基于科學(xué)探究培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)

蘇日平

摘 要 “科學(xué)探究”與“學(xué)科核心素養(yǎng)”存在此呼彼應(yīng)、一脈相通的內(nèi)涵關(guān)聯(lián)，教學(xué)中通過落實(shí)科學(xué)探究活動(dòng)，既實(shí)現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)探究的價(jià)值建立，也有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 學(xué)科核心素養(yǎng) 科學(xué)探究

中圖分類號(hào)：G623.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1研究背景

1.1學(xué)科核心素養(yǎng)

2014年教育部研制印發(fā)《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》明確強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生具備適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)促使其成為全面發(fā)展的人。“核心素養(yǎng)”自提出至今仍是教育界的“寵兒”、研究者青睞的“對(duì)象”。

1.2科學(xué)探究

1996年初，為實(shí)現(xiàn)提高全美國人的科學(xué)素養(yǎng)目標(biāo)，滿足鞏固與提升國家生產(chǎn)力、競爭力的需要，美國家研究理事會(huì)研究和制定了《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（下面簡稱《教育標(biāo)準(zhǔn)》）。在《教育標(biāo)準(zhǔn)》中，“科學(xué)探究”處于核心地位，其涵義是指科學(xué)家們用以研究自然界并基于此種研究獲得的證據(jù)提出種種解釋的多種不同途徑，也指學(xué)生們用以獲取知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念、領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進(jìn)行的各種活動(dòng)。完整的探究活動(dòng)分為觀察、提出問題、設(shè)計(jì)并執(zhí)行探究方案、搜集證據(jù)、建構(gòu)解釋、交流討論等步驟。

1.3科學(xué)探究與學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵關(guān)聯(lián)

《課程標(biāo)準(zhǔn)》的”科學(xué)探究”與”學(xué)科核心素養(yǎng)”內(nèi)涵之間此呼彼應(yīng)、一脈相通?！翱茖W(xué)探究”作為《課程標(biāo)準(zhǔn)》衍生的首個(gè)一級(jí)主題，是《課程標(biāo)準(zhǔn)》的關(guān)鍵單元要素。筆者細(xì)研《課程標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)現(xiàn)，一級(jí)主題“科學(xué)探究”的各要素與“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新思想”素養(yǎng)維度內(nèi)容如出一轍，具體如下圖。

學(xué)科核心素養(yǎng)五個(gè)維度之間是是相輔相成、協(xié)同發(fā)展的，科學(xué)探究只是顯性詮釋了“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新思想”核心素養(yǎng)維度，其余四個(gè)維度在科學(xué)探究活動(dòng)中亦會(huì)隱性呈現(xiàn)。具體如表1。

因此，科學(xué)探究活動(dòng)的實(shí)施詮釋了課程標(biāo)準(zhǔn)的教育主張，達(dá)成了課程標(biāo)準(zhǔn)的研修旨?xì)w，體現(xiàn)發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)載體作用的重要價(jià)值。

2基于科學(xué)探究培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的案例

2.1酸和堿的中和反應(yīng)

[實(shí)驗(yàn)情境]：提出問題：取2ml氫氧化鈉溶液與2ml鹽酸溶液在試管中混合均勻，無明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，酸和堿之間能否發(fā)生反應(yīng)呢？

[生]：猜想：能。

[師]：現(xiàn)提供下列儀器和藥品，請(qǐng)同學(xué)們設(shè)計(jì)能有明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證你的猜想。

儀器：燒杯、玻璃棒、膠頭滴管。

藥品：氫氧化鈉溶液、稀鹽酸、酚酞溶液、紫色石蕊溶液。

[生]：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行小組實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

（Ⅰ）NaOH溶液 → 酚酞 → 鹽酸; （Ⅱ）NaOH溶液 → 石蕊溶液 → 鹽酸;

無 ???→ ?紅 ?→ ?無 ????????????無 ??→ ???藍(lán) ???→ ??紫

（Ⅲ）鹽酸 → 酚酞 → NaOH溶液;（ Ⅳ）鹽酸 → 石蕊溶液 → NaOH溶液

無 ?→ ?無 ?→ ???無 ???????????無 ?→ ???紅 ???→ ????紫。

[生]：得出結(jié)論：通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明，酸與堿之間能發(fā)生反應(yīng)。

[師]：表達(dá)與交流：（1）為什么要加指示劑？用哪種指示劑好？（2）哪種方案為最佳實(shí)驗(yàn)方案？（3）如何操作才能使酸和堿恰好完全反應(yīng)？

[生]：（1）通過指示劑的變色，判斷酸和堿之間能否發(fā)生反應(yīng); （2）方案1為最佳方案;（3）緩慢滴加溶液，不斷攪拌，溶液剛好變色。

[師]：請(qǐng)觀察教材圖10-14，氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)示意圖，思考反應(yīng)前后粒子的種類有什么變化？

[生]： OH-和H+結(jié)合成了水分子。

[師]：OH-和H+結(jié)合成了水分子是酸和堿發(fā)生化學(xué)變化的微觀本質(zhì)。

2.2燃燒和滅火

[實(shí)驗(yàn)情境]：點(diǎn)燃一根蠟燭，請(qǐng)大家根據(jù)滅火的原理嘗試用不同的方法將其熄滅，并說出對(duì)應(yīng)的原理？

提供的藥品和物品： 燒杯、濕布、剪刀、沙土、水、碳酸鈉、稀鹽酸等，也可以不用上述物品。

學(xué)生活動(dòng)要求：同學(xué)們先獨(dú)立思考，然后小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，注意安全和藥品用量，組內(nèi)討論方法和原理，4min后小組代表上臺(tái)演示實(shí)驗(yàn)并講述滅火的方法和對(duì)應(yīng)的原理，方法越多越好！該組組員其他小組可以補(bǔ)充。

[生]：查閱資料、交流和討論設(shè)計(jì)出多種實(shí)驗(yàn)方案，然后進(jìn)行小組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

[師]：滅火的原理是三個(gè)同時(shí)具備還是只需其一？

[生]：只需其一，滅火的根本就是破壞燃燒的條件之一即可。

[師]：播放“火三角”Flash動(dòng)畫，逐步演示燃燒的條件和滅火的原理

[師]：下面是生活中的一些滅火實(shí)例，試分析其滅火的原理。

（1）炒菜時(shí)油鍋中的油不慎著火，可用鍋蓋蓋滅。

（2）發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防隊(duì)員用水撲滅。

（3）撲滅森林火災(zāi)的有效方法之一，是將大火蔓延線路前的一片樹木砍掉，形成隔離帶。

[生]：（1）隔絕氧氣 ??（2）降溫至著火點(diǎn)以下 ?（3）清除或使可燃物與其他物質(zhì)隔離

3結(jié)語

教學(xué)中可通過落實(shí)科學(xué)探究活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)探究的價(jià)值建立，并有效培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] （美）國家研究理事會(huì).科學(xué)探究與國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)[M].羅星凱等譯.北京：科學(xué)普及出版社，2004：19-20+28-30.

[2] （美）國家研究理事會(huì).美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)[M].戢守志譯.北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1999：146-216.