以拓展性課程培養(yǎng)學生科學探究素養(yǎng)的案例研究

胡國芬

[摘要]在全面深化課程改革的形勢下，初中科學拓展性課程的開發(fā)成為重要資源之一，它可以利用學校課程安排之外的時間和空間來完成整體學習，也可以打破學生時間和空間上的限制。它是在基礎型課程的基礎上，體現知識擴展和綜合能力的發(fā)展，培養(yǎng)學生的終身學習精神、方法和能力，注重發(fā)展學生各種不同的特殊能力，提高學生的核心素養(yǎng)。文章結合幾個教學案例主要探討以拓展性課程培養(yǎng)學生科學探究素養(yǎng)的策略。

[關鍵詞]拓展性課程，科學探究素養(yǎng)，初中科學

[中圖分類號]G633.98[文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058（2020）11-0087-02

2014年教育部印發(fā)的《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》中有一個詞——核心素養(yǎng)體系引人關注?！昂诵乃仞B(yǎng)體系”中明確學生應具備適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力，突出強調個人修養(yǎng)、社會關愛、家國情懷，更加注重自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實踐?！罢n——是點燃求知欲和道德信念火把的第一顆火星?！苯逃姨K霍姆林斯基這樣詮釋。課堂教學是學校教育的基本組織形式，學生是在這樣一個組織形式下高效進行學習活動的，而教學組織形式的優(yōu)劣會直接對學生的學習效果產生影響。在新課程理念指導下，圍繞培養(yǎng)學生“核心素養(yǎng)”這一任務，許多教師對自己固有的教學方式提出了疑問，有些學校在教學方式上進行探索，并取得了一定的成績。初中科學拓展性課程的開發(fā)是科學課程改革的重要資源，開發(fā)拓展性課程可以提高學生綜合實踐能力、合作能力和創(chuàng)新能力，是全面提高學生科學探究素養(yǎng)的重要途徑。

一、抓住學生特點，展現科學魅力

探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式。親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑。初中生有著寶貴的好奇心和強烈的求知欲。探究是滿足學生求知欲的重要手段，對于保護學生的好奇心非常重要。通過探究，學生可從中獲得巨大的滿足感、興奮感和自信心，并煥發(fā)出內在的生命活力。對此，教師應抓住學生的這些特點，開展拓展性課程，安排探究活動，以使學生的思維得到鍛煉，有效培養(yǎng)學生的科學精神、科學態(tài)度和解決問題的能力。

[案例1]制作肥皂泡

材料：清水（熱水），洗滌劑（白貓），甘油，土蜂蜜，棉線，竹竿，鐵絲。

步驟：將清水、洗滌劑、甘油、土蜂蜜按6：2：1：0.5的比例混合溶解制成肥皂液，將鐵絲圍成圓形、正方形、三角形等不同形狀，并浸上肥皂液，吹出泡泡。還可以用四根竹竿將棉線圍成一定大小的形狀，浸過肥皂液后拉出巨大的肥皂泡。

通過這個科學探究活動，學生經歷了觀察、操作、實驗、調查等實踐過程，還經歷了挫折與失敗、曲折與迂回、成功與興奮，這其中的許多感受和體驗是他們理解科學本質、科學精神的意義與價值的基礎。在本次拓展性課程中，為了制成能吹出大泡泡的肥皂液，我和學生一起上網查找資料，不斷反復嘗試肥皂液中各種液體的體積配比。在經過了一次又一次的實驗方案改進和實驗操作之后，學生的合作探究、創(chuàng)新精神等核心素養(yǎng)得到了切實地培養(yǎng)。

二、基于教材課程靈活拓展延伸

拓展性課程的內容大多是在教材知識的基礎上，加以深入探究的，在課堂中無法深入探究的問題可在拓展課中完成。例如，在教學《物體浮沉條件及其應用》一課時，對潛水艇的浮沉進行探究，而生活中有許多浮沉現象和實例，加上之前學生已學習有關浮力的概念、阿基米德原理等基礎知識，筆者開設了一節(jié)《制作浮沉子》的科學拓展課。

[案例2]制作浮沉子

材料：一個250毫升的空礦泉水瓶，一個帶橡膠塞的小玻璃瓶（最好是長圓柱體形的，方便玻璃瓶豎立起來）。

步驟：在橡膠塞上戳一個小孔，小玻璃瓶內裝入三分之二的水，將其倒扣在裝有三分之二水的礦泉水瓶中，用力捏礦泉水瓶，觀察到有水進入小玻璃瓶，玻璃瓶重力增加，浮力不變，玻璃瓶下沉;松手后，礦泉水瓶恢復原狀，水從玻璃瓶流出，重力減小，浮力不變，玻璃瓶上浮。

