张纸梁叠在一起达到改变厚度呢？”我借此引导学生讨论，最后大家都认为应该是可以的。这时，我提出一个问题：“同样是两（四）张厚的纸梁，粘与不粘的抗弯曲能力是否是一样的呢？”这一下，学生们纷纷议论起来，有的说是一样的，有的说不是一样的，大家都不能说出一个道理来肯定自己的猜测。于是，我给每组增加一个实验的变量，就是同样两张纸梁与四张纸梁，一组用胶粘牢成一个整体，一组不用胶粘直接叠合在一起。在教材《纸梁的厚度与抗弯曲能力的测试记录表》下面增加两行，纸梁的厚度以不粘直接叠加在一起的张数计算，要求填写预测与实测的数据（纸梁承载硬币的个数）。然后，我给每个组分发课前已经粘好的两张厚与四张厚的纸梁，另又多分配了六张长宽一样的没有粘在一起的纸梁，并提醒学生实验过一次的纸梁不管它是否弯曲变形都不要重复使用，以免影响实验效果，同时还给每个组增加了10枚硬币（第一个实验给了16枚）。学生们都很兴奋，迅速投入到探究实验中。

教师巡视各组的实验情况，并及时的给予提醒指导，同时拿出手机，给全班拍上一张，给实验精彩片刻录上一段视频。有的组实验速度比较快，他们最先发现，用胶粘牢的纸梁承载能力远远大于直接叠加在一起的纸梁的承载能力。特别是在用胶粘在一起的四张纸梁实验时，26枚硬币居然不够用！粘在一起的四张纸梁承载力居然是直接叠在一起的四张纸梁承载力的4倍以上。粘在一起的四张纸梁承载力是一张纸梁承载力的十倍以上。这种实验结果与预测引发的认知冲突真的给学生带来了极大的震撼。恰恰是这种震撼对学生科学核心素养的形成来说是十分深刻的。

3. 充分运用现代教育技术手段，利用积极评价，培养学生良好的科学探究习惯和科学精神。

探究实验完成以后，教师要引导每组分析数据，得出结论，

形成实验结果表达文字准备班上交流。每组派一名同学上台分享实验成果，并将实验记载表和结论放置在展示台上，让全班同学都能够看到，学生对照本组实验数据进行讲述。每个组都上台展示分享之后，教师要进行综合评价。这个时候可以将巡视时拍摄的照片和视频在屏幕上播放，教师结合视频进行评析，重点对探究实验的过程进行评价，总结探究实验的科学结论，同时肯定各组的优点，指出不足，提出希望。这样学生通过视频，能看到自己在探究实验过程中的表现，让表现优秀的同学感到激动，增强下次要继续做得更好的信心和决心。让表现不够好的同学感到惭愧，激发他们树立一定要认真参与课堂学习探究的信念。教师课堂上认真细致积极的评价，让学生知道，老师不仅仅是对探究实验活动结果的评价，更注重探究实验的过程评价和学生在课堂探究活动中的参与度评价。这种课堂评价成为了常态，学生良好的科学探究习惯与科学精神自然就慢慢形成。探究实验评价结束的时候，教师又提成一个疑问：“为什么粘在一起成为一个整体的纸梁承载力比直接叠加在一起不用胶粘的纸梁承载力会增加几倍呢？”学生们一时陷入了思考中，教师没有给出明确的解释，而是要求学生在课后查阅资料，找到答案。这样，将探究活动从课堂延伸到了课外，大大激发了学生科学探究的精神动力。

探究活动是学生学习科学的重要方式，作为小学科学教师，要想培养学生科学核心素养的目标，不是一蹴而就，靠一两堂课就能够成功的，这需要我们在教学中坚持不懈的调整思维、吃透教材，因地制宜开展科学探究活动，坚持久久为功。

参考文献：1、《小学科学课程标准》2017版

2、俞利平.《展开学生的思维——以<抵抗弯曲>一课的教学为例》 《科学课》.2010年10月