科学核心素养的四要素和培养途径思考范文

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摘要：小学科学是一门基础性、综合性、实践性课程，旨在培养学生对自然的好奇心和探究欲望，发展学生的科学探究能力，培养学生的科学学习态度。在核心素养背景下，作为一名科学课教师，有责任对科学核心素养进行思考与研究。基于此，文章结合作者的科学教学经验与感受，提出科学核心素养的四个要素，即科学思维、科学实验、科学表达、科学态度，认为在科学课堂教学中应以问题驱动科学思维的培养，以实验提升科学实验能力，以交流汇报促进科学表达，以评价激发科学态度，使学生具备科学学习的必备品格和关键能力。

关键词：小学科学;核心素养;科学实验;科学思维;科学态度

自2016年中国学生发展核心素养发布以来，围绕核心素养的研究成为教育的中心议题。与此同时，各学科的新修订课程标准都将学科核心素养写入其中。包括语文、数学、英语、政史地、物化生，乃至体育、信息技术等学科都以课程标准的形式提出了明确的学科核心素养，成为学科教学的目标和依据。而科学学科的学科核心素养并没有权威机构予以公布，但没公布并不代表不存在，学科核心素养是学生在学科学习中应该掌握的必备品格与关键能力，它是客观存在的，有学科就有学科核心素养。每一名小学科学教师都要思考科学核心素养的内容与内涵，探究其在科学课程中培养和落实的有效途径，为学生良好科学能力与素养的提升打好基础。

一、小学科学核心素养的四要素

科学学科核心素养是学生在科学学习过程中的必备品格与关键能力，基于科学学科内容与特征，笔者认为应该包含科学思维、科学实验、科学表达、科学态度这四个方面：

1.科学思维。科学思维，是指学生在科学学习过程中所具备的良好思维品质，基于观察与实验进行判断、推理、分析、综合，进行科学思考、科学推理、科学论断。在此过程中，学生运用直觉思维进行猜想，用逻辑思维进行推理，用发散性思维进行类比、用创新思维进行释疑，在科学学习中养成勤于思考、善于思考的思维品质。这是进行科学学习最宝贵的学习品质之一。

2.科学实验。科学实验素养，是学生具备科学实验的基本能力，具备良好的科学实验习惯，在老师的实验指导下大胆开展实验假设，有条不紊地落实实验步骤，规范操作科学实验，并能够在实验基础上进行信息处理、得出实验结论等等。科学是建立在自然科学实验基础之上的学科，学生通过科学学习要掌握简单的科学实验尝试以及操作技能。

3.科学表达。科学表达，是指以准确的语言描述科学现象，以有逻辑、有条理的语言总结科学实验结果，通过口头表述以及实验报告为主的口语以及书面语来有序、有条理、综合地阐述科学学习过程。科学表达具备三个基本特性：一是语言的准确性，做到符合科学事实；二是条理性，做到有序表达、有逻辑表达；三是规范性，掌握常用的科学专业术语，掌握科学总结汇报的规范表达方式。科学表达时科学思维在语言表达上的反映，对学生的语言组织能力、表达能力、书面材料写作能力的培养等大有裨益。

4.科学态度。科学态度，是指学生对待科学学习的积极情感态度，主要包括：一是浓厚的科学兴趣，积极参与科学学习活动，热爱科学。二是严谨的科学精神，基于证据与推理，不迷信权威，实事求是。三是良好的科学道德品质，在科学学习中乐于合作分享，具有崇高的科学理想等。积极而端正的科学态度是科学学习的强大精神动力。

二、小学科学核心素养的培养途径

在学科核心素养背景之下，教师在小学科学课堂教学中，如何对学生的科学思维、科学实验、科学表达、科学态度四项核心素养进行培养？本人结合自身的教学思考，以教科版《科学》四年级上册教学为例，从如下几方面着手论述：

