科學素養(yǎng)作為個體認識世界、解決問題的核心能力，涵蓋科學知識、思維方法、探究精神與創(chuàng)新意識等維度。中小學階段是科學素養(yǎng)形成的關(guān)鍵期，然而當前教學中“知識灌輸”“驗證性實驗”等模式仍普遍存在，導致學生科學探究能力與創(chuàng)新思維發(fā)展受限。本文通過剖析典型教學案例，提煉可復制的培養(yǎng)策略，為一線教師提供實踐參考，助力構(gòu)建“做中學、思中悟”的科學教育生態(tài)。一、教學案例：從實踐場景看科學素養(yǎng)生長軌跡（一）小學段：《種子的萌發(fā)》探究式學習案例背景：三年級學生對植物生長充滿好奇，但僅停留在“澆水施肥會長大”的直觀認知。教師以“種子萌發(fā)需要什么條件”為驅(qū)動問題，引導學生經(jīng)歷完整探究過程。實施過程：1.問題提出：課前布置“觀察綠豆發(fā)芽”家庭任務，課堂上學生提出疑問：“沒水的種子不發(fā)芽？陽光會影響嗎？”教師將問題歸類為“水分、溫度、光照”三個變量，組織小組選擇研究方向。2.方案設計：小組繪制實驗計劃單，如“探究水分對萌發(fā)的影響”組，設計“濕潤紙巾+種子”“干燥紙巾+種子”的對照實驗，教師引導優(yōu)化變量控制（如種子數(shù)量、環(huán)境溫度統(tǒng)一）。3.實踐觀察：學生每日用手機拍攝種子變化，記錄胚根長度、子葉形態(tài)，發(fā)現(xiàn)“光照組”種子萌發(fā)速度無顯著差異，引發(fā)“光是否是必需條件”的新疑問。4.總結(jié)反思：各小組用思維導圖呈現(xiàn)結(jié)論，教師追問“實驗中哪些因素可能干擾結(jié)果？”，學生反思“種子自身活力、紙巾濕度保持”等問題，延伸出“種子萌發(fā)的內(nèi)部條件”新探究方向。教學效果：學生從“被動觀察”轉(zhuǎn)向“主動質(zhì)疑”，85%的小組能獨立控制變量，部分學生自發(fā)查閱“種子休眠”相關(guān)資料，科學探究的嚴謹性與好奇心顯著提升。案例反思：需關(guān)注低年級學生的操作規(guī)范性（如標簽粘貼、數(shù)據(jù)記錄），可借助“實驗小貼士”卡片降低認知負荷；同時應預留更多“意外發(fā)現(xiàn)”的討論時間，保護學生的探究熱情。（二）中學段：《校園生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查》項目式學習案例背景：八年級生物與地理學科融合，教師以“校園生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”為主題，引導學生綜合運用科學方法解決真實問題。實施過程：1.項目啟動：教師展示校園植被退化、蚊蟲滋生的照片，提出驅(qū)動性問題：“如何通過調(diào)查優(yōu)化校園生態(tài)？”學生分組確定子課題（如“植物種類調(diào)查”“土壤微生物檢測”“昆蟲多樣性分析”）。2.實踐探究：植物組：用樣方法統(tǒng)計喬木、灌木數(shù)量，結(jié)合地理知識分析“綠化分布與校園微氣候的關(guān)系”；微生物組：采集不同區(qū)域土壤，用稀釋涂布法培養(yǎng)菌落，對比“教學樓旁”與“草坪區(qū)”的微生物多樣性；昆蟲組：設置誘蟲燈與陷阱，鑒定物種并分析“食物鏈關(guān)系”。3.成果輸出：各小組制作“校園生態(tài)地圖”，提出“增加蜜源植物吸引傳粉者”“設置雨水花園改善土壤”等建議，在全?！吧鷳B(tài)論壇”展示。教學效果：學生掌握了樣方法、微生物培養(yǎng)等專業(yè)技能，90%的小組能結(jié)合多學科知識提出可行性方案，如“利用數(shù)學建模預測植被覆蓋率變化”，科學實踐與社會責任感同步發(fā)展。案例反思：項目周期需控制在4-6周，避免學生因?qū)W業(yè)壓力敷衍；教師需提前培訓“科學倫理”（如昆蟲采集的適度性），并協(xié)調(diào)校內(nèi)資源（如實驗室開放時間）。（三）跨學科案例：《橋梁設計與搭建》STEM課程實踐背景：六年級科學（結(jié)構(gòu)力學）、數(shù)學（幾何與比例）、工程（材料強度）融合，教師以“設計承重200克的橋梁模型”為任務，打破學科壁壘。實施過程：1.知識融合：科學課講解“桁架結(jié)構(gòu)的力學優(yōu)勢”，數(shù)學課推導“三角形穩(wěn)定性的幾何證明”，工程課分析“吸管、竹簽的承重極限”，學生繪制跨學科知識圖譜。2.方案迭代：小組用SketchUp建模，計算斜桿與豎桿的角度（數(shù)學），測試不同材料的抗壓強度（科學），優(yōu)化連接方式（工程）。教師引導反思“為何三角形結(jié)構(gòu)比四邊形更穩(wěn)定”，深化知識理解。