初中科学教学中情境创设与实践能力培养的协同路径

引言

初中科学课程是自然科学的启蒙阶段，旨在培养学生科学素养与实践能力。传统教学存在重理论轻实践、情境脱离生活等问题，影响学生知识应用能力。教育部《义务教育科学课程标准》强调情境化教学与实践活动，促进科学思维发展。本文探讨情境创设与实践能力培养的协同路径，为教学提供可操作性建议。

一、生活情境：科学知识的实践化载体

生活情境通过将科学原理与日常生活现象结合，降低知识理解门槛，激发学生探究兴趣。例如，在物理“摩擦力”教学中，教师可创设“雨天路面防滑”情境：引导学生观察汽车轮胎花纹、行人鞋底纹路，分析其与摩擦力的关系。学生可通过实验对比不同材质（如橡胶、塑料）的摩擦系数，或设计“防滑垫”改进方案，将物理知识应用于生活安全设计。此类情境不仅验证理论，更让学生认识到科学在解决实际问题中的价值。

化学教学中，教师可设计“厨房中的化学”情境：组织学生探究食醋除水垢、小苏打发酵等原理。学生通过实验验证醋酸与碳酸钙的反应，分析发酵过程中二氧化碳的产生条件，并尝试优化家庭清洁或烘焙方案。生物学科中，教师可创设“校园植物病虫害防治”情境：要求学生观察植物叶片异常现象，查阅资料分析病因，并提出生物防治或化学防治建议。生活情境通过真实问题驱动，使科学知识学习更具实践意义。

二、问题情境：科学思维的探究化引擎

问题情境通过提出挑战性任务，激发学生主动思考与实验探究。例如，在物理“浮力”教学中，教师可创设“轮船载重极限”问题：要求学生设计实验探究不同密度物体在液体中的浮沉条件，并计算轮船最大载重量。学生需通过控制变量（如液体密度、物体体积）进行实验，记录数据并推导阿基米德原理，最终解决轮船设计中的实际问题。此类情境培养了学生的问题分析与解决能力。

化学“金属腐蚀”教学中，教师可提出“铁钉生锈条件探究”问题：学生需设计对比实验，观察铁钉在不同环境（如干燥、潮湿、盐水）中的腐蚀速度，并分析氧化还原反应原理。生物学科中，教师可创设“种子萌发条件优化”问题：要求学生通过控制温度、湿度、光照等变量，探究种子萌发的最佳条件，并撰写实验报告。问题情境通过任务驱动，使学生从被动接受知识转向主动建构知识。

三、实验情境：实践能力的操作化平台

实验情境通过提供可操作、可观察的实验场景，培养学生的动手与创新能力。例如，在物理“电路连接”教学中，教师可创设“家庭电路故障排查”情境：学生需通过测量电压、电流等数据，分析电路短路、断路原因，并提出修复方案。实验过程中，学生需掌握万用表使用方法，理解串联与并联电路差异，并尝试设计节能电路。此类情境不仅提升实验技能，更培养了学生的工程思维。

化学“酸碱中和反应”实验中，教师可创设“工业废水处理”情境：学生需通过滴定实验测定废水 pH 值，并选择合适的中和剂（如氢氧化钠、碳酸钠）调节 pH 至中性。实验需控制滴加速度、观察颜色变化，并分析中和反应的化学方程式。生物学科中，教师可创设“植物组织培养”情境：学生需在无菌条件下操作培养基，观察植物细胞脱分化与再分化过程，并尝试优化培养条件。实验情境通过真实任务驱动，使学生实践操作能力得到系统提升。

四、跨学科情境：综合能力的协同化路径

跨学科情境通过整合多学科知识解决复杂问题，培养学生系统思维与创新能力。例如，在“设计太阳能热水器”项目中，学生需结合物理（热传导）、化学（材料性质）、数学（几何设计）等学科知识：分析不同材质的吸热效率，选择保温性能好的材料；设计倾斜角度与储水容量，优化热能利用率；通过数学建模预测不同天气条件下的水温变化。此类项目要求学生综合运用多学科知识，培养其跨学科整合能力。

地理与物理的融合教学可通过“风力发电模拟实验”实现：学生需结合地理知识分析风力资源分布，利用物理原理设计风力发电机模型，并通过实验验证转速与发电效率的关系。化学与生物的整合则体现在“微生物燃料电池”实验中：学生需探究微生物分解有机物产生电能的原理，并设计电池结构以提高输出功率。跨学科情境通过问题驱动，促进学科间知识迁移，使学生形成整体性认知。

五、技术情境：数字化工具的赋能化应用

现代技术为科学教学提供新可能。虚拟实验平台可模拟危险或难以操作的实验，如“原子结构”模拟实验，学生通过 3D 模型观察电子轨道，理解微观世界规律。AR 技术则可将实验过程可视化，例如在“电路连接”实验中，学生可通过AR设备观察电流路径，直观理解串联与并联电路差异。数字化工具不仅降低实验成本，更拓展了学习时空，使学生能随时随地进行探究。

数据分析软件的应用提升了实验的科学性。例如，在“植物光合作用”实验中，学生可通过传感器收集二氧化碳浓度、光照强度等数据，并利用Excel 或 Python 进行数据分析，绘制变化曲线。技术赋能使科学教学从经验观察转向数据驱动，培养了学生的科学思维与数字素养。

六、评价情境：多维能力的立体化反馈

现代评价体系结合过程性与终结性评价，关注学生实验设计、数据分析与问题解决能力。例如，在“浮力实验”中，教师评估学生实验操作、数据记录、结论推导，并要求撰写实验报告，分析误差并提出改进方案。

跨学科项目评价采用“小组互评 + 教师评价”模式，侧重合作能力与任务完成度，以及知识应用与创新性。例如，在“太阳能热水器设计”项目中，评估学生运用多学科知识与创新解决方案。多维评价体系全面反映学生科学素养。

七、教师情境：角色转型的引领化实践

跨学科与生活化教学要求教师成为学习引导者与资源整合者，具备多学科知识，设计综合性实验项目，并提供指导。例如，在“校园植物病虫害防治”项目中，教师指导学生设计观察表、使用分类工具，并引导学生将生物知识应用于生态保护实践。同时，整合资源，如邀请专家讲座、组织参观农业基地，拓展学习场景。

教师还需关注学生个体差异，设计分层任务。例如，在“电路连接”实验中，基础层学生完成验证性实验，探究层学生设计创新电路方案。差异化教学满足不同学生需求，促进全体学生发展。教师角色转型通过情境创设与资源整合，提供丰富学习体验，助力学生成长。

结束语

初中科学教学应基于生活实践，结合情境创设与实践能力培养，打造开放互动的学习环境。多种情境的深度整合，不仅增强学生知识迁移能力，还能培养其科学精神和社会责任感。教师应不断探索创新教学模式，整合资源，提供丰富学习体验，帮助学生成长为具备科学素养和实践能力的新时代人才。

参考文献

[1] 张伟 . 初中科学实验教学情境创设的实践探索 [J]. 中学教学参考 ,2022.

[2] 陈丽 . 基于项目学习的初中科学跨学科教学研究 [J]. 科学教育 ,2023.