1.提炼核心问题，发展科学思维品质。学起于思，思源于疑。问题是驱动思维的最有效载体，科学思维建立在科学探究问题的基础之上。在小学科学课堂中，很多幼儿怀着“好玩”的心态对待科学知识，怀着“看表演”的心态看待科学实验，被老师牵着鼻子走，没有在科学学习中融入自己的思考，也就没有自己的观点看法，更没有自主探究的发现。要锻炼学生的科学思维品质，教师就要善于利用核心问题来驱动学生进行科学思考，让科学课洋溢、闪烁思维与智慧之光。教师在科学课堂上要善于设计核心问题来发展学生的科学思维品质。比如，教科版四年级上册《溶解的快与慢》的教学中，教师运用核心问题来调动学生的认知经验的大脑思维，思考溶解快慢的影响因素：（1）AB两杯同样的水中，分别放入白砂糖和冰糖，哪个溶解得快？可以得出什么结论？（2）AB两杯同样的水中，分别放入相同的冰糖颗粒，A用棒子搅拌，B静止不动，谁溶解快？可以得出什么结论？（3）AB两杯盛相同多的水，A为热水，B为凉水，再放入相同量（足量）的食盐，哪个溶解得快？可以得出什么结论？教师先以三个并列的问题调动学生的生活知识经验，或以科学实验的方式来验证。学生能想到颗粒大的物体比颗粒小的物体容易溶解，搅动比静止不动更容易溶解物体，热水比凉水更容易溶解物体。教师再以核心问题“从以上三个结论，你能总结出溶解的快慢的影响因素有哪些”来进一步促进学生思考，总结出影响溶解快慢的主要因素包括：溶解物体体积大小、是否有搅拌、液体温度等，从现象出发思考科学规律，总结科学发现，学生的科学思维品质得到很好的提升。

2.开展实验操作，提升科学实验素养。构建主义学习理论强调学生在亲身参与的过程中学习知识，科学是建立在自然科学实验基础上的学科，科学知识的发现与论证都需要科学实验的支撑。教师要尊重学生的学习主体地位，积极开展科学实验活动，让学生亲身参与实验设计、开展、总结全过程，在科学实验中提升学生良好的科学实验素养。一是科学严谨的设计。科学实验方案的设计对学生的科学实验素养有较高的要求。在课堂内外的科学小实验之前，教师可以充分发挥小学生的主观能动性，独立地或者在同伴合作探究下设计一套行之有效、科学严谨的实验方案，教师对学生的实验方案进行检查和指导，优化实验设计，提高实验效率。如测量肺活量的实验中，在没有测量袋的情况之下如何做这个实验？教师让学生设计一个可行性高的方案。起初，有学生提出可以借助吹气球的方法来收集呼出的气，但是在具体操作过程中发现，吹气球的过程中已吹入气球中的气与口中呼出的气会形成阻力，甚至有的肺活量小的学生存在吹不起气球的现象。因而可以推断气球采集的气量要低于真实呼出的气，因而实验会产生较大误差。最终综合考虑之下学生决定采用皮管吹气到倒置的放在水中的塑料桶，标明刻度，最后看呼气后水面上升的体积的肺活量测量方法，思路严谨，取得了良好的实验结果。二是认真细致的观察。科学实验操作过程中，实验过程中发生的实验现象需要实验者认真观察并进行实验数据的记录，客观、完整地记录实验过程，为发现实验现象、探究实验结果做好准备。比如，教科版四年级上册《观察发声物体》的实验中，教师让学生亲手操作将敲打过的音叉轻轻触及水面，提问：“请问你发现了什么现象？”有学生说：“水面有很多波纹。”“这些波纹刚开始很快，波纹也大；慢慢的波纹辐射的速度就慢了下来，波纹也小了，最后水面恢复了平静。”通过认真细致观察，学生不仅仅发现水面振动产生了波纹，且波纹辐射的频率和大小都被观察到，为进一步地发现实验的原理做好了准备。三是科学规范的操作。科学实验容不得随意和马虎，不规范的操作不但会影响科学实验结果，甚至还可能带来安全隐患，科学规范操作是科学实验素养的重中之重。在科学实验过程中，教师要严格管理实验课堂组织纪律，学生必须在老师的指导下进行规范操作。比如，在《高锰酸钾的溶解》实验中，在取高锰酸钾颗粒时，要强调切忌用手直接取，而要用小勺取，避免高锰酸钾对人体的侵蚀伤害。在《蒸发皿中的白色颗粒》的实验教学过程中，要求学生按照老师的要求安全地点燃和熄灭酒精灯；实验完后不要立即触碰蒸发皿、酒精灯、三脚架和石棉网，以免被烫伤。只有在实验过程中严格要求，建立规则，规范操作，才能在确保实验安全的同时顺利完成实验。