3.成果展示：各小組用自制模型進行承重測試，“拱形桁架橋”組通過增加斜撐，使承重突破300克，學生總結(jié)“結(jié)構(gòu)優(yōu)化需平衡強度與材料成本”。教學效果：學生從“學科孤立學習”轉(zhuǎn)向“知識網(wǎng)絡建構(gòu)”，78%的學生能解釋“橋梁結(jié)構(gòu)與力學原理的關(guān)聯(lián)”，工程思維與科學探究能力同步提升。案例反思：跨學科課程需明確“核心學科”（如本次以科學為核心），避免知識碎片化；可邀請工程師參與指導，增強實踐的真實性。二、培養(yǎng)策略：多維建構(gòu)科學素養(yǎng)發(fā)展路徑（一）教學方法創(chuàng)新：從“教知識”到“育思維”1.探究式學習的“問題鏈”設計：以“真實困惑”為起點，如“為什么冬天窗戶會結(jié)霜？”，引導學生經(jīng)歷“提問→假設→驗證→結(jié)論”的循環(huán)。例如在“電路探究”中，教師先展示“小燈泡不亮”的故障電路，學生通過“換電池→換導線→檢查連接”的嘗試，自主發(fā)現(xiàn)“短路/斷路”的原理，而非直接講解概念。2.項目式學習的“本土化選題”：結(jié)合地域特色設計項目，如農(nóng)村學校開展“農(nóng)田灌溉系統(tǒng)優(yōu)化”，城市學校探究“地鐵噪音對周邊環(huán)境的影響”。選題需符合“可行性、趣味性、教育性”原則，如“校園垃圾分類的經(jīng)濟效益分析”，既貼近生活，又能整合科學、數(shù)學、社會學科知識。3.跨學科融合的“知識錨點”策略：尋找學科間的自然聯(lián)系，如科學（物質(zhì)的密度）與數(shù)學（比例計算）結(jié)合“設計浮沉子”，科學（生態(tài)系統(tǒng)）與語文（撰寫調(diào)查報告）結(jié)合“濕地保護宣傳文案”。教師需提前梳理“知識錨點”，避免為融合而融合。（二）課程資源開發(fā)：從“教材為本”到“生活為源”1.校內(nèi)資源的“活化利用”：將實驗室、植物園、樓道墻面轉(zhuǎn)化為學習場域。例如在“光的反射”教學中，教師帶領(lǐng)學生用激光筆、平面鏡在走廊探索“反射角與入射角的關(guān)系”，用手機慢動作拍攝“光的路徑”，使抽象概念可視化。2.校外資源的“深度聯(lián)結(jié)”：與科技館、高校實驗室、環(huán)保企業(yè)建立合作，開展“科學家進校園”“企業(yè)開放日”活動。如組織學生參觀污水處理廠，對比“教材中的污水處理流程”與“實際工藝的差異”，理解科學理論的實踐局限。3.數(shù)字化資源的“精準適配”：利用虛擬實驗平臺（如NOBOOK虛擬實驗室）突破“危險實驗”“稀缺器材”的限制，如模擬“核裂變鏈式反應”“基因編輯過程”；推薦科普APP（如“燒杯”“國家地理”），學生可在課余時間進行“虛擬實驗”或“自然觀察記錄”。（三）評價體系優(yōu)化：從“分數(shù)導向”到“成長導向”1.過程性評價的“三維記錄”：采用“觀察日志+小組互評+教師反饋”的方式，記錄學生的探究行為。例如在“植物栽培”項目中，學生每日拍攝植株照片（成果記錄），小組互評“實驗設計的嚴謹性”（能力評價），教師批注“疑問解決的創(chuàng)新性”（思維評價）。2.成果性評價的“多元呈現(xiàn)”：允許學生用“報告、模型、戲劇、短視頻”等形式展示成果。如“水的凈化”單元，學生可選擇“撰寫科研報告”“制作凈水器模型”“編排科普短劇《水的旅行》”，尊重不同的表達優(yōu)勢。3.發(fā)展性評價的“縱向跟蹤”：建立“科學素養(yǎng)成長檔案”，記錄學生從“能描述現(xiàn)象”到“能解釋原理”再到“能創(chuàng)新應用”的進階。如跟蹤學生在“電路探究”中，從“按圖連接電路”到“自主設計并聯(lián)電路”的能力變化，用“雷達圖”可視化成長軌跡。（四）教師素養(yǎng)提升：從“單一教學”到“專業(yè)引領(lǐng)”1.學科前沿的“持續(xù)學習”：教師需關(guān)注科學領(lǐng)域的新進展，如“CRISPR基因編輯”“碳中和技術(shù)”，并轉(zhuǎn)化為適合學生的教學內(nèi)容。例如將“火星探測器的最新發(fā)現(xiàn)”融入“太陽系”教學，增強課程的時代性。2.教研共同體的“案例研磨”：組織教師開展“同課異構(gòu)+案例研討”，如圍繞“摩擦力探究”，對比“傳統(tǒng)演示實驗”與“探究式實驗”的教學效果，提煉“問題設計的梯度”“小組分工的優(yōu)化”等策略。3.教學反思的“行動研究”：鼓勵教師以“微課題”形式研究教學問題，如“如何提高低年級學生的實驗記錄能力”，通過“計劃→行動→觀察→反思”的循環(huán)，形成個性化的教學策略。三、結(jié)語：讓科學素