這個活動涉及的知識有大氣壓、受力分析、物體浮沉條件，是一個綜合性較強的實驗活動。浮沉子內的水量掌控是實驗成功的關鍵。通過小組合作，學生討論分析、改進實驗，提高了合作能力和探究能力。但在這個活動中，解釋浮沉子是如何實現浮沉的是一個難點，需要教師引導。首先對浮沉子進行受力分析，再對礦泉水瓶內的大氣壓進行分析，兩者結合，層層深入剖析，讓學生的理性思維得到一定培養(yǎng)，同時提高學生的探究能力，提升學生的科學素養(yǎng)。

三、化理論為實踐，體驗科學探究

初中階段的電學知識是為高中物理進一步學習電與磁做知識鋪墊的，學生從零基礎接受電學知識的，一下子無法接受如此抽象的概念，尤其是女同學，大多怕被電到，很多教師都在為開導這些學生長期做著努力。電現象的偉大發(fā)現給人類生活帶來了歷史性的改變，讓學生感受到電學的神奇是引導他們愛上電學的一個有效途徑。九年級上冊《電動機》這一章節(jié)，旨在讓學生掌握電動機的工作原理，但電動機的制作過程較復雜，對激發(fā)學生學習興趣幫助不大。對此，筆者開設了一節(jié)《簡易電動機》科學拓展課，讓學生感受電學的魅力。

[案例3]簡易電動機

材料：若干個紐扣狀釹磁鐵，一枚鐵釘，一節(jié)七號干電池，一根粗銅絲，一些紙片和回形針。

步驟：將紙片剪成3片電風扇轉葉，并粘在回形針上，將4個紐扣狀釹磁鐵吸成一串，上面吸一根鐵釘，下面吸上制作好的三片“電風扇轉葉”，鐵釘上方吸住七號干電池的負極，手拿銅絲，將銅絲一端搭在電池正極，另一端搭在磁鐵上，此時導體通電，在磁場中受到力的作用，因為力的作用是相互的，磁鐵此時也受到同樣大小的力，而此時手拿銅絲，銅絲無法轉動，而磁鐵受到的摩擦力較小，在力的作用下轉動起來，磁鐵下方吸引著的“轉葉”也轉動起來，這樣就做成了一個簡易吊扇。

利用這個裝置，將轉葉改成其他形狀，可以做成各種各樣可以轉動的物體，制作簡單，原理易懂，學生興趣濃厚，不但讓學生運用了教材中學過的知識，也增強了動手實踐能力，培養(yǎng)了學生理論應用于實踐的能力。

[案例4]神奇的指紋

材料：2B鉛筆，小刀，透明膠，白紙條，錐形瓶，固體碘，剪刀，鑷子，三腳架，酒精燈，火柴，石棉網，橡膠塞，面粉，粉筆。

（1）石墨粉收集指紋

步驟：用小刀削下2B鉛筆芯粉末，用鉛筆芯粉末將食指涂黑，刮下多余的碳粉，將涂黑的食指印在透明膠帶上，將留有該指印的膠帶粘在白紙條上，紙條上就保存下了該指紋?。ㄈ鐖D2）。

（2）碘熏法采集指紋

步驟：將干凈的手指在白紙條上按幾下，將一小顆固體碘放入錐形瓶中，用酒精燈加熱，使固體碘升華，迅速將按過指紋的白紙條放入錐形瓶。由于人體皮膚會分泌油脂，被手指按壓過的白紙條，其實已經粘上了油脂，放在碘蒸氣中，由于碘蒸氣易凝華，凝華后附著在凹凸不平的指紋上，形成清晰的黑色指紋?。ㄈ鐖D3）。

前個活動模擬了公安局收集犯罪嫌疑人指紋的方法——碳粉印，也為后一個活動做好了鋪墊。當提出“警察如何將無形的指紋印顯現出來？”的問題時，筆者先引導學生思考：會不會是某種物質黏在了指紋上？接下來再討論哪些物質可以黏附在指紋上并且很容易用肉眼觀察。學生開始用面粉、粉筆灰等物質探究。從討論探究方法到嘗試各種物質的實驗，學生放飛思維，動手實踐，很好地扮演了一次“科學家”的角色。

四、拓展性課程的實踐難題

初中科學拓展性課程的開發(fā)無疑對提高學生科學探究素養(yǎng)起到了一定的作用，但是各個學校在開發(fā)拓展性課程這條道路上遇到了不少困難。例如，師資不足是目前各個學校面臨的最大問題，對于工作繁重的教師來講，額外增加拓展性課程的開展工作，無疑是增加了不小的工作量，所以想讓拓展性課程更好地開展，學校迫切需要引進或培養(yǎng)一批能長期勝任拓展性課程的開發(fā)與實踐的教師。為了確保拓展性課程的開展切實有效，必須依賴一本系統(tǒng)的教材。但需要通過多年學習、探討、推究、整合，才能推出一套符合初中科學特點的拓展性課程的教材。