3.组织交流汇报，培养科学表达能力。科学表达是以规范的科学语言来阐述科学思考与科学观点，体现了学生对科学学习的理解与感受，强化学生的自主化表达，是自主学习和合作探究下进行科学学习汇报、总结的重要方式。教师要创设开放性的课堂对话氛围，让学生在科学学习中敢于表达、善于表达。一是口头表达与交流。学生在科学学习中，要能够以清晰的思路、准确的语言来阐述科学。比如，在《探索尺子的音高变化》的科学课教学中，教师让学生尝试口头描述如何设计实验方案，有条理地阐述实验操作的过程，并就实验结果以及结论进行口头的汇报，在口头表达的过程中，学生的语言逻辑思维得到了很好的实践和提升，在表达交流的过程又进一步加深了科学知识的理解与感受。二是书面总结与汇报。科学学习的总结和汇报过程中，实验报告的写作是一种高阶的科学能力与素养，学生将科学实验的实验计划、实验思路、实验目标、实验数据、实验现象、实验结果等条分缕析地书写到科学实验报告中，通过一两次的科学实验报告的书写，学生对科学实验步骤、流程、注意事项等有了全方位地把握，能够独立参与或者以小组合作的方式书写科学实验报告，将思考、操作、表达有机整合起来。

4.落实生本评价，激发积极科学态度。德国教育家第斯多惠说过：“教育的艺术不在于传授知识，而在于激励、唤醒和鼓舞。”良好的科学态度是学生科学学习过程中强大的精神动力，教师要坚持以学生发展为本的科学教学评价方式，从多个维度对学生的科学学习进行激励评价，培养学生积极的科学态度。一是学生科学学习的参与积极性。在学科学习中，学习兴趣、对学习内容的好奇心与积极情感是极为关键的主观因素，这是学生学习的内在动力。科学课堂中学生能积极思考老师提出的问题，积极进行科学实验的操作示范，以及对科学课程的浓厚兴趣，都是难能可贵的科学学习态度。教师要善于在学生之中树立典范，将科学课堂实验以及课后探究实验中的积极分子进行表扬肯定，在班级内营造出浓郁的科学探究兴趣，形成人人爱科学、人人会科学的学习氛围。二是科学学习过程中的良好态度。对学生表现出的严谨的科学精神、实事求是的科学态度、积极思考和创新的科学思维予以积极评价。比如，在《食盐会和水一起蒸发吗》的实验课中，学生提出质疑：“把杯子放在窗台上，让杯中的水蒸发，这也太慢了，何不直接用酒精灯加热呢？”的确，按照教材中的实验方法，学生不可能在课堂中看到实验结果。学生积极思考，加上自己的生活经验，提出加热蒸馏的方式提高蒸发速度，浓盐水马上就析出盐来。教师对学生爱动脑、敢于质疑的科学学习精神予以表扬。此外，学生在小组合作探究中积极参与学习的态度、合作交流的品质，乐于分享和承担的精神都是良好科学态度的重要表现，是宝贵的科学学习精神。如学生的分组探究学习活动中，部分学生能够主动承担脏活、累活以及需要花费大量时间精力的任务，在小组学习活动中付出更多心血，应该予以表扬肯定。

综上所述，当前的基础教育中各学科的教学都以核心素养教育为核心，科学教学也应该如此。尽管当前科学学科核心素养的内涵尚无定论，但有学科就有学科核心素养，这是毋庸置疑的。本人认为，科学思维、科学实验、科学表达、科学态度是对科学学习必备品格与关键能力的集中概括与体现，是学生科学学习的高阶化目标，从这四点出发进行培养与强化，对小学生的科学学习极为重要。

作者：张建阳 单位：福建省仙游县盖尾星庄小学